Борьба с раком, колонизация Марса и вечная жизнь: что обещает нам генетика

Лечение от рака, борьба со старением, редактирование генома человека, биологический телепорт и механизмы эволюции были бы просто невозможны без генетики. Основы этой науки заложил американский медик Эдвард Льюис, получивший за свои открытия Нобелевскую премию в 1995 году. 20 мая исполняется 100 лет со дня его рождения. По этому случаю мы собрали самые важные и интересные факты об этой науке. Генетики против рака Общеизвестный факт, что ежегодно во всем мире от рака умирают тысячи людей. Также известны люди, которые сумели победить болезнь даже в тех случаях, когда врачи выносили пациентам смертный приговор и считали, что лечение уже не поможет. Что влияет на болезнь? Чаще всего именно генетическая предрасположенность определяет исход борьбы организма за жизнь. На основе изучения генома человека и открытий генной инженерии современные медики придумали способ генетической терапии, когда клетки пациента перепрограммируются в лаборатории, а затем вводятся обратно в организм, размножаются и атакуют зараженные клетки. Исследователи неоднократно доказывали эффективность этого метода для борьбы с различными заболеваниями. И недавно подобная методика была успешно использована для борьбы с некоторыми разновидностями онкологических заболеваний. Несколько независимых исследований показало, что больным, которым не смогли помочь нескольких курсов интенсивной терапии, помогло генетическое редактирование клеток. Метод запатентовали под названием названием Kymriah. В 2017 году в США он был одобрен FDA (Федеральным агентством по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов, США) для лечения взрослых пациентов с рецидивами острой лимфобластной лейкемии. Он стал первым методом генетической терапии, одобренным мировым медицинским сообществом. Редакция генома До недавнего времени опыты по редактированию генома проводились только на образцах эмбриональной ткани. В ноябре 2017 года американские ученые впервые применили генное редактирование для терапии взрослого человека непосредственно в организме. Метод использовали для лечения редкого синдрома Хантера – генетического заболевания Х-хромосом, при котором организм не вырабатывает важных ферментов, и вредные вещества начинают накапливаться в организме. Для пациента, страдающего от этой болезни, редактирование генома стало последним шансом. В ходе этой процедуры ему внутривенно были введены миллиарды копий корректирующих генов и генетические инструменты, которые должны "разрезать" его ДНК в определенных местах. Пока что не ясно, как поведет себя организм и сможет ли побороть заболевание, но в случае успеха процедуры корректировки ДНК ученые смогут применять этот метод для лечения других наследственных заболеваний. Гены долгожительства Если проблемы болезней во многом носят индивидуальный характер и со временем наука наверняка найдет способы их лечения, вопрос старения волнует без преувеличения каждого. Ученые пока что только выясняют механизмы старения, проводя множество исследований в области генетики. В прошлом году нейробиологи из Китайской академии наук обнаружили первый генетический путь, обусловливающий старение червей. На данном этапе ученые не могут применить результаты этих исследований к процессу старения, происходящему в организме человека, но они уверены, что механизмы, лежащие в основе темпов старения млекопитающих, не отличаются от червей. Другая группа ученых открыла, что мутация гена, отвечающего за рецептор гормона роста, может продлевать мужчинам жизнь в среднем на 10 лет. Если на основе этих данных ученым удастся разработать метод генного редактирования, долголетие сильной половине человечества будет обеспечено. Клоны Конечно, ученым всегда было мало достигнутого: с тех пор, как Дарвин определил ход эволюции путем естественного отбора, заменив им божественное провидение, ученые решили, что они и сами почти что боги и могут создать жизнь в пробирке. Тогда и появился термин "клонирование", то есть создание нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого размножения на основе имеющегося генматериала, содержащегося в ядре клетки. Первым выращенным из пробирки млекопитающим стала знаменитая овечка Долли: она стала генетической копией овцы-донора клетки и прожила с 1996-го до 2003 год и оставила после себя шесть ягнят. Сегодня чучело Долли можно увидеть в Королевском музее Шотландии. Уже в конце 1990-х годов ученые заговорили и о клонировании человека, подразумевая возможность применения той же технологии для получения генетически идентичных человеческих индивидов. Однако ни одного до сих пор не клонировали. Биологический телепорт Биолог и генетик Джон Крейг Вентер представил прототип первого в мире генетического принтера. Он работает по принципу обычного 3D-принтера: в него загружается дизайн генома, а вместо чернил он заправляется базовыми химическими соединениями ДНК. На данном этапе прибор может печатать ДНК примитивных живых организмов, например вирусов и бактерий, воссоздавать частицы вируса гриппа и бактериофагов, которые могут бороться с бактериальными инфекциями. У технологии огромный потенциал: в будущем такой принтер может научиться печатать элементарные формы жизни, что можно будет использовать при освоении Марса. Ученый считает это самым реалистичным сценарием колонизации Красной планеты: сначала туда будет отправлен принтер с необходимыми материалами, на который по радиоволнам будет отправлен дизайн генома. Напечатанные микроорганизмы преобразуют среду, а потом туда прилетит человек. Вентер работает над этим вместе с главой SpaceX Илоном Маском, который считает биологическую телепортацию хоть и безумной, но потенциально возможной.