Лучшие университеты мира для изучения генетики и генной инженерии

Этические проблемы генной инженерии

Но не бывает розы без шипов. Несмотря на все перспективы и возможности, многие ученые и философы задавались этическими вопросами о генной инженерии еще в прошлом веке:

• Имеет ли человек право стать автором революции и эволюции в биологических технологиях?
• Может ли наука изменить либеральные принципы социума?
• А будет ли генная инженерия доступна всем слоям общества или только отдельным? А стоимость и все связанное с расслоением и делением общества?
• Можно и нужно ли делать генную инженерию обязательной практикой для тестирования. И тестирование на ком?
• Можно ли при плохих показателях на обследование основательно советовать делать аборт матери? Вдруг показатели и тестирование ошибаются.
• Один из главных вопросов – религиозный. Как церковь и верующие люди отнесутся к данным проектам? И примут ли сами новый мир?

Их действительно много. Это подчеркивает тот факт, что не бывает ничего идеального и для достижения сильного эффекта иногда нужно чем-то жертвовать. Генетическая инженерия, как и любая другая вещь на земле, имеет множество плюсов, возможностей, особенностей и перспектив, но имеет и кучу вопросов, которые пока остаются без ответов. Нам остается смотреть в будущее и надеяться на лучшее. Может быть, генетика, действительно, сделает жизнь человека качественнее, вариативнее и лучше!

Возможности генной инженерии

Создается ощущение, что еще несколько лет, может десяток, и человечество приблизится, действительно, к чему-то невозможному. К такому, о чем несколько лет назад даже нельзя было мечтать. Но давайте лучше обсудим то, что генетическая инженерия может прямо здесь и сейчас:

• трансформация клеток и генов;
• перенос материальных веществ и генов на другие живые органические существа. Переносить эти материальные вещества и клетки в наследственные клетки растениям, животным и разным микроорганизмам;
• получение модификаций на организмы, которые станут уникальными биохимически и генетически с точки зрения своих физиологических свойств и признаков.

Нужно понимать, что с каждым годом эти возможности будут только увеличиваться. Но и на данный момент видно, что уже существующие возможности генной инженерии удивляют и поражают.

Этапы создания трансгенного организма

1. Выделение изолированного гена с нужными свойствами. Сегодня для этого существуют достаточно надёжные технологии, есть даже специально подготовленные библиотеки генов.
2. Ввод гена в вектор для переноса. Для этого создаётся специальная конструкция – трансген, с одним или несколькими отрезками ДНК и регуляторными элементами, который встраивается в геном вектора и подвергается клонированию при помощи лигаз и рестриктаз. В качестве вектора обычно используются кольцеобразные бактериальные ДНК – плазмиды.
3. Встраивание вектора в организм реципиента. Этот процесс скопирован с аналогичного природного процесса встраивания ДНК вируса или бактерии в клетки носителя и действует таким же образом.
4. Молекулярное клонирование. При этом клетка, подвергшаяся модификации, успешно делится, производя множество новых дочерних клеток, которые содержат изменённый геном и синтезируют белковые молекулы с заданными свойствами.
5. Отбор ГМО. Последний этап ничем не отличается от обычной селекционной работы.

Изменение ДНК человека

Первые клинические испытания методов генной терапии были предприняты 22 мая 1989 года с целью генетического маркирования опухоль-инфильтрующих лимфоцитов в случае прогрессирующей меланомы.

14 сентября 1990 года в Бетесде (США) четырехлетней девочке, страдающей наследственным иммунодефицитом, обусловленным мутацией в гене аденозиндезаминазы (АDA), были пересажены ее собственные лимфоциты.

Работающая копия гена ADA была введена в клетки крови с помощью модифицированного вируса, в результате чего клетки получили возможность самостоятельно производить необходимый белок. Через шесть месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня.

После этого область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий ведут исследования по использованию генной терапии для лечения различных заболеваний. Уже сегодня с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию и некоторые виды онкологии.

Генная терапия

Генная терапия — введение, удаление или изменение генетического материала, в частности ДНК или РНК, в клетке пациента для лечения определенного заболевания.

Существует три основных стратегии использования генной терапии:

1. Замена мутировавшего гена, вызывающего заболевание, здоровой копией.
2. Инактивация или «выбивание» мутировавших генов, которые функционируют неправильно.
3. Введение нового гена в организм, помогающего бороться с болезнью.

Наиболее часто применяемый метод включает вставку «терапевтического» гена для замены «ненормального» или «вызывающего болезнь».

В 2015 году впервые была проведена процедура изменения ДНК человека с целью продления молодости клеток, когда американке Элизабет Пэрриш 44 лет ввели в организм препарат, влияющий на ДНК, а в 2018 году китайский ученый Хэ Цзянькуй заявил, что с его помощью у двух детей-близнецов якобы изменены гены для выработки у них иммунитета к вирусу ВИЧ, носителем которого являлся их отец.

Экономика инноваций

Почему в Китае популярны детские ДНК-тесты для определения вундеркиндов

Все это, с одной стороны, выглядит грандиозно и обнадеживает, но с другой, — вызывает опасения, ведь генетические манипуляции, теоретически, возможно использовать не только в благих и мирных целях.

После эксперимента с ДНК близнецов в Китае, ЮНЕСКО выступила с инициативой о запрете изменения генов у новорожденных до того момента, пока достоверно не будет доказана безопасность таких манипуляций.

Как выпускнику устроиться на работу

И все-таки, если нет опыта, как вести себя с потенциальным работодателем, чтобы вас взяли на должность? Как выпускники вузов находят работу?

Конечно, хорошо, когда во время учебы были контакты с предприятиями: производственная практика, консультация при написании курсовых и дипломных работ. Часто предприятия сами заинтересованы в потоке способной молодежи и активно взаимодействуют с учебными заведениями, охотно берут на работу студентов старших курсов на неполный рабочий день.

В вузах обычно имеются данные о соответствующих предприятиях и вакансиях. А в интернете не составит труда найти необходимую информацию по большей части организаций.

Вот несколько советов, о том, что важно при прохождении собеседования и испытательного срока:

1. Навык общения с людьми. Для этого вовсе не обязательно быть разговорчивым и душой компании. Звуковикам, кстати, это обычно чуждо. Речь идет об умении сосредоточиться на собеседнике, понять его ценности и устремления, что имеет для него смысл, чтобы говорить с ним на одном языке. Мы всегда испытываем бессознательную симпатию к тем, кто нас понимает, мыслит и говорит, как мы.
2. Хорошее внутреннее состояние. Угрюмого, озлобленного, депрессивного специалиста, пусть даже очень способного, с меньшей долей вероятности предпочтут не такому талантливому, но приятному человеку. Мы работаем в коллективе, среди других людей, которые тянутся к тем, кто испытывает положительные внутренние ощущения, а не транслируют на них неприязнь и неудовлетворенность.

3. Общий уровень развития. Это касается не только грамотности в выбранной профессии. Дело в степени развитости врожденных качеств. Именно она определяет, насколько вы сможете раскрыться в своей деятельности, чего добиться. Как пример — дисциплинированность в кожном векторе, умение доводить дело до конца в анальном векторе или способность к сосредоточению в звуковом. Поэтому старайтесь проявить свои свойства наилучшим образом, зная сильные и слабые стороны.

4. Умение работать с информацией в условиях меняющейся действительности. Мир стремительно трансформируется, а технологии развиваются. Одни профессии уходят в небытие, а другие, до сего момента неведомые, появляются. Через десять лет на рынке труда могут быть востребованы специалисты в таких областях, которых мы и вообразить не можем. Образование — это не только конкретные знания, что вкладывают студентам в голову. В большей степени это наработка новых нейронных связей, развитие навыка получать и применять знания. Учитесь учиться, чтобы не отставать от жизни.

Подведем итоги. Знание себя, своих особенностей помогает определиться, в чем вы можете быть сильны, и скорее достичь результатов. Это же знание гарантирует диагностику возможных проблем и, соответственно, искоренение их. А значит, помогает демонстрировать свои лучшие стороны, пребывать в хорошем психологическом и эмоциональном состоянии — с такими людьми окружающие взаимодействуют охотнее

Понимание особенностей окружающих тоже важно для успешного ведения дел

Умение применять свои врожденные способности, дополненные полученным образованием, стремление улучшить предмет своей деятельности, дойдя до сути, — вот что делает вас ценным специалистом.

Возможность работать по призванию, чувствовать свою полезность и востребованность, реализовывать свой потенциал и познавать окружающий мир делает нас намного счастливее. Узнайте больше на бесплатных онлайн-лекциях тренинга «Системно-векторная психология» Юрия Бурлана. Попробуйте изменить действительность. Ведь кто такой инженер, как не воплощающий в жизнь изменения к лучшему?

Стоит ли работать инженером

Работа по призванию — важная составляющая счастливой жизни. Рассмотрим моменты, которые чаще всего вызывают сомнения по поводу того, нужно ли идти на инженерную должность.

1. Инженер мало зарабатывает.

Зарплата специалиста зависит, во-первых, от его компетентности и профессионализма. Работодатель заинтересован в том, чтобы удерживать ценного сотрудника, поэтому готов ему достойно платить.

Во-вторых, уровень зарплат разнится в зависимости от ситуации на предприятии. В престижном, развивающемся месте и платят больше, а там, где держатся на плаву, перебиваясь от заказа до заказа, вряд ли в состоянии серьезно заинтересовать стоящие кадры материально. Хотя как начало карьеры для вчерашнего студента и такой вариант может быть полезен в качестве плацдарма для приобретения опыта.

В-третьих, для нашего менталитета характерно ведение дел, основываясь на личностных взаимоотношениях и симпатиях. При прочих равных условиях приятному, располагающему человеку руководитель с большей вероятностью увеличит зарплату или выделит премию, или даже предложит повышение.

2. Инженером быть непрестижно.

Это утверждение связано по большей части с той же заработной платой. Но есть еще такое убеждение в сознании некоторых людей, что «работать инженером на заводе» — это не то, к чему должен стремиться успешный человек.

Возможно, есть тут отголоски постсоветского времени, когда по всей стране одно за другим разваливались научно-производственные предприятия. Вчерашние корифеи, имея за плечами массу исследовательских работ, патентов, изобретений, завидный стаж, научные степени, вынуждены были идти кто куда, чтобы просто прокормить себя.

Сейчас не то время. Технологии развиваются семимильными шагами, и именно квалифицированные инженеры очень востребованы и уважаемы.

3. Инженер — неженская профессия.

Давно прошли те времена, когда работниками инженерного труда становились преимущественно мужчины. Якобы в технических отраслях дамы не в состоянии разбираться на том же уровне. Предрасположенность к инженерным профессиям зависит не от пола, а от типа мышления, уровня интеллекта, личных интересов. Женщин со звуковым вектором не меньше, чем мужчин. И результатов они способны достигать таких же.

Другое дело, когда сам работодатель не желает брать на работу девушку: замуж выскочит, в декрет уйдет, потом с детьми постоянные больничные… Еще бывают такие случаи. Однако если предприятие заинтересовано в хорошем работнике, а вы себя таковым проявите, то проблем не возникнет вне зависимости от пола или возраста.

4. Инженером не берут без опыта.

Отсутствие опыта у молодых специалистов часто бывает препятствием при трудоустройстве на любую должность. Понятно, что работодателю хочется нанимать сотрудников, которых не придется учить с нуля. В некоторых случаях это принципиальный вопрос. Но в целом руководитель готов принять в штат и неопытного специалиста, если он ему приглянется, если заметен потенциал и желание работать.

И потом, даже бывалый сотрудник при устройстве на новую должность чему-то учится, входит в курс дела, вникает в различные особенности рабочего процесса, ему тоже нужно содействие коллег. Человек, получивший инженерное образование, ценен именно тем, что умеет работать с нужной информацией и находить пути решения проблем.

Стоит ли попробовать себя в качестве инженера, можете решить только вы сами, основываясь на своих предпочтениях и способностях.

Где учиться на тканевого инженера

В данный момент в нашей стране нет образовательных программ, проводящих обучение по данной специальности, существует лишь ряд лабораторий при научно-исследовательских институтах, специализирующихся на тканевой инженерии. Специалисты, желающие развиваться в этой области, могут получить базовое медицинское образование. Также следует рассмотреть возможность обучения за рубежом: в США и Европе активно развиваются магистратуры по данной специальности.

Профессионально важные качества:

• системность мышления;
• интерес к работе в междисциплинарной области;
• готовность к работе в условиях неопределенности;
• научно-исследовательский интерес;
• отовность к командной работе.

Профилирующие дисциплины:

• биология;
• химия;
• физика;
• математика;
• информатика.

Как стать генным инженером – где учиться

Чтобы стать генным инженером, нужно получить высшее образование по специальностям «Биология», «Генетика», «Микробиология». Получить необходимые знания можно в любом гуманитарном вузе страны.

Для биологов и врачей, которые имеют смежную специализацию, возможны занятия на курсах переподготовки. Срок такого обучения составляет около 3 месяцев. Занятия проходят в дистанционном формате без отрыва от основной работы.

Необходимые навыки и знания

Как и любой ученый, генный инженер должен обладать пытливым умом и аналитическим мышлением. Для генетика важна педантичность и усидчивость. У специалиста должна быть врожденная склонность к естественным наукам: химии, биологии, медицине.

Для серьезных ученых не лишним будет владение английским языком – это даст дополнительные возможности для консультаций с иностранными коллегами и для скрупулезного изучения их научных трудов.

Технологии генной инженерии

Генная инженерия за короткий срок оказала огромное влияние на развитие различных молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться на пути познания генетического аппарата.

Так, появилась технология CRISPR — инструмент редактирования генома. В 2014 году MIT Technology Review назвал его «самым большим биотехнологическим открытием века». Он основан на защитной системе бактерий, которые производят специальные ферменты, позволяющие им защищаться от вирусов.

«Каждый раз, когда бактерия убивает вирус, она разрезает остатки его генома, будь то ДНК или РНК, и сохраняет их внутри последовательности CRISPR, как в архив. Как только вирус атакует снова, бактерия использует информацию из «архива» и быстро производит защитные белки Cas9, в которых заключены фрагменты генома вируса. Если вдруг эти фрагменты совпадают с генетическим материалом нынешнего атакующего вируса, Cas9 как ножницами разрезает захватчика, и бактерия снова в безопасности», — поясняет Алевтина Федина, медицинский директор Checkme.

Уникальное открытие состоялось в 2011 году, когда биологи Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье обнаружили, что белок Cas9 можно обмануть. Если дать ему искусственную РНК, синтезированную в лаборатории, то он, найдя в «архиве» соответствие, нападет на нее. Таким образом, с помощью этого белка можно резать геном в нужном месте — и не просто резать, а еще и заменять другими генами.

Экономика инноваций

Черные дыры и генетические «ножницы»: итоги Нобелевской премии-2020

Теоретически, технология CRISPR может позволить редактировать любую генетическую мутацию и излечивать заболевание, которое она вызывает. Но практические разработки CRISPR в качестве терапии еще только в начальной стадии, и многое еще непонятно.

Есть и другие методы генной инженерии, например, ZFN и TALEN.

• ZFN разрезает ДНК и вставляет туда заготовленный заранее новый фрагмент с помощью белков с ионами цинка (отсюда название — Zinc Finger Nuclease).
• TALEN делает то же самое, только используя TAL-белки. Для обеих технологий приходится создавать отдельные белки, а это очень долгая работа, поэтому пока два этих метода особого применения не нашли.

Что такое генная инженерия?

Как известно, наследственные признаки любого живого существа записаны в каждой клетке организма в виде совокупности генов – элементов сложных белковых молекул РНК и ДНК. Вводя в геном живого существа чужеродный ген, можно изменить свойства получаемого организма, причём в нужную сторону: сделать сельскохозяйственную культуру более устойчивой к морозу и болезням, придать растению новые свойства и т.д.

Организмы, полученные в результате такой переделки, называются генно-модифицированными, или трансгенными, а научная дисциплина, занимающаяся исследованием модификаций генома и разработкой трансгенных технологий – генетической или генной инженерией.

Кто такой тканевый инженер?

Это специальность, которая станет востребована в ближайшем будущем. В обязанности этого профессионала входит разработка и контроль производственного процесса, подбор материалов и формирование необходимых условий для создания тканеинженерных имплантов (графтов) и их дальнейшей трансплантации. По некоторым данным, эта профессия начнет распространяться после 2020 года.

Разработка и внедрение графта включает в себя ряд стадий:

— вначале необходимо произвести отбор и культивацию клеток;

— затем создается клеточный носитель (матрица) с использованием биосовместимых материалов;

— после этого клетки размещаются на матрице и происходит их размножение в биореакторе;

— наконец имплант помещается в область нефункционирующего органа. При необходимости перед этим графт внедряется в область с хорошим кровоснабжением для его созревания (этот процесс называется префабрикацией).

Исходным материалом могут послужить клетки ткани, которую необходимо регенерировать, или стволовые клетки. При производстве матриц могут применяться различного рода материалы (биокомпозитные, синтетические биологически инертные, природные полимерные).

Будущее профессии генный инженер

Природные ресурсы планеты Земля ограничены. Ученые разных профилей озабочены проблемой воспроизводства ресурсов. Немалая роль в решении этой проблемы отведена генной инженерии, поэтому стоит ожидать, что в будущем востребованность специалистов этого профиля будет неизменно расти.

Возможность воздействовать на генетический аппарата организма – это огромный прорыв в науке. Работать в этой сфере с целью улучшения качества жизни на Земле – большая честь. Труд генных инженеров очень ценится и в России, и за границей. Это перспективное направление, в котором можно сделать хорошую карьеру.

Достижения современной тканевой инженерии

Были созданы и успешно применены аналоги сосков женской груди, тканеинженерный мочевой пузырь и мочеточники. Ведутся исследования в области создания печени, трахеи и элементов кишечника.

Ведущие научно-исследовательские лаборатории работают над воссозданием другого с трудом поддающегося восстановлению человеческого органа — зуба. Сложность заключается в том, что клетки зуба развиваются из нескольких тканей, сочетание которых не удавалось воспроизвести. В настоящее время не полностью воссозданы только ранние этапы формирования зуба.Создание искусственного глаза в настоящее время находится на начальном этапе, однако уже получилось разработать аналоги отдельных его оболочек — роговицы, склеры, радужки.

В то же время, вопрос о том, как интегрировать их в единое целое, пока остается открытым.

Группе немецких ученых из университета г. Киля удалось успешно восстановить нижнюю челюсть пациента, почти целиком удаленную в связи с опухолью.

Стволовые клетки пациента вместе с факторами роста кости поместили в точную копию его челюсти, созданную из титановой сетки. Затем на период инкубации эту конструкцию на 8 недель поместили в его мышцу под правой лопаткой, откуда затем она была пересажена пациенту.

Пока преждевременно говорить о том, насколько эффективно будет функционировать такая челюсть. Однако это первый достоверный случай пересадки кости, буквально выращенной внутри человеческого организма.

История развития

Истоки

Основы классической генетики были заложены в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя. Открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к сожалению, не получили должного внимания у современников, и только в 1900 году Хуго де Фриз и другие европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности.

Параллельно с этим шел процесс формирования знаний о ДНК. Так, в 1869 году швейцарский биолог Фридрих Мишер открыл факт существования макромолекулы, а в 1910 году американский биолог Томас Хант Морган обнаружил на основе характера наследования мутаций у дрозофил, что гены расположены линейно на хромосомах и образуют группы сцепления. В 1953 году было сделано важнейшее открытие — американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик установили молекулярную структуру ДНК.

На подъеме

К концу 1960-х годов генетика активно развивалась, а ее важными объектами стали вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов, а в 1970-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК.

Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые Пол Берг, Стэнли Норман Коэн, Герберт Бойер и их научная группа внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli), то есть создали первую рекомбинантную ДНК.

Техника ПЦР была впервые разработана в 1980-х годах американским биохимиком Кэри Маллисом. Будущий лауреат Нобелевской премии по химии (1993 года), обнаружил в специфический фермент — ДНК-полимеразу, который участвует в репликации ДНК. Этот фермент буквально считывает отрезки цепи нуклеотидов молекулы и использует их в качестве шаблона для последующего копирования генетической информации.

Новая эра

В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли. Это событие стало революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным серьезно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.

Этическая сторона вопроса

В 1997 году ЮНЕСКО выпустила Всеобщую декларацию о геноме человека и его правах, рекомендовав мораторий на генетическое вмешательство в зародышевую линию человека, а в декабре 2015 года на международном саммите по геномному редактированию человека изменение гаметоцитов и эмбрионов для генерации наследственных изменений у людей было объявлено безответственным.

Российское сообщество генетиков в большинстве своем считает, что такие эксперименты на данный момент преждевременны и требуют более глубокого исследования и обсуждений.

«Вопрос клонирования уже давно стоит на горизонте. Этично ли выращивать клонов, чтобы потом забирать их органы для трансплантации человеку… Большой вопрос. Само собой, это абсолютно нормально, что нет единой точки зрения, ведь смысл подобных дискуссий как раз в том, чтобы найти правильные формулировки и отрегулировать потенциально спасительное, но при этом очень опасное знание», — говорит Алевтина Федина.

Страх неизвестности

Вариантов развития событий в области генной инженерии существует множество, и далеко не все они изучены и, в принципе, известны. Поэтому они должны быть последовательно зафиксированы и регламентированы.

Естественно, больше всего опасений вызывают плохие сценарии развития событий. Как правило, все начинается с помощи людям и изобретения новых лекарств. Но потом человек может прийти к желанию сделать своего ребенка светловолосым и зеленоглазым или создать армию универсальных солдат, не боящихся боли и не ведающих страха.

Олег Долгицкий, социальный философ, отмечает, что современное общество настолько неоднородно в культурном и экономическом плане, что любые методы, способные существенно изменить геном, могут создать условия не только для классового, но и видового расслоения, где представители «первого мира» смогут существенно продлевать свою жизнь и не бояться никаких болезней, в отличие от менее богатых людей. Это является серьезнейшей почвой для конфликтов и столкновений.

Эксперты убеждены, что генная инженерия — это будущее медицины. Возможность избавить младенца от пожизненного гнета заболевания, излечить людей от рака, найти лекарство против ВИЧ — за всем этим будет стоять генная инженерия. При этом желание человека изменить, например, цвет глаз или предотвратить наследственное заболевание, несмотря на все риски, будет только расти. И похоже, что остановить этот процесс уже не представляется возможным.

Безопасна ли генная инженерия?

Вопрос, насколько безопасны трансгенные технологии, периодически поднимается как в научной среде, так и в СМИ, далёких от науки. Однозначного ответа на него нет до сих пор.

Во-первых, генная инженерия остаётся ещё достаточно новым направлением биотехнологий, и статистика, позволяющая делать объективные выводы об этой проблеме, пока что не успела накопиться.

Во-вторых, огромные вложения в генную инженерию со стороны транснациональных корпораций, занимающихся производством продуктов питания, могут служить дополнительной причиной отсутствия серьёзных исследований.
Впрочем, в законодательствах многих стран появились нормы, обязывающие производителей указывать наличие продуктов из ГМО на упаковке товаров пищевой группы. В любом случае, генная инженерия уже продемонстрировала высокую результативность своих технологий, а её дальнейшее развитие обещает людям ещё больше успехов и достижений.

Объекты генной инженерии

Наиболее часто объектами для исследования генной инженерии становятся микроорганизмы, клетки растений и низших животных, однако ведутся исследования и на клетках млекопитающих, и даже на клетках человеческого организма. Как правило, непосредственным объектом исследования является молекула ДНК, очищенная от прочих клеточных веществ

При помощи энзимов ДНК расщепляется на отдельные отрезки, причём важно уметь распознавать и выделять нужный отрезок, переносить его при помощи энзимов и встраивать в структуру другой ДНК

Современные методики уже позволяют достаточно свободно манипулировать отрезками генома, размножать нужный участок наследственной цепи и вставлять его на место другого нуклеотида в ДНК реципиента. Накоплен достаточно большой опыт и собрана немалая информация по закономерностям строения наследственных механизмов. Как правило, преобразованиям подвергаются сельскохозяйственные растения, что уже позволило существенно повысить результативность основных продовольственных культур.

Для чего нужна генная инженерия?

К середине ХХ века традиционные методы селекции перестали устраивать учёных, так как это направление обладает рядом серьёзных ограничений:

• невозможно скрещивать неродственные виды живых существ;
• процесс рекомбинации генетических признаков остаётся неуправляемым, и необходимые качества у потомства появляются в результате случайных комбинаций, при этом очень большой процент потомства признаётся неудачным и отбрасывается в ходе селекции;
• точно задать нужные качества при скрещивании невозможно;
• селекционный процесс занимает годы и даже десятилетия.

Естественный механизм сохранения наследственных признаков является чрезвычайно стойким, и даже появление потомства с нужными качествами не даёт гарантии сохранения этих признаков в последующих поколениях.

Генная инженерия позволяет преодолеть все вышеперечисленные затруднения. С помощью трансгенных технологий можно создавать организмы с заданными свойствами, заменяя отдельные участки генома другими, взятыми у живых существ, принадлежащих к другим видам. При этом сроки создания новых организмов существенно сокращаются. Необязательно закреплять нужные признаки, делая их наследуемыми, так как всегда есть возможность генетически модифицировать следующие партии, поставив процесс буквально на поток.

Растения, устойчивые к вирусам

Создание вирусоустойчивых сортов – ещё одно направление генной инженерии растений.

Для создания таких сельскохозяйственных растений используется так называемая перекрёстная защита. Сущность этого является в том, что растения, инфицированные одним видом вируса, становятся устойчивыми к другому, родственному вирусу, так как происходит своего вида вакцинация. В растения вводят ген ослабленного штамма вируса, что предотвращает его поражение более вирулентным (вызывающим заболевание) штаммом того же или близкородственного вируса.

Таким геном-защитником может служить ген, кодирующий у вируса синтез белка оболочки, окружающий нуклеиновую кислоту. Этот ген используется для создания in vitro с помощью обратной транскриптазы к ДНК — ДНК-копии. К ней присоединяют необходимые регуляторные элементы и с помощью специальным образом подготовленной Ti-плазмидой агробактерии переносят в растения. Трансформированные растительные клетки синтезируют белок оболочки вируса, а выращенные из них трансгенные растения либо совсем не заражаются его более вирулентными штаммами, либо дают слабую и запоздалую реакцию на вирусную инфекцию.

Это один из механизмов защитного действия вирусного гена, который до сих пор не вполне ясен и может сопровождаться нежелательными последствиями.

Перспективы генной инженерии

Безусловно, сложно знать, что нас ждет в будущем. Возможно, все, что нам обещают, оборвется и окажется чепухой, а может быть все будет даже лучше обещанного. В любом случае, врачи уже сейчас уверены в том, что генная инженерия, бесспорно, принесет много пользы человечеству. Как минимум то, что будет развиваться такое направление, как создание штаммов-продуцентов белков человека, сельскохозяйственных животных и растений. Это направление связано не только с медициной и ветеринарией, но и с пищевой промышленностью.

Но самое главное – возможности и перспективы с точки зрения создания более способного человека для более эффективной борьбы с множеством проблем, которые готовит будущее. А для этого нужен здоровый человек с большим интеллектуальным потенциалом. Благодаря генной инженерии и генетике можно будет выращивать отдельные положительные качества людей, как в детском, так и во взрослом возрасте.