Екатерина Паникова 0,0

Развитие биотехнологий открыло новые возможности использования живых организмов на благо человечества. Методы генетической инженерии позволяют производить различные вещества в живых объектах, следовательно, мы можем использовать эти объекты в качестве природных «фабрик». Центральная догма молекулярной биологии в общем случае гласит: ДНК → РНК → белок. Именно белок часто является конечным продуктом биотехнологического производства: это может быть инсулин, интерфероны, антитела, ферменты, вакцины... Нам лишь нужно задать программу и «записать» ее в ДНК, а живой объект всё сделает сам. В качестве «фабрик» используют клетки дрожжей, бактерий, растений, а также культуры клеток насекомых и млекопитающих. В этой статье речь пойдет о растительных биофабриках.

Надежда на успешное применение системы CRISPR/Cas9 для решения проблем точного редактирования генома оказалась небезосновательной. Найденные у бактерий и архей в 1987 году непонятно для чего предназначенные кластеры повторов (CRISPR) недаром привлекли внимание исследователей: через 20 лет, изучая бактериальные штаммы для изготовления разного рода заквасок, ученые показали, что система CRISPR/Cas9 защищает бактерий от вирусов. И стали успешно применять ее для своих целей — редактирования геномов всех типов живых организмов. Эта штука была так удобна, проста в применении и эффективна, что не переставала радовать исследователей. И вот опять.

Профилактика и лечение заболеваний человека — основные задачи современной биомедицины. Незаменимыми помощниками ученых для их решения являются лабораторные животные, в особенности крысы. Крысы очень схожи с человеком по составу крови, структуре тканей, физиологическим реакциям в ответ на различные воздействия и т.д. Это делает лабораторных крыс прекрасным объектом для моделирования большого количества заболеваний человека, изучения патологических процессов, создания лекарств и разработки профилактических мероприятий. В статье речь пойдет именно об этих «тружениках» науки, которые ценою жизни способствуют прогрессу в науке и медицине.

ДНК-вакцины относятся к типу принципиально новых биологических препаратов. С их разработкой связывают большие надежды на повышение эффективности профилактики не только заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы, но и аллергических, аутоиммунных и даже онкологических болезней. Более двадцати лет назад возникла идея использовать гены возбудителей заболеваний для активации защитных механизмов. Конструкция ДНК-вакцин гениально проста: главные компоненты в ней — вектор и целевой иммуноген. Но, несмотря на это, ДНК-вакцины не стоят на страже нашего здоровья: их не вводят пациентам в поликлиниках, они не продаются в аптеках...

Команда американских исследователей продемонстрировала, что синтезированная в лаборатории молекула, которая в норме отсутствует в организме, способна защитить от вируса иммунодефицита лучше, чем собственная иммунная система человека.

Глубокая стимуляция мозга помогает в исследованиях нейронных сетей, в лечении заболеваний нервной системы, включая нейродегенеративные, и некоторых психических расстройств. Однако пока это инвазивный и неизбирательный метод: при необходимости стимулировать только одну группу нейронов электрический ток возбуждает всё вокруг. Изящный вариант воздействия на отдельные нервные клетки предложили ученые из США.

Лаборатории, в которых все эксперименты выполняют роботы, помогут биологии выйти из кризиса воспроизводимости результатов. Более того, заказывая в автоматических лабораториях необходимые эксперименты, научными исследованиями в области естественных наук смогут заниматься все желающие.

Чтобы понять, какие именно молекулярные механизмы «подняли» кору мозга человека на принципиально иной уровень сложности по сравнению с другими животными, ученые сравнили активности регуляторных генетических элементов человека, мыши и макака резуса на разных стадиях эмбриогенеза. Оказалось, что у человека многие регуляторные элементы существенно отличаются от мышиных и обезьяньих эпигенетическим ландшафтом: профилем модифицированных гистонов, «маркирующих» только активные энхансеры и промоторы. Человеческие энхансеры с метками активности позволяют регулируемым генам транскрибироваться в большем числе мозговых структур и отвечают за размножение клеток-предшественников нейронов, регуляцию их клеточного цикла и синтез внеклеточного матрикса. Благодаря этим процессам кора головного мозга человека становится сложнее уже на ранних стадиях развития.