A génterápia, hogyan kell kezelni a genetikai betegségek
Az egyik legszörnyűbb betegség, amely „kölcsönöz” a természet az ember - egy genetikai betegség. Lehetőség van, hogy sikeresen betegségek leküzdésére kórokozók - baktériumok és vírusok, de ha a probléma a humán genomban a születés, segíti a beteget, hogy rendkívül nehéz. A modern tudomány folyamatosan keresi a lehetőséget, hogy „megjavítani” a mutáns géneket.
Duchenne izomsorvadás - az egyik ritkán előforduló, de még mindig viszonylag gyakori genetikai betegség. A betegséget diagnosztizáltak három-ötszöröse éves, általában a fiúk megjelenő eleinte csak a mozgási nehézség, hogy tíz év szenved Duchenne nem megy a 20-22 év élete véget ér. Ez okozta mutáció a disztrofin gén található, amely az X kromoszómán. Ez kódolja a fehérjét. összekötő izomsejt-membrán kontraktilis szálak. Funkcionálisan, ez egyfajta egy rugó, amely sima vágás, és a integritását a sejtmembrán. Gén mutációja vezet degeneráció a vázizomzat, a membrán és a szív. A kezelés a betegség palliatív jellegű, és lehetővé teszi, hogy csak egy kicsit enyhíteni a szenvedést. Azonban a fejlesztés a géntechnológia, nem volt fény végén az alagút.
transzgenikus egerek
A transzgenikus egereket lehet létrehozni élő modellek a súlyos genetikai megbetegedések. Az emberek hálás lehet az ilyen apró lények.
Mintegy Háború és béke
Génterápia - egy a sejthez történő szállításra struktúrák nukleinsavak a genetikai betegségek kezelésére. Révén az ilyen genetikai terápia lehet megoldani a problémát szintjén a DNS és RNS. megváltoztatása a fehérje expresszióját a folyamat. Például, a sejt képes szállítani DNS a javított szekvenciához, amely egy funkcionális fehérje szintetizálódik. Vagy éppen ellenkezőleg, eltávolíthatja specifikus genetikai szekvenciák, amelyek segítenek csökkenteni a káros hatások mutációk. Elméletileg ez egyszerű, de a gyakorlatban, génterápia alapja egy komplex technológia dolgozik tárgyak mikrokozmosz és képviseli egy sor élvonalbeli know-how a molekuláris biológia területén.
„Disztrofin gén, amelynek mutációi ad okot Duchenne izomsorvadás, nagy - mondja a rendező a fejlesztés a biotechnológiai cég” Marlin Biotech”, PhD, Vadim Zhernovka. - Ez magában foglalja a 2,5 millió bázispár, hogy össze lehet hasonlítani a betűk száma az új „Háború és béke”. És most képzeljük el, hogy mi húzta ki több epikus néhány fontos oldalak. Ha jelentős események ezeken az oldalakon ismertetett, a könyv megértését is nehéz lett volna. De a gén nehezebb. Keressen egy másik példányát „Háború és béke” nem nehéz, majd a hiányzó oldalakat lehet olvasni. De a disztrofin gén jelen van az X-kromoszóma, és a férfiak egyedül volt. Így a nemi kromoszómák fiúk születéskor tárolják csak egy példányt a gén. További elérhető máshol.
TÉMA: Fájdalomkezelési
Végül, amikor a fehérje szintézisét RNS fontos, hogy megőrizzék a leolvasási keret. leolvasási keretben határozza meg, mely csoport három nukleotid olvasni, mint a kodon, amely megfelel egyetlen aminosav a fehérje. Ha a deléció történt egy gén DNS-fragmens nem többszöröse a három nukleotid, a leolvasási keret eltolódás lép fel - a kódolási változik. Meg lehetne helyzethez képest, amikor, miután leszakadt lapok egész többi könyv összes betűt helyébe a következő alfabetikus sorrendben. Get halandzsa. Ez ugyanaz a dolog történik a rossz szintetizált fehérje. "
biomolekuláris tapasz
Az egyik leghatékonyabb módszer a génterápia visszaállítja a normális fehérje szintézist - exon kihagyás a rövid nukleotid-szekvenciák. A „Marlin Biotech” kifejlesztett egy technológiát a disztrofin gén egy ilyen módszer alkalmazásával. Mint ismeretes, a transzkripció során (az RNS-szintézis) első kialakítva egy úgynevezett prematrichnaya RNS magában foglalja mind a fehérje kódoló részeket (exonok) és a nem-kódoló (intron). Következő kezdődik a folyamat splicing, amelyben a intronokat és exonokat elválasztjuk, és kialakítva „érett” RNS, amely csak exonok. Ezen a ponton, néhány exon lehet zárni, „közelről” segítségével speciális molekulákat. Ennek eredményeként az érett RNS nem kódoló régiókban, ahonnan mi inkább megszabadulni, és így helyreállt a leolvasási keret, fehérje szintetizálódik.
„A technológia már hibamentesített in vitro, - mondja Vadim Zhernovka, azaz sejttenyészetekben nőtt a sejtek betegek Duchenne izomsorvadás. De néhány sejt - ez nem a test. Zavaró a folyamat a sejt, akkor be kell tartaniuk a következményeket élő, de vonzza az embereket, hogy a tesztek nem lehet különböző okok miatt - az etikai, hogy a szervezet. Ezért vált szükségessé, hogy a modell a Duchenne-specifikus mutációkkal alapján a laboratóriumi állatok. "
Fehérje-vágó
Reakcióvázlaton szemléltetjük CRISPR / Cas9, amely magában foglalja a szubgenomi RNS-ek (sgRNA), annak egy részét, funkciók, mint egy útmutató RNS, és fehérje-nukleáz Cas9, amely átvágja mindkét szálát a genomiális DNS-RNS-t a vezető helyzetben.<
Mint egy mikrokozmosza piké
A transzgenikus állatok - állatok kapjuk a laboratóriumban. amelyben a megcélzott gén, szándékosan módosítani. Vissza a 70-es a múlt század világossá vált, hogy a teremtés génmanipuláltak - a legfontosabb módszer tanulmányozására a gének és fehérjék. Az egyik legkorábbi előállítási módszerei teljes mértékben géntechnológiával módosított szervezet volt az injekció a DNS-nek a pronukleusz ( „core elődje”) zigótákat megtermékenyített tojást. Ez logikus, hiszen a módosított gén az állat legkönnyebben elején fejlődését.
TÉMA: Genetikai vizsgálatok az egészséges emberek: a játék megéri a fáradságot?
Injekció a zygóta - meglehetősen bonyolult eljárás, beszélünk mikromértékű. egér petesejt átmérője 100 mikron, és a pronukleusz - 20 mikron. A művelet zajlik mikroszkóp alatt 400-szoros nagyítású, azonban az injekció - a leginkább, hogy sem a kézzel készített. Természetesen a „injekció” nem vonatkozik a hagyományos fecskendő és egy speciális üveg tűt egy üreges csatornát belül, ahol a genetikai anyag tárcsázott. Az egyik vége is tartsa a kezében, és a többi - ultra vékony és éles - szinte nem látható szabad szemmel. Természetesen egy ilyen törékeny szerkezete boroszilikát üveg nem tárolható hosszú ideig, ezért a rendelkezésére álló laboratóriumi van egy sor olyan lemezek, amelyek közvetlenül előtte a munka feszített egy speciális géppel. Régen egy speciális rendszer a kontraszt képalkotó sejtek nélkül színező - beavatkozást a pronukleusz önmagában traumatikus és kockázati tényező a túlélés a sejt. Festés lenne még egy ilyen tényező. Szerencsére a tojás igen szívós, de ez a szám zigóták keletkeztető transzgenikus állatok jelentik csupán néhány százaléka az összes tojást, amelyben a DNS-injekció készült.
A következő lépés - műtéti. Végzett művelet transzplantációs mikroinjektálhatjuk zigótákig a tölcsérbe a petevezeték a címzett egér, ami lesz a béranya a jövő transzgén. További laboratóriumi állatok természetesen átmegy a terhesség ciklust, és az utód jelenik meg. Jellemzően egy alom mintegy 20% transzgén egerek arról is beszél, hiányosságokat a módszer, hiszen egy nagy eleme a véletlen. Amikor injektált kutató nem tudja ellenőrizni, hogy a beágyazott DNS-fragmensek fognak fejlődni a jövőben organizmus genomjába. Nagy valószínűséggel ilyen kombinációk, hogy vezet, hogy a halál az állat még mindig az embrionális stádiumban. Azonban a módszer működik, és ez alkalmas számos tudományos célokat.
ékszerészek irigység
Injekciós DNS-t a pronukleusz a zigóta - az egyik legkorábbi és a hagyományos technikák létrehozásának transzgén. Injekciós kézzel végzik útján ultravékony tűk mikroszkóp alatt egy 400-szeres növekedését.
DNS Olló
De van egy hatékonyabb módja alapján a cél-genom szerkesztését CRISPR / Cas9 technológia. „Ma a molekuláris biológia olyasmi, mint a korszak hosszú tengeri expedíciók vitorlázás, - mondja Vadim Zhernovka. - Szinte minden évben ezen a tudomány vannak nagyobb felfedezéseket, amelyek megváltoztathatják az életünket. Például néhány évvel ezelőtt, mikrobiológusok felfedezték, hogy egy hosszú idő, úgy tűnik, a vizsgált baktériumfaj immunitás a vírusos fertőzések. Ennek eredményeként a további vizsgálatok során kiderült, hogy a bakteriális DNS-t tartalmaz egy adott lókusz (CRISPR), amelyből a szintetizált RNS-fragmensek képesek, hogy kiegészítő módon kötődnek nukleinsavak idegen elemek, mint például a DNS-vagy RNS-vírusok. Ilyen Cas9 RNS kötődik az egy fehérjét egy enzim-nukleáz. RNS arra szolgál, hogy Cas9 tartőiapján specifikus DNS részt, ahol a nukleáz teszi metszést. Körülbelül 3-5 évvel ezelőtt, az első tudományos munka, amely alakult CRISPR / Cas9 technológia genom szerkesztést. "
TÉMA: „Készek vagyunk beszélni a fájdalom.” Mivel ismeretlen szindrómák fordult élet Orenburg családok
Összehasonlítva a módszer bevezetésének konstrukciók véletlenszerű inszertálásával, az új módszer lehetővé teszi, hogy vegye fel elemek CRISPR / Cas9 rendszert úgy, hogy az pontosan megcélozni RNS útmutatókat a kívánt részeit a genom és elérni a célzott delécióját vagy inszercióját a kívánt DNS-szekvencia. Ebben az eljárásban is, lehetséges hibák (RNS útmutató néha nem kapcsolódik a részét, amelyben orientálják ő), de CRISPR / Cas9 hatékonyság létrehozása transzgének már mintegy 80%. „Ez a módszer ígéretteljes, nem csak létrehozni a transzgén, hanem más területeken, különösen a génterápia, - mondja Vadim Zhernovka. - Azonban a technológia még csak a kezdet, és elképzelhető, hogy a megfelelő gén kódot ember fogja használni a CRISPR / Cas9, elég nehéz a közeljövőben. Bár a hiba valószínűségét, fennáll annak a veszélye, hogy az emberek elveszítik néhány fontos kódoló részei a genomban. "
kábítószer tőgy
A fejlesztés a transzgenikus technológia lehetővé teszi, hogy készítsen állati fehérjék által igényelt a gyógyszeripar. Ezek a fehérjék tejéből vonják transzgenikus kecskék és tehenek. Van is egy technológia termelés specifikus fehérjék csirke tojás.
Milk-drog
Orosz cég „Marlin Biotech” sikerült létrehozni transzgénikus egér, amely teljes mértékben reprodukálni eredményező mutáció Duchenne izomsorvadás, és a következő lépés az lesz, teszteli a génterápia technológiának. Azonban létrehozását modellek emberi genetikai betegség alapját laboratóriumi állatok - nem az egyetlen lehetséges alkalmazása transzgén. Tehát a munka folyik a biotechnológia területén, amely fontos a gyógyszeripar gyógyszer állati eredetű fehérjék az orosz és a nyugati laboratóriumok. Ahogy működhet termelő tehén vagy kecske, amelyben az elemi cella lehet változtatni a tejtermelés fehérjék. Ez lehet tejből kivont fehérje hatóanyag, amely nem lehetséges kémiai eljárással, miközben egy természetes mechanizmust, amely fokozza a gyógyszer hatásosságának. A jelenleg kifejlesztett technológiával ilyen adagolási egységek elkészítésének fehérjék, mint például humán laktoferrin, prourokináz, lizozim, Katrin, antitrombin, és mások.