Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Генная инженерия

Большие овощи могут спасти человечество от голодания

13.07.2020 20:02:41 | Автор: admin

В разных уголках мира регулярно проходят конкурсы на самые большие овощи

Помидоры, которые сегодня считаются основными ингредиентами различных салатов и пиццы, впервые стали употребляться в пищу на территории Южной Америки. В диком виде они очень маленькие, но современные сорта могут быть размером с человеческий кулак. По мнению ученых, первые крупные томаты были выращены индейцами примерно в XV веке скорее всего, они были получены путем скрещивания различных видов. Этот факт крутился в головах ученых уже давно, и им было интересно, можно ли каким-то образом вырастить томат неограниченного размера. Как оказалось, это вполне возможно благодаря технологии редактирования генов если слегка изменить хотя бы одну частицу, можно вырастить помидоры гигантских размеров. При этом огромный томат сохранит присущую обычным плодам пользу и питательность.

Гены частицы молекул ДНК, в которых хранится инструкции по развитию животных и растений. Гены определяют наличие у них определенных признаков, поэтому, путем их редактирования, можно изменить даже размеры плодов растений.

Польза помидоров

На тему того, чем именно являются помидоры, спорить можно долго. Их можно даже назвать фруктами, но в России они рассматриваются именно как овощи. Польза помидоров обусловлена высоким содержанием восстанавливающего ткани и антистрессового витамина С, а также высоким содержанием антиоксидантов. Эти вещества замедляют окислительные процессы в организме человека и снижают риск возникновения рака и сердечно-сосудистых заболеваний.

Помидоры полезны, но их листьями можно отравиться

Также помидоры просто очень питательны, поэтому ученые считают, что при имении возможности выращивать их большие плоды, человечество можно спасти от голодания. Разработкой технологии выращивания огромных овощей занялась группа ученых из США, Китая и Японии. По данным научного журнала Nature Genetics, им действительно удалось выяснить, какие именно факторы сдерживают бесконечный рост томатов и каким образом растениям можно помочь выйти за рамки.

Большие помидоры

В ходе научной работы, исследователи исследователи изучали гены сорта помидоров бычье сердце. Как и у многих других растений, развитие плодов помидоров происходит на верхушках стеблей. Именно там находится ткань меристема, клетки которой активно делятся и в конечном итоге образуют сочные и аппетитные плоды. Исследователи в течение долгого времени следили за этим процессом и выяснили, какие именно гены отвечают за размеры плодов.

Оказалось, что в этом деле большую роль играют два гена:

  • WUSCHEL стимулирует рост;
  • CLAVATA3 сообщает растению, когда необходимо этот рост остановить.

По мнению исследователей, сотни лет назад ген CLAVATA3 как бы научился останавливать рост помидоров на определенном уровне. Но сегодня гены можно редактировать и, при помощи небольшого вмешательства, можно дать растениям возможность выращивать более крупные плоды. Каким именно образом происходит редактирование генов мы уже много раз рассказывали ранее можете, например, почитать материал Владимира Кузнецова. Но это не главное, ведь сейчас у ученых появилась реальная возможность спасти человечество от возможного голодания.

Ученые определили, какие гены отвечают за рост помидор

Это пока не доказано, но при помощи новой технологии, можно будет выращивать и другие овощи гигантских размеров. Так, у человечества есть надежда на получения килограммовых огурцов, картофеля и так далее. Как именно новая технология повлияет на вкусовые качества продуктов, пока не ясно, но вмешательство не должно повлиять на это свойство.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Вообще, из-за постепенного повышения температуры воздуха на нашей планеты, многие растения рискуют полностью исчезнуть. Например, на грани исчезновения может оказаться ячмень, что приведет к дефициту пива. Исследователи считают, что выращивать ячмень можно будет только в некоторых регионах нашей планеты. Пиво станет редким напитком, поэтому его стоимость будет многократно увеличена. Об этом прогнозе ученых я уже писал в этом материале.

На размеры овощей также влияет чистота окружающей среды

Также не стоит забывать о другой проблеме человечества загрязнении окружающей среды пластиковым мусором. Недавно ученые из США и Китая выяснили, что микроскопические частицы могут проникать внутрь растений и значительно замедлять их рост. И это уже доказано в ходе научного эксперимента, о котором подробно написано в этом материале. Приятного чтения!

Подробнее..

Зачем испанские ученые работают над созданием химеры человека и обезьяны в Китае?

16.11.2020 22:13:26 | Автор: admin

Кадр из фильма «Планета обезьян»

Интернет слухами полнится. Так, если верить просочившимся в сеть исследованиям испанских ученых, о чем сообщает El Pais, в китайской лаборатории был создан первый в мире гибрид обезьяны и человека. Ведущий автор научной работы Хуан Карлос Исписуа ранее работал над эмбрионами свиньи и человека. Предполагаемая цель исследования использование животных для создания органов для трансплантации человеку. В ходе работы ученые вводили человеческие стволовые клетки в эмбрион обезьяны, позволяя клеткам создавать любой вид ткани внутри эмбриона. Но по этическим соображениям власти Испании остановили эксперимент до начала беременности животных. По этой причине испанские ученые были вынуждены провести эксперимент в Китае, поскольку страна имеет большую инфраструктуру в трансгенной научной области иными словами, законы Поднебесной не запрещают проведение подобных экспериментов.

Руководил исследовательским проектом биолог Хуан Карлос Исписуа, который также управляет лабораторией в Калифорнийском институте Солка. Заявленная цель работы заключается в том, чтобы выяснить, как использовать животных для создания органов для трансплантации человеку.

Создание химер человек-обезьяна

Несмотря на то, что слово «химера» звучит устрашающе, их создание относительно просто и даже не страшно. Ученые вводят человеческие эмбриональные стволовые клетки в эмбрион другого вида, которому всего несколько дней. У Исписуа есть опыт такого рода исследований, поскольку он ранее пытался добавить человеческие клетки в эмбрионы свиней. Так как его исследования со свиньями наткнулись на препятствия, он перешел к экспериментам на эмбрионах приматов.

В ходе создания химер ученые генетически проектируют определенные типы животных клеток, которые будут отключены, чтобы у человеческих стволовых клеток было больше шансов закрепиться. Такого рода исследования запрещены в ряде стран, но в Китае, например, подобных законов нет.

Японский ученый планирует вставить человеческие клетки в эмбрионы крыс (на фото)

Важно понимать, что гибрид человека и обезьяны, о котором идет речь, никогда не появлялся на свет. Дело в том, что смешанные эмбрионы не прогрессируют после одной-двух недель роста в лаборатории. В заявлении для El Pas Эстрелла Нуньес, биолог и администратор Католического Университета Мурсии, сообщила, что были созданы механизмы, для остановки прогрессирующего роста эмбриона.

Создание химеры человека-обезьяны, как и другие подобные эксперименты, вызывают неоднозначную реакцию широкой общественности. Так, был поднят ряд этических вопросов, например, страх того, что человеческие стволовые клетки могут каким-то образом мигрировать в мозг эмбриона обезьяны. Доктор Анхель Райя из Барселонского Центра регенеративной медицины сказал журналистам El Pais следующее:

Что произойдет, если стволовые клетки вырвутся и сформируют человеческие нейроны в мозге животного? Будет ли у него сознание? А что произойдет, если эти стволовые клетки превратятся в сперматозоиды?

Однако Нуньес отмечает, что человеческие клетки самоуничтожаются, если попадают в мозг. Кроме того, существует установленная согласованная дата уничтожения всех подобных химер 14 день беременности. Это необходимо для того, чтобы у эмбриона не успела развиться центральная нервная система.

Читайте также: Редактирование генома. Величайшее благо или абсолютное зло?

Этические проблемы

Последствия подобных исследований

Полученные в ходе работы результаты Нуньес охарактеризовала как «очень многообещающие» и заявила, что исследование ожидает рецензирования в авторитетном научном журнале. На данный момент мы не знаем о полном объеме эксперимента, так как результаты пока не опубликованы.

Примечательно, что эта новость появилась после того, как Япония стала первой страной, которая одобрила эксперименты с эмбрионами человека и животных. Японское правительство намерено разрешить исследователям стволовых клеток проводить эксперименты с той же целью в один прекрасный день создать органы, которые можно было бы пересадить человеку.

Генная инженерия стремительно развивается, что иногда вызывает тревогу широкой общественности

До сих пор ведутся споры о том, является ли этот метод наилучшим. Пабло Росс, ветеринар из Калифорнийского университета в Дэвисе, который работал над экспериментами по химерам свиньи и человека, не верит, что имеет смысл выращивать человеческие органы в клетках обезьян, например. «Я всегда считал, что нет смысла использовать для этого приматов. Как правило, они очень малы, и их развитие занимает слишком много времени», сказал он в интервью для Big Think.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Google News.

Росс считает, что исследователи могут искать ответы на более фундаментальные научные вопросы, например, «вопросы эволюционной дистанции и межвидовых барьеров», так как создание химер вызывает брезгливость как у публики, так и у специалистов по этике. Независимо от того, окажется ли исследование обоснованным или продуктивным, оно все равно на первый взгляд продолжает раздвигать границы биологических и генетических исследований.

Хотя Китай уже допустил ошибку с ученым Хэ Цзюанькуем, который отредактировал гены двух младенцев, о чем подробно рассказывала моя коллега Дарья Елецкая, открытые законы страны в целом позволяют проводить более смелые эксперименты.

Так или иначе, в будущем трансгенная биотехнология имеет все шансы стать революционным шагом в борьбе с широким спектром заболеваний и расстройств. А как вы думаете, стоит ли ученым проводить подобные эксперименты или же наука перешла допустимые этические границы? Ответ будем ждать в комментариях к этой статье, а также в нашем уютном Telegram-чате.

Подробнее..

Редактирование генома. Величайшее благо или абсолютное зло?

11.09.2020 14:03:28 | Автор: admin
Геном

Редактирование генома — это изменение всего.

У человечества есть несколько ящиков Пандоры, которые лучше не открывать. Если даже желание или необходимость его открыть все же появились, то делать это надо с максимальной осторожностью. Одним из таких ящиков является генная инженерия и редактирование генома. Кажется, что в этой истории все красиво. Мы можем получить лекарство от всех болезней, можем стать супер людьми, можем получить потомство, которое будет в десятки раз лучше нас, и многое другое. Можем даже избавить себя от необходимости искать элексир бессмертия, просто немного подправив гены еще до рождения. Можно подумать, что это дивный мир, которого мы достойны, но не спешите радоваться, ведь как в известной присказке, мы можем получить мир, который мы заслужили. Естественно, в плохом смысле. Открывая этот ящик, мы можем сделать так, что уже никогда не станем прежними, но где гарантии, что новые мы действительно будем лучше и не приведем сами себя к закату человечества?

Генная инженерия

Сейчас все большее количество правительств разных стран готовится к тому, чтобы разрешить эксперименты по редактированию генома на эмбрионах человека. Некоторые страны уже даже разрешили это, например, Великобритания.

Справедливости ради, пока мы не говорим о полностью готовом человеке с измененными генами, но все к этому идет. Вы же понимаете? Пока Великобритания разрешает ставить эксперименты только над эмбрионами, выращенными в лабораторных условиях. При этом они обязательно должны быть уничтожены через 14 дней после начала эксперимента. То есть формально нам это ничем не угрожает. Вопрос только в том, для чего это нужно тому, кто это разрешил. Явно не из любопытства. Что-то подсказывает, что как и многие передовые разработки, сначала это будет применяться в военных целях, ведь именно так можно получить универсального солдата. Он не будет хотеть есть или пить. Он не будет уставать или бояться взрывов. Небольшая корректировка генов и супер-солдат готов.

Жизнь на Земле могла появиться в результате гибрида молекул ДНК и РНК

Более того! Такой способ воздействия, если человечество ему научится, может выйти из-под контроля. Или просто не в тех руках это может стать оружием геноцида. Как видим, мрачных последствий куда больше, чем радужных. Поэтому прежде, чем делать что-то подобное, надо основательно взвесить все за и против. Даже клонирование на фоне этого может показаться милой забавой. Хотя изначально все были против этого.

Может не надо это трогать?

Но может все же что-то положительное в этом есть и можно дать шанс ученым доказать, что они не зря открывали инструменты редактирования? Какие преимущества редактирование генов может принести человеку?

Защита от вирусов на уровне ДНК

В основе редактирования генов и понимания того, зачем это вообще нужно, стояли исследования бактерий, которые показали, как они вырабатывали защиту от бактериофагов. Ученых особенно интересовало, как эта защита влияет на цепочки ДНК и при этом переносится на новые поколения бактерий.

Название бактериофагов происходит от древнегреческого пожираю. Название не случайно, ведь это вирусы, которые избирательно поражают клетки бактерий и архей. Также бактерия служит местом размножения вируса. Бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала. Общая численность бактериофагов в природе примерно равна общей численности бактерий. Бактериофаги оказывают больше влияние на эволюцию бактерий.

Более того, определенные признаки изменения генов нашли изначально у бактерии кишечной палочки. Ученые заметили определенные повторяющиеся фрагменты, которые были разделены спейсерами, но тогда объяснить этого не смогли. Позже подобную структуру-кассету нашли и у других представителей прокариот. Тогда им и дали сокращенное название CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). В переводе на русский это может звучать, как КППРРГ (короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами). Такое сокращение выглядит просто ужасно и проще пользоваться емким словом CRISPR.

Позже выяснилось, что те самые спейсеры очень похожи на куски ДНК вирусов-бактериофагов и являются частью защитного механизма бактерий, выработанного в ходе эволюции. Ученые предложили механизм, при котором белок Cas, ассоциированный с CRISPR, позволяет находить чужеродную ДНК, когда вирус попадает в клетку бактерии. Если ДНК вируса соответствует информации, которая есть у бактерии, то в этом случае чужая ДНК разрезается и заражение предотвращается.

Бактериофаг

Бактериофаги не просто живут за счет бактерий, но и размножаются в них.

Ученые провели ряд экспериментов, в ходе которых меняли геном бактерий и наблюдали, как на них воздействуют другие бактериофаги. Результаты доказали, что механизм работает именно так, как они думали. Также они подтвердили, что когда бактерия сталкивается с новым для себя вирусом, она может вырезать часть его ДНК и вставлять их в свою CRISPR-кассету. После чего эти записи передаются потомкам.

Как можно редактировать геном

Ученые предлагали несколько способов редактирования генов. В частности можно было создавать определенные искусственные последовательности, которые могли бы узнавать определенные участки ДНК. В результате белок Cas9 вносил бы разрезы точно в те места, в которых это требовалось. Параллельно с разработкой такого метода было доказано, что внесение изменений подобным образом возможно не только на уровне бактерий, но и в клетках других организмов.

Что такое тест ДНК, как его делают и для чего он нужен?

Есть и другие способы редактирования генома. Например, с помощью искусственных ферментов, которых не существует в природе, но которые способны расщеплять цепочку ДНК. Их еще называют цинковыми пальцами. Все из-за того, что этот белковый модуль включает в себя один или несколько ионов цинка.

ДНК

Редактировать гены возможно, но это сложно.

Такой способ требовал сложного подхода и долгой подготовки. Для каждого разреза в определенных участках генома надо было синтезировать специфичный белок. Кроме того, подобный способ редактирования часто приводил к ошибкам, так как разрезы часто происходили не в тех местах, где было нужно. Это лишний раз доказывает то, что вероятность ошибки очень высока, а неточности на начальных этапах могут привести к тому, что сбои будут идти, как снежный ком.

Редактирование генома CRISPR

Система CRISPR-Cas с точки зрения редактирование генома более простая и надежная. Главное только правильно синтезировать то, что укажет, в каком месте надо совершить разрез ДНК. Дальше запустится механизм восстановления и все сделается практически само собой. Тем более, если сделать много таких разрезов, то можно запрограммировать нужные изменения достаточно крупного участка ДНК.

Можно даже убирать целые участки ДНК, если это потребуется. При этом, на место удаленных фрагментов будут встроены те участки, которые будут нужны генетикам. Это позволит редактировать сломанные последовательности, которые приводят к тяжелым заболеваниям. В теории надо будет просто заменить нужный фрагмент и все должно стать нормально.

Может ли ДНК саламандры помочь в восстановлении потерянных конечностей человека?

Сами понимаете, что первым вопросом будет а можно ли встроить нужную часть кода? Конечно, со временем и это станет возможно. Вот тогда и могут начать получаться целые новые народы. Но, скорее всего, дело ограничится небольшой группой узких специалистов, вроде людей, которые смогут выдержать полеты к другим планетам, или солдат, которые не будут уставать. Люди найдут, как извлечь из этого выгоду. Особенно правительства и инвесторы, которые вкладывают в разработки огромные деньги. И далеко не все из них делают это, чтобы избавить человечество от болезней. Увы, но реальность такова.

Применение генной инженерии в промышленности

Более того, можно смело говорить о том, что генное модифицирование уже применяется на практике для достижения определенных результатов. Я говорю о генно-модифицированных организмах — ГМО.

Самым простым примером, как для понимания преимуществ метода, так и для самих генетиков является создание модифицированных кисломолочных бактерий. Дело в том, что когда на производстве вирусы бактериофаги попадают в закваску, они уничтожают культуру полезных микроорганизмов. В итоге это приводит к тому, что партия оказывается испорченной, а производитель несет огромные убытки. Именно поэтому устойчивые к бактериофагам микроорганизмы решают массу проблем.

Молочное производство

Если бактериофаги попадают на производство, пропадают просто огромные объемы продукции.

Ретровирусные инфекции

Относительно недавно я уже рассказывал о том, как мы все являемся носителями ретровирусов или, как их еще называют, реликтовых вирусов. В том числе к ним относится и ВИЧ, который миллионы лет назад встроил свой геном в наши ДНК и мы продолжаем передавать его из поколения в поколение.

В журнале Scientific Reports даже была опубликована работа, которая показывает, как при помощи CRISPR-Cas9 можно избавиться от этого наследства и даже ликвидировать возможность повторного встраивания вируса в ДНК.

Китайские ученые даже проводили эксперименты в этом направлении и обеспечили рождение двух генно-модифицированных человек. Ими стали девочки близнецы, один из родителей которых был ВИЧ-положительным. В итоге, они родились с устойчивым иммунитетом к вирусу. Проблема в том, что эксперимент был за гранью законности, но в целом все получилось.

Найдено живое ДНК динозавра. Возможно ли это?

Также в другой работе, опубликованной в Nature Biotechnology, доказывается, что при помощи модифицированного белка Cas9 можно отключать гены, которые мешают нормальному перерождению клеток и приводят к злокачественным образованиям. То есть потенциально это может стать долгожданным лекарством от рака. Вот только не привело бы такое вмешательство к тому, что воспроизводство новых клеток станет еще хуже.

Стоит ли запретить генетические исследования

Конечно, сейчас нельзя говорить о том, что уже завтра мы рискуем получить нежелательные последствия редактирования генома. Во-первых, исследования еще только ведутся и чего-то действительно серьезного не сделали. Во-вторых, даже когда начнется массовое применение технологий на людях, понять истинные последствия можно будет только через несколько поколений. К сожалению, такое положение дел может расслабить некоторых ученых, ведь по сути у них не будет никакой ответственности. Впрочем, это вряд ли, но вероятность этого все равно есть.

Главное не вестись на кажущуюся легкость редактирования генов. Неизвестно, во что потом это выльется.

Пока ученые с осторожность прогнозируют вероятность внесения таких изменений в геном человека, которые сделают из него кого-то другого, но в перспективе это все равно возможно. Если даже в этом не поможет CRISPR, найдется другой способ, но он будет.

Тут уже можно поднимать вопросы этичности того, что одни люди изначально будут от рождения лучше других. Кроме этого, возникают вопросы, насколько это корректно — вмешиваться в геном человека без его ведома. Может быть, когда из модифицированного появится человек, который отличается от остальных, он сам будет не рад этому. Одно дело, когда у него от природы определенный цвет волос, разрез глаз и форма ушей, а другое — когда за него кто-то решил, каким он должен быть. Вот еще одна дилемма будущего. А решать, стоит ли запрещать редактирование генома, вам. Каждый имеет свое мнение, которым можно и нужно поделиться в нашем Telegram-чате.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru