Редактирование ДНК взрослого
Когда в Стартреке показывали какой-то инопланетный вирус, меняющий ДНК жертвы, я криво ухмылялся невежеству сценаристов. Ежу же понятно, что ДНК придется менять у половых клеток - и уж потом выращивать мутанта. А во взрослом организме клеток триллионы - замучаешь редактировать. Но жизнь жестче. Набрел в выходные на свежую статью CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates. Да, об успешном редактировании генома прямо во взрослых мартышках.
Все мы сейчас, конечно, стали экспертами-многостаночниками - Леонардо и не снилось. Но изложение, что ни говори, далеко до популярного. Так что, отослав желающих к источнику, позволю себе своими словами почему это настолько пугает.
Сначала - как все в биологии устроено - на пальцах, сильно упрощая.
Клетки Известно, что все живое состоит из клеток. Клетка - это чудовищной сложности фабрика, способная производить такие же фабрики. В ней есть производственные линии (например рибосомы) и, конечно, где то есть программа, в которой записано как и что производить. Такая программа в клетке хранится в ДНК - про которую слышали все.
Вирусы Вирусы работают иначе. Они не имеют собственной клеточной структуры, вирусы пользуются чужой. Частичка вируса (вирион) - это архивированная программа. Генетический материал, записанный в PHK или ДНК (одно в другую клетки умеют прекодировать), упакованная в защитный чехол (капсид). Схематично:
Вирион прикрепляется к оболочке клетки, впрыскивает свою программу внутрь - и она начинает исполняться. Фабрика производит не то, что ей положено от рождения, а новые копии вируса. Так, к примеру, работает вирус гриппа или коронавирус.
Понятно, кстати, почему против них не действуют антибиотики. Чужих клеток, которые надо убить просто нет. Есть клетки порабощенные. такие клетки находит и уничтожает иммунная система организма.
Происхождение вирусов, как и классификация их в живую или неживую материю - окончательно не решенный в науке вопрос. Есть мнение, что вирусы происходят от древних внутриклеточных паразитов. Которые постепенно научились использовать ресурсы жертвы и потеряли ставшие ненужными клеточные элементы. Кстати, есть вирусы , поражающие не клетки, а другие вирусы.
Ретровирусы Но на этом природа не остановилась. Есть вирусы, способные не просто поработить клетку, а встроить собственную копию в ее ДНК. Пример - ВИЧ. Поэтому ВИЧ сейчас и неизлечим - даже если уничтожить все до одного вирионы, в самом генетическом коде больного содержится болезнь. Клетка живет - и тем самым производит вирусы. И при прерывании подавляющей размножение вируса терапии наступит обострение.
То есть ретровирус - это навсегда, до самой смерти. А может быть и дольше. Если такой вирус заразит половую клетку - он будет передан потомкам. У всех нас значительная часть генома - такие эндогенные вирусы, уже не активные. Страшно? Мне- да. Но, с другой стороны, это один из эффективных механизмов видообразования, осуществляющий горизонтальный перенос генов (грубо говоря, не от родителей, а от соседей, причем другого биологического вида).
К нашим баранам. Так вот, упомянутая статья описывает метод выдирания таких ретровирусов из генома обезьян. Причем in vivo - то есь не в пробирке, а из живых обезьян. Для этого сначала синтезируется молекулярный робот, специально заточенный на определенную генетическую последовательность (кстати - Нобелевка по химии за 2020). И вживляется в специальный вирус, не способный размножаться в организме, для лечения которого он предназначен. Этот искусственный вирус размножают на специальной клеточной культуре - и впрыскивают мартышкам. Он распространяется по организму, проникает в клетки и вырезает из их ДНК обнаруженный геном ретровируса. Мартышка может быть полностью излечена.
Казалось бы - какое счастье! Победа над ВИЧ уже на горизонте. Да, возможно. Но на горизонте еще кое что.
Во-первых, подобный искусственный вирус можно будет запрограммировать не только против ВИЧ. Можно лечить генетические болезни - а можно их индуцировать здоровым людям или пшенице, к примеру. Можно конструировать людей, изменяя их геном (и в Китае уже родились первые генетически модифицированные близнецы). Можно создать болезнь, действующую только на определенную нацию, род, даже на одного человека.
Во-вторых, не размножается в организме человека - это пока. Удобнее, конечно, чтобы размножался. А то и сам встраивался в геном носителя. Ну а для тех, в ком не должен размножаться заранее придется сделать вакцину.
В третьих, впрыскивать в кровь - неудобно. Нужны эффективные средства доставки. Вот тут коронавирус как раз и выглядит очень перспективной моделью. И мне совершенно не удивительно, что его активно изучали и в Китае и в США. И не так важно, вырвался он из лаборатории или просто так совпало. Еще не вечер.
Фактичности этот искусственные вирусы и есть нанороботы. Как угодно перекраивающие своего носителя по воле своего создателя. Никаких шуток - уровень бога. Как вы думаете, устоит ли хоть кто-то перед соблазном иметь такую власть? А перед риском ее не иметь, когда оппонент имеет? Тут даже атомная бомба покажется игрушкой.
Так что в ближайшие десятилетия те, кто доживет, увидят реально новый мир. И, думается, изменения в нем будут куда как глубже уже произведенных развитием электроники, IT и космических технологий вместе взятых. А коронавирус - просто мелкий сопутствующий ущерб.
Все мы сейчас, конечно, стали экспертами-многостаночниками - Леонардо и не снилось. Но изложение, что ни говори, далеко до популярного. Так что, отослав желающих к источнику, позволю себе своими словами почему это настолько пугает.
Сначала - как все в биологии устроено - на пальцах, сильно упрощая.
Клетки Известно, что все живое состоит из клеток. Клетка - это чудовищной сложности фабрика, способная производить такие же фабрики. В ней есть производственные линии (например рибосомы) и, конечно, где то есть программа, в которой записано как и что производить. Такая программа в клетке хранится в ДНК - про которую слышали все.
Вирусы Вирусы работают иначе. Они не имеют собственной клеточной структуры, вирусы пользуются чужой. Частичка вируса (вирион) - это архивированная программа. Генетический материал, записанный в PHK или ДНК (одно в другую клетки умеют прекодировать), упакованная в защитный чехол (капсид). Схематично:
Вирион прикрепляется к оболочке клетки, впрыскивает свою программу внутрь - и она начинает исполняться. Фабрика производит не то, что ей положено от рождения, а новые копии вируса. Так, к примеру, работает вирус гриппа или коронавирус.
Понятно, кстати, почему против них не действуют антибиотики. Чужих клеток, которые надо убить просто нет. Есть клетки порабощенные. такие клетки находит и уничтожает иммунная система организма.
Происхождение вирусов, как и классификация их в живую или неживую материю - окончательно не решенный в науке вопрос. Есть мнение, что вирусы происходят от древних внутриклеточных паразитов. Которые постепенно научились использовать ресурсы жертвы и потеряли ставшие ненужными клеточные элементы. Кстати, есть вирусы , поражающие не клетки, а другие вирусы.
Ретровирусы Но на этом природа не остановилась. Есть вирусы, способные не просто поработить клетку, а встроить собственную копию в ее ДНК. Пример - ВИЧ. Поэтому ВИЧ сейчас и неизлечим - даже если уничтожить все до одного вирионы, в самом генетическом коде больного содержится болезнь. Клетка живет - и тем самым производит вирусы. И при прерывании подавляющей размножение вируса терапии наступит обострение.
То есть ретровирус - это навсегда, до самой смерти. А может быть и дольше. Если такой вирус заразит половую клетку - он будет передан потомкам. У всех нас значительная часть генома - такие эндогенные вирусы, уже не активные. Страшно? Мне- да. Но, с другой стороны, это один из эффективных механизмов видообразования, осуществляющий горизонтальный перенос генов (грубо говоря, не от родителей, а от соседей, причем другого биологического вида).
К нашим баранам. Так вот, упомянутая статья описывает метод выдирания таких ретровирусов из генома обезьян. Причем in vivo - то есь не в пробирке, а из живых обезьян. Для этого сначала синтезируется молекулярный робот, специально заточенный на определенную генетическую последовательность (кстати - Нобелевка по химии за 2020). И вживляется в специальный вирус, не способный размножаться в организме, для лечения которого он предназначен. Этот искусственный вирус размножают на специальной клеточной культуре - и впрыскивают мартышкам. Он распространяется по организму, проникает в клетки и вырезает из их ДНК обнаруженный геном ретровируса. Мартышка может быть полностью излечена.
Казалось бы - какое счастье! Победа над ВИЧ уже на горизонте. Да, возможно. Но на горизонте еще кое что.
Во-первых, подобный искусственный вирус можно будет запрограммировать не только против ВИЧ. Можно лечить генетические болезни - а можно их индуцировать здоровым людям или пшенице, к примеру. Можно конструировать людей, изменяя их геном (и в Китае уже родились первые генетически модифицированные близнецы). Можно создать болезнь, действующую только на определенную нацию, род, даже на одного человека.
Во-вторых, не размножается в организме человека - это пока. Удобнее, конечно, чтобы размножался. А то и сам встраивался в геном носителя. Ну а для тех, в ком не должен размножаться заранее придется сделать вакцину.
В третьих, впрыскивать в кровь - неудобно. Нужны эффективные средства доставки. Вот тут коронавирус как раз и выглядит очень перспективной моделью. И мне совершенно не удивительно, что его активно изучали и в Китае и в США. И не так важно, вырвался он из лаборатории или просто так совпало. Еще не вечер.
Фактичности этот искусственные вирусы и есть нанороботы. Как угодно перекраивающие своего носителя по воле своего создателя. Никаких шуток - уровень бога. Как вы думаете, устоит ли хоть кто-то перед соблазном иметь такую власть? А перед риском ее не иметь, когда оппонент имеет? Тут даже атомная бомба покажется игрушкой.
Так что в ближайшие десятилетия те, кто доживет, увидят реально новый мир. И, думается, изменения в нем будут куда как глубже уже произведенных развитием электроники, IT и космических технологий вместе взятых. А коронавирус - просто мелкий сопутствующий ущерб.