Разрешено «править» ДНК у семидневных зародышей человека
Вся мировая общественность, затаив дыхание, следит за новостями с фронта работ над редактированием генома человека. Наверное, все наши постоянные читатели уже представляют, как работает молекулярная система CRISPR, для остальных напомним.
Не секрет, что любопытство генетиков традиционно ограничено этическими нормами, а самое главное — законами, которые запрещают эксперименты на человеке и в частности на живых эмбрионах человека.
Первыми «границу дозволенного» официально перешагнули в Китае. Еще в прошлом году китайцы заявили, что производят редактирование генома эмбрионов с целью исправить ген, вызывающий заболевание крови.
Справка: технология CRISPR способна обнаружить определенный участок ДНК или РНК и уничтожить его. Особый фермент Cas9 аккуратно вырезает из ДНК целые куски. Используя эту технологию, ученые могут прицельно выключать те или иные гены (участки ДНК) у эмбриона. Место вырезанного участка ДНК затем «залатывается» естественным образом или же в пустоты подставляется другой участок. Уже сейчас технология CRISPR делает возможным редактирование генома человека.
Теперь перенять эстафету решила консервативная Великобритания. В Лондоне начнут ставить опыты по редактированию ДНК эмбрионов с момента оплодотворения до семидневного «возраста». За это время оплодотворенная яйцеклетка превращается в так называемую бластоцисту, содержащую 200–300 клеток.
По истечении семидневного срока экспериментальные бластоциты будут уничтожаться — пересадка «отредактированных» эмбрионов в матку пока считается преступлением.
Разумеется, ученые утверждают, что хотят лишь более глубоко разобраться в механизмах самых ранних моментов человеческой жизни. Но уже отовсюду слышны разговоры о возрождении евгеники и детях, сделанных по генетическому спецзаказу.
В любом случае мы ждем больших перемен, или, может быть, большие перемены ждут нас.
Создано сильное обезболивающее без эффекта привыкания
Наконец-то существенными результатами порадовали химики. Американские специалисты представили мощное обезболивающее, не уступающее по силе морфию. При этом новое лекарство на удивление безопасно.
Чудо-препарат представляет собой искусственно созданный эндоморфин. Эндоморфин — опиоидный пептид, который вырабатывается в организме человека. Теперь ученым удалось синтезировать его в лабораторных условиях.
Опиоидные обезболивающие (например морфий) обычно используются для лечения сильных и хронических болей, основным их недостатком считается возникновение химической зависимости. Вследствие этого пациентам требуется все бóльшая доза, которая однажды может стать смертельной. Опиоиды обычно замедляют двигательную моторику и угнетают дыхание.
Синтетический эндоморфин не имеет перечисленных побочных эффектов. Крысы, на которых его испытывали, оставались по-прежнему бодры и дышали ровно.
Животных протестировали и на предмет наркотической зависимости от эндоморфина, одновременно сравнивая с аналогичным эффектом от применения морфина (морфия).
Крысы часами зависали вокруг отсека, где они получали морфин, а «эндоморфиновому» отсеку они не выказали предпочтений. Также подопытные грызуны стремились нажимать рычаг для впрыскивания морфина, но остались равнодушными к возможности таким же образом получить эндоморфин. В довершение ко всему новый препарат оказывает даже более выраженный обезболивающий эффект по сравнению с морфием.
В целом, результаты совершенно беспрецедентные для опиоида такого класса. Впереди клинические испытания на людях, имеющие все шансы на успех.
Мужскую Y-хромосому смогли заменить «женскими» аналогами
Тем временем американским генетикам удалось создать мышей-самцов без Y-хромосомы. При этом животные не потеряли способность производить потомство.
Напомним, что пол млекопитающего определяется набором половых хромосом. Самки имеют две копии Х-хромосомы (ХХ), а у самцов одна из них заменена Y-хромосомой (XY).
Замечено, что на протяжении веков Y-хромосома постепенно деградирует. Уже сейчас она несет 50 генов, из которых лишь 27 — специфически мужские. Для сравнения: «женская» X-хромосома насчитывает порядка 1600 генов.
Исследователи задались вопросом: а что будет, если Y-хромосома окончательно исчезнет? Прекратится ли род человеческий, и возможно ли этого избежать?
Еще в 2013 году ученые обнаружили, что для способности к оплодотворению требуется лишь два гена из Y-хромосомы: Sry и Eif2s3y. Первый отвечает за развитие семенников, а второй — за производство спермы. Если у вас имеются неповрежденные гены Sry и Eif2s3y, вы однозначно мальчик и сможете стать отцом. Но будет ли мужчина способен к зачатию даже без этих генов?
У экспериментальных эмбрионов крыс вместо гена Sry исследователи «включили» гомологичный ген Sox9, который есть и у женщин. Затем они усилили экспрессию гена Sox9. Выяснилось, что при этом мыши с набором хромосом XX начинают развиваться по мужскому типу.
Таким же путем экспериментаторы добились формирования спермы в отсутствие гена Eif2s3y. Ему на замену пришел ген Eif2s3x из Х-хромосомы — его также искусственно активировали трансгенными методами.
В результате на свет появились вполне здоровые мышата-мальчики. Правда, их половые органы уступали в размере обычным, и возможно, они проиграли бы конкуренцию за самок в дикой природе. Однако они оказались вполне способны к производству потомства методом искусственного оплодотворения.
Трансгенные самцы зачали здоровых мышей-девочек (мальчики от отцов, не имеющих Y-хромосомы, получились бесплодными). И эти самки впоследствии смогли произвести на свет полноценных мышей обоих полов.
Таким образом ученые показали нам, что в ДНК присутствуют резервные «аналоги» генов, которые теоретически способны самостоятельно активироваться в определенных условиях — например, в ответ на изменения окружающей среды.
Открытие проливает свет на способы размножения некоторых млекопитающих и рептилий, которые живут в дикой природе, вообще не имея «мужской» хромосомы.
Чудеса генетики поистине неисчерпаемы. И мы обязательно продолжим рассказывать об этих и других уникальных экспериментах в следующем выпуске.
До новых встреч!
Фото thinkstockphotos.com
Фото Warren Umoh/Louis Reed/unsplash.com
