Возникновение генной инженерии. Инсулин генная инженерия


Перспективы генной инженерии

Теперь умеют уже синтезировать гены, и с помощью таких синтезированных генов, введенных в бактерии, получают ряд веществ, в частности гормоны и интерферон. Их производство составило важную отрасль биотехнологии.

Так, в 1980 году гормон роста – соматотропин – получили из бактерии кишечной палочки. До развития генной инженерии его выделяли из гипофизов от трупов. Соматотропин, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободными от вирусных загрязнений.

В 1982 году гормон инсулин стали получать в промышленных масштабах из бактерий, содержащих ген человеческого инсулина. До этого времени инсулин выделяли из поджелудочных желез забиваемых коров и свиней, что сложно и дорого.

Интерферон – белок, синтезируемый организмом в ответ на вирусную инфекцию, изучают сейчас как возможное средство лечения рака и СПИДа. Понадобились бы тысячи литров крови человека, чтобы получить такое количество интерферона, какое дает всего один литр бактериальной культуры. Ясно, что выигрыш от массового производства этого вещества очень велик. Очень важную роль играет также получаемый на основе микробиологического синтеза инсулин, необходимый для лечения диабета. Методами генной инженерии удалось создать и ряд вакцин, которые испытываются сейчас для проверки их эффективности против вызывающего СПИД вируса иммунодефицита человека (ВИЧ).

Еще одно перспективное направление в медицине, связанное с рекомбинантной ДНК, – генная терапия. В этих работах, которые пока еще не вышли из экспериментальной стадии, в организм для борьбы с опухолью вводится сконструированная по методу генной инженерии копия гена, кодирующего мощный противоопухолевый фермент. Генную терапию начали применять также для борьбы с наследственными нарушениями в иммунной системе.

В сельском хозяйстве удалось генетически изменить десятки продовольственных и кормовых культур. В животноводстве использование гормона роста, полученного биотехнологическим путем, позволило повысить удои молока; с помощью генетически измененного вируса создана вакцина против герпеса у свиней.

За и против

Несмотря на явную пользу от генетических исследований и экспериментов, само понятие «генная инженерия» породило различные подозрения и страхи, стало предметом озабоченности и даже политических споров. Многие опасаются, например, что какой-нибудь вирус, вызывающий рак у человека, будет введен в бактерию, обычно живущую в теле или на коже человека, и тогда эта бактерия будет вызывать рак. Возможно также, что плазмиду, несущую ген устойчивости к лекарственным препаратам, введут в пневмококк, в результате чего пневмококк станет устойчивым к антибиотикам и пневмония не будет поддаваться лечению. Такого рода опасности, несомненно, существуют.

Генная инженерия – это мощный способ изменить жизнь, но ее потенциал может представлять опасность, причем в первую очередь надо учитывать сложные и трудно предсказуемые эффекты, связанные с возможным воздействием на окружающую среду. Представьте себе некий яд, более дешевый в производстве, чем сложные гербициды с избирательным действием, но который не может быть использован в агротехнике из-за того, что он убивает полезные растения наравне с сорняками. Теперь представьте, что, допустим, в пшеницу, внедрили ген, делающий ее устойчивой к этому яду. Фермеры, засеявшие свои поля трансгенной пшеницей, могут безнаказанно опылять их смертоносным ядом, увеличивая свои доходы, но нанося непоправимый вред окружающей среде. С другой стороны, генетики могут достичь и противоположного эффекта, если выведут такую культуру, которая не нуждается в гербицидах.

Генная инженерия бросила человечеству уникальный вызов. Что несет нам генная инженерия, счастье или беду? О возможной опасности генетически измененных продуктов для здоровья человека трубит уже весь мир. Однозначного и единого мнения ученых по этому поводу нет. Одни считают, что генная инженерия спасет человечество от голодной смерти, другие – что генетически измененные продукты погубят все живое на земле вместе с человеком. Ученые, занимающиеся этим, утверждают, что генетически измененные растения более урожайны, более устойчивы к ядохимикатам, экономически выгоднее обычных. Поэтому за ними будущее. Однако специалисты, не связанные с производителями данного товара, далеки от оптимизма.

Предугадать отдаленные последствия, которые могут наступить в результате потребления генетически измененной продукции, на данный момент вообще невозможно. Относительно спокойно относятся к ГМ – продуктам (генетически модифицированным) – в США, где выращивается сегодня около 80 процентов всех генетических культур. Европа же относится к этому крайней негативно. Под натиском общественности и организаций потребителей, которые хотят знать, что они едят, в некоторых странах введен мораторий на ввоз таких продуктов (Австрия, Франция, Греция, Великобритания, Люксембург).

В других принято жесткое требование маркировать генетически измененное продовольствие, что, естественно, очень не понравилось поставщикам. 1 июля 2000 года в России была запрещена продажа генетически измененных продуктов без специальной предупредительной надписи на упаковке. Одним из первых ученых, забивших тревогу о потенциальной опасности ГМ – продуктов, был британский профессор Арпад Пуштай. Он назвал их “пищей для зомби”. Такие выводы позволили сделать результаты опытов на крысах, которых кормили генетически модифицированной пищей. У животных возник целый набор серьезных изменений желудочно-кишечного тракта, печени, зоба, селезенки. Наибольшее беспокойство вызвал тот факт, что у крыс уменьшился объем мозга.

Ученые полагают, что с помощью генетически измененных растений можно сократить потери урожая. Сегодня в России завершаются испытания американского картофеля, устойчивого к колорадскому жуку. Возможно, уже в этом году будет получено разрешение на его промышленное производство. Есть у подобных сортов одно существенное “но”. Когда получают растение с резко повышенной устойчивостью к какому-либо вредителю, через два-три поколения этот вредитель приспособится к растению, и будет пожирать его еще сильнее. Следовательно, устойчивый картофель может породить таких агрессивных вредителей, с которыми мир еще не сталкивался.

Перспективы генной инженерии

Настоящей находкой для генетиков стал янтарь, ископаемая древесная смола. В доисторические времена в ней часто застывали насекомые, цветочная пыльца, споры грибов, остатки растений. Текучая смола герметично обволакивала своих пленников, и биологический материал в целости и сохранности поджидал современных исследователей. И вот в 1990 году Джордж О. Пойнар из Калифорнийского университета сделал сенсационное открытие. Изучая термитов, попавших в янтарь 40 миллионов лет назад, он нашел хорошо сохранившуюся генетическую информацию. Позднее Пойнару удалось выделить из янтаря ДНК долгоносика, жившего 120 миллионов лет назад! Сейчас многие ученые работают над тем, чтобы воскресить динозавров, древних ящеров, мамонтов. И это уже не кажется фантастикой, как было всего лишь несколько лет назад. Однако ученые не намерены останавливаться на воскрешении животных. Если можно воскресить их, следовательно, то же самое можно проделать и с людьми.

Развитие науки дает нам потенциал как для плохого, так и для хорошего. Поэтому важно, что бы мы сделали правильный выбор. Основная трудность носит политический характер, – это решение вопроса кто есть «мы» в этом предложении. Если оставить этот вопрос на произвол рыночной стихии, скорее всего, пострадают долгосрочные интересы окружающей среды. Но это можно сказать и про многие другие аспекты жизни.

Одним из основных направлений, в котором применяются технологии генной инженерии, является сельское хозяйство. Классическим уже методом улучшения качества продуктов сельского хозяйства является селекция – процесс, в котором путем искусственного отбора выделяются и скрещиваются отдельные растения или животные, обладающие определенными свойствами, для наследственной передачи этих свойств и их усиления. Этот процесс достаточно продолжительный и не всегда действительно результативный. Генная инженерия обладает способностью наделить какой-то живой организм свойствами, ему нехарактерными, усилить проявление каких-то существующих свойств или исключить их. Это происходит за счет внедрения новых или исключения старых генов из ДНК организма.

К примеру, таким образом был выведен особый сорт картофеля, устойчивого к колорадскому жуку. Для этого в геном картофеля был введен ген почвенной тюрингской бациллы Bacillus thuringiensis, которая вырабатывает особый белок, губительный для колорадского жука, но безвредный для человека. Применение генной инженерии для изменения свойств растений, как правило, делается как раз для повышения их устойчивости перед вредителями, неблагоприятными условиями среды, улучшения их вкусовых и ростовых качеств. Вмешательство в геном животных используется для ускорения их роста и повышения продуктивности. В продуктах сельского хозяйства таким образом также искусственно повышается количество незаменимых аминокислот и витаминов, а также их питательная ценность.

Существует мнение, что в контексте постоянного роста населения планеты, только генетически модифицированные продукты смогут в будущем спасти мир от голода, позволяя на ограниченной территории выращивать продукты высокого качества, с повышенным содержанием витаминов и т.д. Однако существует и обратное мнение, выступающее за то, что генно-модифицированные продукты могут быть небезопасными для здоровья человека. Для выяснения вопросов безопасности таких продуктов созданы специальные международные комиссии, которые в настоящее время сходятся во мнении, что генетически модифицированные продукты не представляют опасности для здоровья человека. В подавляющем большинстве стран мира использование генетически модифицированных продуктов разрешено или не урегулировано законодательно.

Количество аргументов за использование ГМП значительно превосходит возможные аргументы против. Так, сторонники ГМП ссылаются в частности на высокий уровень контроля качества всех генетически модифицированных продуктов (ГМП). За двадцатилетнюю историю использования этих продуктов в разных странах мира не было выявлено ни одного факта их отрицательного воздействия на здоровье человека, что нельзя сказать о продуктах традиционного сельского хозяйства, в котором неизбежно применение разного рода удобрений, многие из которых признаны вредными для человека. Более того, селекция, которая используется в сельском хозяйстве на протяжении веков, по сути, преследует целью ту же генную модификацию организмов, только осуществляет это за значительно больший период времени. Генная инженерия просто способна привнести необходимые изменения в организм за короткий срок, а потому использование ГМП не опаснее, чем использование любых других продуктов, выведенных методом классической селекции.

Горизонтальный перенос генов (такой, при котором организм передает свой генетический материал другому организму, не являющемуся его потомком), достаточно распространен в природе. Это говорит о том, что генная модификация организмов не является чем-то противоестественным. Последним аргументом в пользу генной модификации организмов в сельском хозяйстве относят технические приемы защиты от гибридизации организмов, т.е. от объединения генетического материала разных клеток в одной.

Противники использования генной инженерии в сельском хозяйстве апеллируют к недостаточности исследований безопасности ГМП (однако этот вопрос постоянно продолжает исследоваться), а также к тому факту, что ГМО иногда становятся причиной исчезновения отдельных видов. К примеру, одичавшие генетически модифицированные организмы могут вытеснить популяции диких видов за счет большей приспособленности к неблагоприятным условиям окружающей среды. Также ГМО могут образовывать гибриды с дикими организмами, распространяя искусственно привнесенные гены в природе. В настоящее время существует ряд проектов, направленных на разработку способов ограничения распространения трансгенов в диких популяциях.

Генетически модифицированные организмы также используются в науке при проведении различного рода исследований. Таким образом исследуются закономерности развития некоторых заболеваний, процессы старения и регенерации, изучается функционирование нервной системы, решается ряд других актуальных проблем биологии и медицины.

Одним из достижений использования ГМО в медицине можно считать получение человеческого инсулина. Как известно, инсулин, получаемый ранее только из крови животных, оказывал негативное влияние на здоровье, хотя многие люди, страдающие сахарным диабетом, обходиться без него просто не могут. Человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий, является более безопасным. Также на основе молока генно-модифицированных коз изготавливают лекарственный препарат для профилактики и лечения тромбозов. Учеными постоянно ведутся разработки препаратов для борьбы с другими сложными и неизлечимыми заболеваниям, в частности с ВИЧ-инфекцией. Сейчас ученые проводят исследования, направленные на получение особого вида белка из генно-модифицированных растений, который способен лишить вирус иммунодефицита человека вирулентности, т.е. предотвратить его распространение, а впоследствии вести профилактику СПИД.

В современной медицине для лечения различных заболеваний используется генотерапия – процесс внесения изменений в генетический аппарат клеток человека. Эта новая область в медицине в настоящее время бурно развивается и направлена на лечение заболеваний, вызванных мутациями в ДНК человека, а также придания клеткам новых функций. Этот метод используется для лечения меланомы, гемофилии, врожденного амавроза Лебера и других заболеваний. Гемотерапия используется для улучшения состояния больных ВИЧ.

Другим направлением генной инженерии является клонирование – метод получения нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого размножения. Изначально этот термин означал получение потомков организма путем бесполого размножения и к нему относили в частности все способы вегетативного (не семенного) размножения растений. В настоящее время этот термин также включает в себя идею получения генетически идентичных индивидов.

Хотя клонирование как таковое в принципе достаточно распространено в природе у бактерий и некоторых сложных организмов (бесполое размножения, партеногенез), именно к вопросам генной инженерии относится молекулярное клонирование и клонирование многоклеточных организмов.

Молекулярное клонирование представляет собой клонирование молекул ДНК, их частей и даже отдельных генов. Этот вид клонирования является первым шагом к клонированию тканей.

Наибольший интерес представляет клонирование многоклеточных организмов. Так, создавая особые условия и вмешиваясь в структуру ядра клетки, специалисты заставляют её развиваться в нужную ткань или даже в целый организм.

Если организм не клонируется полностью, это называется терапевтическим клонированием. В этом случае развитие организма целенаправленно останавливают заранее, а образовавшиеся стволовые клетки используют для получения отдельных тканей. Такое клонирование применяется уже сейчас в некоторых странах мира, а в будущем оно может открыть широкие возможности для лечения различных заболеваний, которые в настоящий момент являются неизлечимыми.

По сути, при терапевтическом клонировании на определенном этапе останавливают развитие эмбриона, хотя в ученой среде в настоящее время ведутся споры, верно ли применение слова «эмбрион» в данном случае, ведь он не был создан при помощи оплодотворения. Однако если не препятствовать его развитию, то при определенных условиях он может развиться в ребенка, а потому употребление этого термина вполне оправдано.

В связи с этим, терапевтическое клонирование человека рождает огромное количество этических споров и конфликтов, а потому оно запрещено в большинстве стран мира. Разрешено оно в США, Великобритании, Бельгии и Швеции; в некоторых странах разрешены только исследования в этой области. В 2003 году страны ООН проголосовали против запрета на репродуктивное и терапевтическое клонирование. Во многих странах терапевтическое клонирование запрещено из-за опасений его перехода в репродуктивное.

Клонирование целого организма называется репродуктивным. В этом направлении до сих пор ведутся исследования, однако есть и определенные успехи.

Широко известен случай клонирования в Великобритании овцы Долли. Этот эксперимент по клонированию млекопитающего был поставлен группой ученых, возглавляемой Яном Вилмутом. Тогда в 277 яйцеклеток были перенесены ядра, взятые из вымени животного-донора. Из них образовалось 29 эмбрионов, один из которых выжил. Долли родилась 5 июля 1996 года и стала первым млекопитающим, чье клонирование прошло успешно. Клонированное животное прожило 6,5 лет и умерло 14 февраля 2003 от прогрессирующего заболевания лёгких, вызванного ретровирусом. Сообщается, что это распространенное заболевание у овец, которые содержатся в закрытом помещении, а Долли из соображений безопасности практически не выводили пастись.

Существуют некоторые заблуждения в представлениях о клонировании. Так клонирование человека или животного однозначно не способно повторить сознание. Клонированный индивид не будет наделен разумом исходного организма, он будет нуждаться в воспитании, образовании и т.д. Более того, спорным является и вопрос полной внешней идентичности клона. Как правило, клон не является полной копией оригинала, т.к. при клонировании копируется только генотип, что не означает однозначное повторение фенотипа организма. Фенотип формируется на основе определенных генетических данных, однако условия, в которых будет выращиваться клон, способны некоторым образом повлиять на его развитие: рост, вес, телосложение, некоторые особенности умственного развития.

В большинстве стран мира любые работы по репродуктивному клонированию человека запрещены. Такое клонирование человека встречается с еще большими этическими, религиозными и юридическими проблемами, чем терапевтическое. В принципе, определенного мнения общественности на этот счет не существует, ровно как и крупнейшие мировые религии не способны дать этому явлению однозначную оценку, ибо это выходит за рамки их классических учений, а потому требует аргументации. Появляются также некоторые юридические сложности, вроде вопросов отцовства, материнства, наследования, брака и некоторых других. Развитие клонирования небезопасно также и из соображений контроля над ним, а также возможной утечки технологии в криминальные и террористические круги. Отдельную обеспокоенность вызывает высокий процент неудач при клонировании, что являет опасность появления людей-уродов.

Генная инженерия является одной из наиболее активно развивающихся и перспективных технологий нашего времени, которая в будущем сможет решить многие вопросы медицины и не только. Мое личное мнение по большинству спорных вопросов генной инженерии склоняется в сторону разрешения исследований и применения этих технологий.

На мой взгляд, генетическая модификация организмов при разумном контроле над этим процессом, способна решить некоторые серьезные проблемы современности. В частности, применения генной модификации в медицине с целью лечения различных заболеваний мне кажется положительным явлением, не вызывающим никаких нареканий на данном этапе развития науки.

Что касается применения генетической модификации в сельском хозяйстве и распространении генно-модифицированных продуктов, то, на мой взгляд, их гипотетическая опасность для здоровья человека фактически не подтверждается. Мне кажется, что если стандартные исследования по безопасности этих продуктов говорят о том, что их использование возможно, то они не нуждаются в каких-либо дополнительных исследованиях. ГМО в данном случае нужно рассматривать как некий новый вид растения или продукта и при условии, что он отвечает всем стандартным нормам безопасности продуктов питания, его использование следует однозначно разрешать. Также я разделяю ту точку зрения, что ГМП ввиду особого контроля к ним, улучшения их свойств на генном уровне и отсутствия необходимости применения различных вредных для человека удобрений при выращивании могут быть даже более безопасными, чем обычные продукты сельского хозяйства.

Вопросы клонирования представляют серьезные этические проблемы, когда вопрос заходит о клонировании человека. На данном этапе доводы о необходимости репродуктивного клонирования людей, на мой взгляд, недостаточно убедительны, а потому запрет на репродуктивное клонирование мне кажется обоснованным. Однако это не означает, что все исследования в данной области следует прекратить, ведь в том случае, если наука сможет дать большую вероятность выживания клонов, а общественность сможет решить другие спорные вопросы, репродуктивное клонирование вполне может быть разрешено.



biofile.ru

Возникновение генной инженерии

На рубеже 50 - 60-х годов были выяснены свойства генетического кода, а к концу 60-х годов его универсальность была подтверждена экспериментально. Шло интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой стали E. coli, ее вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов. ДНК вирусов и плазмид вводили в клетки в биологически активной форме, обеспечивая ее репликацию и экспрессию соответствующих генов. В 70-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК. Особая роль в развитии методов генной инженерии принадлежит рестриктазам и ДНК-лигазам.

А началось все с того, что в 1962 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик совершили одно из величайших открытий XX века, установив молекулярную структуру ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты, из которой и состоят гены) и определив ее роль в передаче наследственной информации. Десятью годами позже группа американских исследователей сообщила о выделении в лаборатории первой гибридной (рекомбинантной) молекулы ДНК – то есть вещества, объединившего в себе гены разных организмов. С этого момента формально и взяла старт генная инженерия. Вживляя ген, "одолженный" у одного растения (или животного) другому, биотехнологи добиваются появления новых видов с определенными заданными свойствами.

Историю развития генетической инженерии можно условно разделить на три этапа. Первый этап связан с доказательством принципиальной возможности получения рекомбинантных молекул ДНК in vitro. Эти работы касаются получения гибридов между различными плазмидами. Была доказана возможность создания рекомбинантных молекул с использованием исходных молекул ДНК из различных видов и штаммов бактерий, их жизнеспособность, стабильность и функционирование. Второй этап связан с началом работ по получению рекомбинантных молекул ДНК между хромосомными генами прокариот и различными плазмидами, доказательством их стабильности и жизнеспособности.

Третий этап - начало работ по включению в векторные молекулы ДНК (ДНК, используемые для переноса генов и способные встраиваться в генетический аппарат клетки-рецепиента) генов эукариот, главным образом, животных.

Формально датой рождения генетической инженерии следует считать 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг, С. Коэн, Х. Бойер с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli.

В 1983 году американцы вывели трансгенный табак, неуязвимый для определенного вида вредителей. И вот тогда начался настоящий бум. Уже через 4 года трансгенные растения, устойчивые к насекомым и гербицидам, поступили в массовую продажу. Кроме того, необыкновенная притягательность трансгенов кроется в том существенном факте, что биотехнологии позволяют выводить новые культуры за 2-3 года. Обычные же методы селекции путем отбора и скрещивания - это 10 и более лет. За эти годы получены, в частности, помидоры и картофель, огурцы и соя, кукуруза, рапс и т.д.

Современный уровень наших знаний биохимии, молекулярной биологии и генетики позволяет рассчитывать на успешное развитие новой биотехнологии – генной инженерии, т.е. совокупности методов, позволяющих путем операций in vitro (в пробирке) переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Перенос генов дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим. Цель генной инженерии – не воплощение в реальность мифов о кентаврах (человеко-конях) и русалках (человеко-рыбах), а получение клеток (в первую очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах нарабатывать некоторые «человеческие» белки. Так, с 1980 г. Гормон роста человека – соматотропин получают из бактерии E. coli (кишечной палочки). Соматотропин представляет собой полипептидную цепь, состоящую из 191 аминокислоты. Он вырабатывается в гипофизе и контролирует рост человеческого тела; его недостаток приводит к карликовости. Соматотропин – единственное средство лечения детей, страдающих карликовостью из-за недостатка этого гормона. До развития генной инженерии его выделяли из гипофизов от трупов. Соматотропин, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободными от вирусных загрязнений.

В 1979 г. из 60 млн. больных сахарным диабетом во всем мире лишь 4 млн. получали препарат инсулина – гормона поджелудочной железы, регулирующий уровень сахара в крови и клетках. Инсулин выделяли из поджелудочной железы забиваемых коров и свиней, что сложно и дорого. С 1982 г. этот гормон получают в промышленных масштабах из бактерий E. coli, содержащих ген человеческого инсулина.

В нашей стране благодаря развитию молекулярной генетики и молекулярной биологии, а также правильной оценке тенденций развития современной биологии 4 мая 1972 г. в Научном центре биологических исследований Академии наук СССР в г. Пущино (под Москвой) состоялось первое рабочее совещание по генетической инженерии. С этого совещания и ведется отсчет всех этапов развития генетической инженерии в России. При этом генную инженерию можно определить как систему экспериментальных приемов, позволяющих лабораторным путем создать искусственные генетические детерминанты в виде так называемых рекомбинантных (гибридных) молекул ДНК. Введение в клетку новой генетической информации в виде рекомбинантных молекул ДНК изменяет ее генотип и фенотип, благодаря чему экспериментатор получает микроорганизм, измененный соответственно поставленной цели. Здесь прослежена история создания генной инженерии и отмечено, что ее характерной чертой является то, что лабораторное воспроизведение некоторых ключевых генетических процессов осуществлено на молекулярном уровне.

То, что в природе составляет привилегию целого организма, в лаборатории стало операцией, выполняемой на уровне клетки и молекул. Таким образом ученый обращается с геном без мистического благоговения, как с фрагментом ДНК, выделенным из природных источников или синтезированным. Здесь также проанализированы перспективы использования генной инженерии в медицине (многое из намеченного уже реализовано), включая фармацевтическую промышленность. В своей работе я подробно рассматриваю деятельность ряда крупных фирм (в США и других странах), ориентирующихся на использование методов генной инженерии, и указываю на то, что эти методы следует анализировать в контексте развития биотехнологий, некоторые из которых насчитывают тысячи лет. Еще один социальный аспект становления генной инженерии - это вторжение крупного капитала в академическую жизнь США, что обусловлено, с одной стороны, высокой наукоёмкостью новых технологий, а, с другой, - огромной стоимостью научных исследований.

Результаты достижений генной инженерии: возможность идентификации патологических генов, разработки молекул, важных для человека, что позволило использовать их в широком уровне (инсулин, гормоны роста, вакцины), создание растений и животных с особыми признаками. Итак, имеем следующие цели генетической инженерии: диагностическая, терапевтическая, продуктивная, перестройки, экспериментальная (деструктивная).

Генная инженерия делает возможным генную терапию. Ее задача - "расшифровать" человеческий геном, то есть познать полную информацию на тему наследственного оснащение человека. На сегодня известно, что многие болезни имеет наследственную основу. Чтобы их предотвратить или лечить, необходимо познать генотип человека. Генная терапия - это введение в человеческий организм или клетки гена, т.е. фрагмента ДНК, с целью предупреждения или лечения патологических состояний. Генетические манипуляции несправедливые, когда редуцирующих человеческую жизнь в качестве предмета, если при этом забывают, что имеют дело с лицом умным и свободным.

Генетики никак не останавливаются на лечении, а, ссылаясь на свободу научных исследований, хотят экспериментировать, с целью создания определенного типа сверхлюдей, которые могли бы возобладать над другими. В такой перспективе генетика легко заменяется на евгенику со всеми ее негативными последствиями. Нельзя замалчивать того, что эти открытия можно использовать для селекции эмбрионов заключается в элиминации тех, которые имеют какие-то генетические болезни или патологические генетические черты. Такова была, между прочим, идеология гитлеризма. Опасная и "семейная евгеника", когда родители, в частности те, которые имеют финансы, стараться "улучшить" генетический материал своих будущих детей.

Важно не только сохранить жизнь, но и уважать генетическую идентичность каждого человеческого индивида - это главный этический принцип, на котором должны основываться генетические вмешательства.

Основные даты в истории развития генной инженерии

1944 – Эвери, Мак-Леод и МакКарти показали, что «вещество наследственности» – это ДНК. 1953 – Джеймс Уотсон и Френсис Крик определили структуру молекулы ДНК – двойную спираль. 1961–1966 – расшифрован генетический код – принцип записи в ДНК и РНК последовательности аминокислот в белках. 1970 – выделена первая рестриктаза. 1973 – Гобинда Корана синтезировал полноразмерный ген; Герберт Бойер и Стенли Коэн предложили стратегию создания рекомбинантных ДНК. 1976–1977 – разработаны методы определения нуклеотидных последовательностей (секвенирования) любых ДНК. 1978 – фирма «Genentech» выпустила рекомбинантный инсулин, производимый человеческим геном, введенным в бактериальную клетку. 1980 – Верховный суд США вынес вердикт о законности патентования трансгенных микроорганизмов. 1981 – поступили в продажу автоматические синтезаторы ДНК. 1982 – в США впервые поданы заявки на проведение полевых испытаний трансгенных организмов; в Европе разрешена первая вакцина для животных, полученная методами генной инженерии. 1983 – для трансформации растений применены гибридные Ti-плазмиды; компания Monsanto начала создание трансгенных растений. 1985–1988 – разработан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). 1990 – в США утвержден план испытаний генной терапии с использованием человеческих клеток; официально начаты работы над всемирным проектом «Геном человека». 1994 – получено первое разрешение на возделывание трансгенного растения (помидора сорта FlavrSavr) 1996 – началось массовое выращивание трансгенных растений. 1998 – Европейский Союз ввел мораторий на регистрацию новых ГМ-культур, действовавший до 2002 года. 2000 – принят Картахенский протокол по биобезопасности (вступил в силу в 2003 году), установивший наиболее общие международные нормы обращения с трансгенными организмами 2003 – опубликована предварительная генетическая карта человека, что ознаменовало формальное завершение проекта «Геном человека». Были сиквенированы фрагменты генома, содержащие 99% генов человека. 2006 – ученые, работающие над расшифровкой генома человека, опубликовали полную генетическую карту хромосомы 1, которая была последней из не полностью сиквенированных хромосом.

Видео: Генная инженерия.

Генеалогический методБактериофагиБорьба с ракомГенетика поведения человека, уникальность, ГМО продуктыКонтроль рекомбинаций и экспрессии, Генетическое оружие, инженерия, терапия, болезни, мутации, биологическое загрязнениеГеном вирусов мутацииФенотип бактерийДействие генов задачи, клонирование



biofile.ru

Использование генной инженерии в медицине

Генно-инженерные организмы используются в прикладной медицине с 1982 года, когда был зарегистрирован в качестве лекарства человеческий инсулин, получаемый с помощью генетически модифицированных бактерий.

Ведутся работы по созданию генно-инженерных растений, продуцирующих компоненты вакцин и лекарств, против опасных инфекций. Успешно прошло испытания и одобрено к использованию лекарство против тромбозов на основе белка из молока трансгенных коз.

Бурно развивается новая отрасль медицины — генотерапия. В её основе в качестве объекта генной инженерии выступает геном соматических клеток человека. В настоящее время генотерапия — один из главных методов лечения некоторых заболеваний: уже в 1999 году каждый четвёртый ребенок, страдающий SCID (severe combined immune deficiency), лечился с помощью генной терапии. Генотерапию, кроме использования в лечении, можно также использовать для. замедления процессов старения.

Прорыв в области лечения рака

Учёные из США, Канады и Южной Кореи успешно испытали генномодифицированный вирус для лечения рака. Исследование провела группа специалистов под руководством Джона Белла (John Bell) из Университета Оттавы (University of Ottawa). Отчет об их работе опубликован в журнале Nature.

Группа Белла использовала модифицированный вирус из семейства Poxviridae, который применяется для изготовления вакцин от натуральной оспы. Этот вирус способен избирательно поражать клетки, ставшие злокачественными в результате мутаций рецептора эпидермального фактора роста. В частности, клетки раковых опухолей печени, легких, прямой кишки и кожи.

В исследовании участвовали 23 пациента с различными видами рака в стадии метастазирования. Всем добровольцам ввели экспериментальный препарат JX-594, изготовленный на основе генномодифицированного вируса.

По результатам эксперимента, среди восьми пациентов, получивших наиболее высокие дозы препарата, вирус начал размножаться в злокачественных опухолях семи человек. При этом в здоровых тканях репликации вируса не наблюдалось. Кроме того, у шести больных из указанной группы введение лекарства привело к сокращению размера опухолей или прекращению их роста. Белл признал, что исследования JX-594 пока еще находятся на ранних этапах.

В Университете Пенсильвании в Центре по исследованию рака имени Абрамсона и Медицинской Школе имени Перельмана удалось достичь стойкой ремиссии у пациентов до 1 года у группы добровольцев, получавших генетически модифицированные версии своих Т-клеток. У больных изымались клетки и после их модификации при помощи специальной вакцины Пенна, вводились обратно после курса химиотерапии. Обнадеживающие результаты данного исследования создают алгоритм для разработки схожих методов лечения других видов рака, в том числе легких, яичников, меланомы и миеломы.

В течение 3-х недель удалось достичь практически полной ликвидации опухолевых клеток. Результаты превзошли самые смелые ожидания профессора Карла Джуна, директора трансляционных исследований и лабораторной медицины Центра Амбрамсона. Результаты пилотного исследования трех пациентов резко контрастируют с существующей картиной терапии хронического лимфолейкоза. У участников нового исследования было несколько других вариантов лечения. Наиболее распространенная терапия – это трансплантация костного мозга. Процедура, требующая длительной госпитализации и имеющая риск смертности 20%. Причем шанс на выздоровление имеют только 50% выживших.

После извлечения Т-клеток пациента, команда перепрограммировала их атаковать раковые клетки, генетически изменив их с использованием вектора лентивируса. Вектор, кодирует антитело-подобный белок, который экспрессируется на поверхность Т-клетки и предназначен для привязки к белку CD-19, по которому и распознается раковая клетка. Все другие клетки пациента, у которых нет специфического белка С-19, игнорируются измененными Т-клетками. В результате побочные эффекты возникают значительно реже, чем при стандартной терапии. Кроме того, измененные Т-клетки посредством активизации цитокинов стимулируют размножение других Т-клеток.

В дополнение к активной способности к самовоспроизведению, каждая Т-клетка привела к убийству тысяч опухолевых клеток, и в целом, было уничтожено, по крайней мере, два фунта (1 фунт = 454 гр) опухоли у каждого пациента.

На 14-ый день клетки опухоли стали активно разрушаться наряду с огромным ростом Т-клеток в крови. Тогда, как к 28-му дню, у пациента, который ещё не оправился от синдрома лизиса опухоли, не удалось обнаружить раковых клеток ни в крови, ни в костном мозге.

Метод клеточных культур, который используется в данном исследовании, позволяет «пробудить» Т-клетки, подавленные лейкемией и стимулировать поколение новых Т-клеток «с памятью», которые, как надеются ученые, будут способны долгосрочно защищать организм от рецидива рака.

Двигаясь вперед, команда планирует испытать данный подход у других пациентов, страдающих CD-19 позитивными опухолями, в том числе неходжкинской лимфомой и острым лимфобластным лейкозом. Также планируется исследовать детей, больных лейкемией, после неудачи стандартной терапии, а также попытаться разработать лечение других видов рака: мезотелиомы, рака яичников и рака поджелудочной железы.

Генномодифицированный вирус герпеса против рака

Британские врачи провели успешные клинические испытания генетически модифицированного вируса герпеса, который используется при лечении некоторых видов рака.

Испытания нового метода лечение рака головы и шеи, проведенные на 17 пациентах в одной из лондонских больниц, в сочетании с химиотерапией и радиотерапией, привели к уничтожению опухолей у большинства испытуемых. Рак шеи и головы, в том числе рак рта, языка и горла, обнаруживается у примерно 8 тысяч британцев ежегодно.

Пациенты в Королевской больнице Марсден, которым был введен этот вирус, в 93% случаев не имели никаких признаков раковых клеток после хирургического удаления опухолей.

Спустя более двух лет 82% из них не имели рецидива болезни.

Только двое из 13 пациентов, которым был введен вирус в высокой дозировке, заболели раком снова, говорится в сообщении медицинского журнала Clinical Cancer Research.

При этом применение этого вируса оказалось безопасным и исследователи выражают надежду, что в будущем этот метод смогут использовать для лечения других видов рака. До конца года будут проведены новые испытания этого метода лечения.

Он основан на использовании вируса герпеса для проникновение в раковые клетки, а также для стимулирования иммунной системы.

Вирус герпеса, который проходит в настоящее время испытание также в качестве средства борьбы с раком кожи, генетически модифицируется, в результате чего он может расти внутри раковых клеток, но не влияет на обычные здоровые клетки.

Попав в раковую клетку, такой вирус действует трояким образом - он размножается, убивая попутно раковые клетки, он вырабатывает естественно встречающийся в организме человека белок, который стимулирует иммунную систему, и, наконец, он действует в качестве маркера для иммунных клеток.

"От 35% до 55% пациентов, получающих стандартное лечение с использование химио- и радиотерапии, заболевают раком повторно в течение двух лет, и поэтому наши результаты являются весьма обнадеживающими", - заявил доктор Харрингтон.

Генномодифицированный инсулин

Одно из достижений генной инженерии в медицине — это перенос генов, кодирующих синтез инсулина у человека, в клетки бактерий. С тех самых пор, как выяснилось, что причиной сахарного диабета является нехватка гормона инсулина, всем больным дают инсулин, который получали из поджелудочной железы животных. Инсулин — это белок, и поэтому было много споров о том, можно ли встроить гены этого белка в клетку бактерий и можно ли выращивать такие бактерии в промышленных масштабах, чтобы использовать их как намного более дешевый и более удобный источник гормона. Даже при удачном переносе генов существует одна скрытая трудность, которая связана с возможными различиями в механизмах регуляции синтеза белка у эукариот и прокариот. В настоящее время удалось успешно перенести гены человеческого инсулина, и уже началось промышленное получение этого гормона.



biofile.ru

генная инженерия

Генная инженерия в животноводстве

Применение методов генной инженерии в животноводстве позволяет повышать продуктивность животных (например, удои молока), сопротивляемость их организма к болезням и т. д. Животных, имеющих в своем геноме чужой ген, принято называть трансгенными. Благодаря переносу генов у трансгенных животных возникают новые качества, а дальнейшая селекция позволяет закрепить их в потомстве и создавать трансгенные линии.

Так, были получены животные-биореакторы, способные выделять ценные биологические вещества. Например, в России группой ученых под руководством Л. К. Эрнста была выведена трансгенная овечка, которая с молоком выделяет химозин фермент, используемый в производ-стве сыра. Не так давно для сыроваренной промышленности требовалось огромное количество желудков телят. В последние несколько десятков лет практически все сыроделы пользуются химозином, полученным методом микробиологического синтеза из культур бактерий и микро-скопических грибков. Очевидно, что такое получение химозина не только гуманнее, но и выгоднее традиционных способов, требующих убийства сотни телят. Всего из 3 л молока трансгенной овцы можно получить достаточно химозина для производства тонны сыра – и при этом не тратиться ни на работу ферментера, ни на выделение из культуральной жидкости нужного фермента и его очистку.

Другой пример – трансгенная корова, которая выделяет с молоком лекарственный препарат эритропоэтин, применяемый в терапии лейкозов. Ведутся исследования по получению многих других лекарств из молока животных. Применяемые для этого биотехнологические методы с использованием бактерий дороги и сложны. А трансгенные животные быстро размножаются, и выход полезных веществ с их молоком превосходит таковой у бактерий.

Другая важная задача – выведение животных, устойчивых к заболеваниям. Потери в животноводстве, вызванные болезнями, достаточно велики, но уже созданы популяции трансгенных коров и кур, устойчивых к некоторым паразитам.

Применение методов генетической инженерии в животноводстве открывает перспективу изменения ряда свойств организма: повышение продуктивности, резистентности к заболеваниям, увеличение скорости роста, улучшение качества продукции и др. Животных, несущих в своем геноме рекомбинантный (чужеродный) ген, принято называть трансгенными, а ген, интегрированный в геном реципиента, – трансгеном. Продукт этого гена (белок) является трансгенным. Благодаря переносу генов у трансгенных животных возникают новые качества, а дальнейшая селекция позволяет закрепить их в потомстве и создавать трансгенные линии.

Генетический анализ родившихся трансгенных животных и полученного от них потомства показал, что, несмотря на инъекцию ДНК на ранних стадиях, в трансгенных линиях могут появляться так называемые мозаики. К мозаикам относят животных, происходящих из одной зиготы, но имеющих разные генотипы. Подсчитано, что около 30% первичных трансгенных животных, полученных методом микроинъекции ДНК, – мозаики, что затрудняет создание чистых трансгенных линий животных.

Первые трансгенные мыши с ГР были получены в 1982 г. У них отмечалось повышение скорости роста и увеличение конечной живой массы. Однако у трансгенных свиней с геном ГР (1989) увеличение роста не наблюдалось.

По данным Л.К. Эрнста (1996), у трансгенных свиней с геном рилизинг-фактора гормона роста (РФ ГР) конечная живая масса была на 15,7% выше по сравнению с контрольными животными. Однако у трансгенных овец с генами Гр и РФ ГР, несмотря на повышенный уровень ГР, скорость роста не увеличивалась.

Одна из важнейших задач использования трансгенных животных в медицине – получение биологически активных соединений за счет включения в клетки организма генов, вызывающих у них синтез новых белков.

В Эдинбурге в 1992 г. были выведены трансгенные овцы с геном α-1-антитрипсина человека и β-глобулиновым промотором. Содержание этого белка у разных трансгенных овец составляло от 1 до 35 г./л, что соответствует половине всех белков в молоке. При таком уровне продукции белка может быть получено около 10 кг трансгенного белка от одного животного в год, что достаточно для 50 пациентов при лечении эмфиземы легких. В России группой ученых под руководством Л.К. Эрнста получены трансгенные овцы с геном химозина, в 1 л молока которых содержится 200–300 мг химозина – основного компонента для производства сыра. Крупное достижение сделано учёными научного центра, в котором была создана первая клонированная овечка – Долли. Исследователи из института Рослина произвели пять поколений птиц, в яичном белке которых содержатся человеческий интерферон и miR24 антитела для борьбы с меланомой[20].

Генно-инженерные методы, в частности технология рекомбинантных ДНК, позволяют создавать новые генотипы и, следовательно, новые формы растений гораздо быстрее, чем классические методы селекции. Кроме того, появляется возможность целенаправленного изменения генотипа – трансформации – благодаря введению определенных генов.

На схеме 1. представлены основные стадии технологической схемы получения генно-инженерного инсулина человека.

http://fizmathim.com/novaya-tehnologicheskaya-shema-polucheniya-genno-inzhenernogo-insulina-cheloveka

Биосинтез соматотропина

Гормон роста человека, или соматотропин, синтезируется в головном мозге человека в передней доли гипофиза. Впервые он был выделен из трупного материала и очищен в 1963 г. При недостатке соматотропина развивается гипофизарная карликовость, частота встречаемости которой оценивается от 7 до 10 случаев на миллион человек. Гормон обладает видовой специфичностью, т. е. в отличие от инсулина гормоны роста животных не имеют активности в организме человека. Следовательно, единственным средством излечения гипофизарной карликовости является гормон гипофиза, который выделяли из трупов. Исследования показали, что при внутримышечном введении соматотропина в дозах 10 мг на 1 кг массы в течение года по три инъекции в неделю дает увеличение роста примерно на 8-18 см в год. Больные дети четырех-пяти лет при непрерывном лечении догоняли в росте своих сверстников к половой зрелости (14-16 лет). Если учесть тот факт, что из одного трупа можно получить 4-6 мг соматотропина, то можно понять, что лечение этого заболевания природным соматотропином - дело совершенно безнадежное. Помимо недостатка препарата возникли и другие проблемы, связанные с гетерогенностью гормона, выделяемого из трупного материала. Существовала также опасность, что гипофизарный материал заражен медленно развивающимися вирусами. Такие вирусы обладают необычайно длительным инкубационным периодом, поэтому дети, получавшие препарат, нуждались в многолетнем медицинском наблюдении. Гормон роста человека, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободны от вирусных загрязнений. Биосинтез соматотропина (состоящего из 191-го аминокислотного остатка) специально сконструированными бактериями на основе кишечной палочки был осуществлен фирмой «Генентек». Поскольку при синтезе ДНК на и-РНК получается ген, кодирующий предшественник соматотропина, не расщепляющийся в бактериальных клетках с образованием активного гормона, то поступили следующим образом: на 1 этапе клонировали двунитевую ДНК-копию и-РНК и расщеплением рестрикционными эндонуклеазами получили последовательность, которая кодирует всю аминокислотную последовательность гормона, кроме 23-х первых аминокислот. Затем клонировали синтетический полинуклеотид, соответствующий аминокислотам от 1-й до 23-й. Далее два фрагмента объединили вместе и «подстроили» в плазмиду E. coli, после чего клетки бактерии начали синтезировать этот гормон. К 1980 г. были закончены клинические испытания препарата и тесты на токсичность и были начаты массовые эксперименты на детях, близких по возрасту к половой зрелости. Результаты были обнадеживающими, и синтетический соматотропин с 1982 г. начал производиться в промышленном масштабе. 

МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ

ТРАНСФОРМАЦИИ РАСТЕНИЙ

Отсчет истории генетической инженерии растений принято вести с 1982 года, когда впервые были получены генетически трансформированные растения [30]. Метод трансформации основывался на природной способности бактерии Agrobacterium tumefaciens генетически модифицировать растения. Реконструированные штаммы Agrobacterium, содержащие неонкогенные варианты Ti-плазмид и обладающие повышенной вирулентностью, стали основой одного из наиболее популярных методов трансформации. Первоначально трансформация применялась для генетической инженерии двудольных, однако работы последних лет [5, 14] свидетельствуют, что этот метод эффективен и в отношении кукурузы, риса, пшеницы.

Другим широко распространенным методом трансформации является технология, основанная на обстреле ткани микрочастицами золота (или других тяжелых металлов), покрытыми раствором ДНК [15]. Все выращиваемые ныне коммерческие трансгенные сорта получены с помощью названных выше двух методов. Современный арсенал методов трансформации, однако, довольно обширен и включает такие подходы, как введение ДНК в голые клетки (протопласты), электропорация клеток, микроинъекции ДНК в клетки, прокалывание клеток путем встряхивания их в суспензии микроигл, опосредованная вирусами инфекция и т.д. [1, 9, 10, 17].

УСТОЙЧИВОСТЬ К ГЕРБИЦИДАМ

Генетически измененные растения с устойчивостью к различным классам гербицидов в настоящее время являются наиболее успешным биотехнологическим продуктом. Классическая сельскохозяйственная химия стремилась к созданию гербицидов селективного типа, которые бы угнетали рост возможно большего числа видов сорняков, не подавляя при этом роста культурных сортов. Несмотря на прогресс в 1960-1970-х годах в создании чрезвычайно эффективных гербицидов (сульфонил мочевины, имидазолиноны и др.), которые используются в низких концентрациях (менее 100 г/га и даже 10 г/га), чрезвычайно малотоксичны для животных и человека и весьма селективны, за последние двадцать лет качественно новых химических препаратов не появилось.

Биотехнология позволила совершить качественный прыжок, так как оказалось возможным генетически изменять устойчивость растений к тем или иным гербицидам либо путем введения генов, кодирующих белки, нечувствительные к данному классу гербицидов, либо за счет введения генов, обеспечивающих ускоренный метаболизм гербицида в растении. К настоящему времени клонированы гены, кодирующие нечувствительные к действию гербицидов ферменты-мишени, что дало возможность получать трансгенные растения, устойчивые к таким гербицидам, как глифосат (коммерческое название Roundup) [6, 14] и хлорсульфуроновым и имидазолиноновым гербицидам [18, 20]. Изолированы также гены, которые кодируют ферменты деградации некоторых гербицидов, что позволило получать трансгенные растения, устойчивые к фосфинотрицину (коммерческое название BASTA) [7], 2,4 D [3], далапону [4]. В 1997 году устойчивая к Roundup соя, распространяемая компанией "Asgrow", была признана в США сельскохозяйственным продуктом года.

УСТОЙЧИВОСТЬ К НАСЕКОМЫМ

Интересный подход, обеспечивающий устойчивость растений к насекомым, предложила генетическая инженерия растений. Уже довольно давно известна бактерия Bacillus thuringiensis, продуцирующая белок, являющийся очень токсичным для многих видов насекомых, в то же время безопасный для млекопитающих. Белок (дельта-эндотоксин, СRY-белок) продуцируется различными штаммами В. thuringiensis. Это прототоксин, который протеолитически расщепляется в кишечнике насекомых, образуя активизированный токсин. Активизированный белок специфично связывается с рецепторами в средней кишке насекомых, что приводит к образованию пор и лизису клеток кишечного эпителия. Взаимодействие токсина с рецепторами строго специфично, что усложняет подбор комбинации токсин-насекомое. В природе найдено большое количество штаммов В. thuringiensis, чьи токсины действуют только на определенные виды насекомых. Препараты В. thuringiensis в течение десятилетий использовали для контроля насекомых на полях.

Безопасность токсина и его составных белков для человека и других млекопитающих полностью доказана. Оказалось, что встраивание гена этого белка в геном растений дает возможность получить трансгенные растения, не поедаемые насекомыми [27]. В то же время практическое применение генноинженерных методов по созданию растений, устойчивых к конкретным насекомым-вредителям, потребовало большой работы по подбору необходимых штаммов В. thuringiensis и созданию генноинженерных конструкций, которые дают наибольший эффект для конкретных классов насекомых. Кроме видоспецифичности по действию на насекомых встраивание прокариотических генов дельта-токсинов в геном растений даже под контролем сильных эукариотических промоторов не привело к высокому уровню экспрессии. Предположительно такое явление возникло в связи с тем, что эти бактериальные гены содержат значительно больше адениновых и тиминовых нуклеотидных оснований, чем растительная ДНК. Эта проблема была решена путем создания модифицированных генов, где из природного гена вырезали и добавляли те или иные фрагменты с сохранением доменов, кодирующих активные части дельта-токсина. Так, например, с помощью таких подходов был получен картофель, устойчивый к колорадскому жуку [23]. В настоящее время так называемые Вt-растения (от В. thuringiensis) хлопка [22] и кукурузы [16] занимают основную долю в общем объеме генетически модифицированных растений этих культур, которые выращивают на полях США.

БЕЛКИ

Растения являются безусловно наиболее дешевым продуцентом белков. Стоимость белка, полученного путем сельскохозяйственного культивирования сои или кукурузы, составляет менее 1 долл./кг. Кроме того, использование в настоящее время микробных клеток в закрытых системах (ферментерах) и особенно культивируемых клеток животных в качестве продуцентов фармацевтических белков обходится в сотни и тысячи раз дороже. К сожалению, львиную долю стоимости производства зачастую составляет не наращивание клеток, а последующая очистка белка. Стоимость очистки тем выше, чем ниже концентрация белка в клетках. Это особенно важно в случае фармацевтических белков, требующих высокой степени чистоты. Поэтому исследования последних лет имели целью, с одной стороны, показать возможность получения биологически эквивалентных форм того или иного белка в трансгенных растениях, а с другой - повысить содержание белка и облегчить и удешевить его последующую очистку.

К настоящему времени уже показано, что растения могут производить белки животного происхождения. Так, встраивание в геном растений Arabidopsis thaliana и Brassica napus химерного гена, состоящего из части гена запасного 2S-белка арабидопсиса и кодирующей части для нейропептида - энкефалина, приводило к синтезу химерного белка до 200 нг на 1 г семени. Два структурных белковых домена были связаны последовательностью, узнаваемой трипсином, что давало возможность в дальнейшем легко изолировать чистый энкефалин [28]. В другом эксперименте удалось после скрещивания трансгенных растений, в одном из которых был встроен ген гамма-субъединицы, а во втором - ген каппа-субъединицы иммуноглобулина, получить у потомства экспрессию обеих цепей. В результате растение формировало антитела, составляющие до 1,3% суммарного белка листьев [13]. Также было показано, что в растениях табака могут собираться полностью функциональные секреторные моноклональные иммуноглобулины [19]. Секреторные иммуноглобулины обычно выделяются в ротовую полость и желудок человека и животных и служат первым барьером на пути кишечных инфекций. В упомянутой выше работе получили продукцию в растениях моноклональных антител, которые были специфичны для Streptococcus mutans - бактерий, вызывающих зубной кариес. Предполагается, что на основе таких моноклональных антител, продуцируемых трансгенными растениями, удастся создать действительно антикариесную зубную пасту.

Из других белков животного происхождения, которые представляют интерес для медицины, показана продукция в растениях человеческого b-интерферона [8]. Разработаны также подходы, позволяющие получать бактериальные антигены в растениях и использовать их в качестве вакцин [12]. Получен картофель, экспрессирующий олигомеры нетоксичной субъединицы В-токсина холеры. Эти трансгенные растения могут быть использованы для получения дешевой вакцины против такого заболевания, как холера. Причем в случае холеры иммунизация вполне эффективно происходит при пероральном приеме вакцины [2].

ЖИРЫ

Генетическая инженерия метаболизма жиров уже привела к новым коммерческим продуктам. Важнейшим сырьем для получения разного рода химических веществ являются жирные кислоты - основной компонент растительного масла. По своей структуре это углеродные цепи, которые обладают различными физико-химическими свойствами в зависимости от своей длины и степени насыщения углеродных связей. В 1995 году была закончена экспериментальная проверка и получено разрешение от федеральных властей США на выращивание и коммерческое использование трансгенных растений рапса с измененным составом растительного масла, включающего вместе с обычными 16- и 18-членными жирными кислотами также и до 45% 12-членной жирной кислоты - лаурата. Это вещество широко используется для производства стиральных порошков, шампуней, косметики.

Экспериментальная работа заключалась в том, что был клонирован ген специфической тиоэстеразы из растения Umbellularia californica, где содержание лаурата в жире семян достигало 70%. Структурная часть гена этого фермента под контролем промотора-терминатора гена белка, специфического для ранней стадии семяобразования, была встроена в геном рапса и арабидопсиса, что и привело к увеличению содержания лаурата в масле этих растений [29].

Из других проектов, связанных с изменением состава жирных кислот, можно упомянуть работы, ставящие целью повышение или снижение содержания ненасыщенных жирных кислот в растительном масле. Интересными представляются эксперименты с петрозелиновой кислотой - изомером олеиновой кислоты, где двойная связь находится за шестым углеродным членом. Эта жирная кислота входит в состав масла кориандра и определяет его более высокую температуру плавления (33?C), в то время как при наличии олеиновой кислоты температура плавления составляет только 12?С. Предполагается, что после переноса генов, определяющих синтез петрозелиновой кислоты, в растения - продуценты растительного масла удастся производить диетический маргарин, содержащий ненасыщенную жирную кислоту. Кроме того, из петрозелиновой кислоты очень легко получать лаурат путем окисления озоном [21, 26].

Дальнейшее изучение специфики биохимического синтеза жирных кислот, по-видимому, приведет к возможности управлять этим синтезом с целью получения жирных кислот различной длины и различной степени насыщения, что позволит значительно изменить производство детергентов, косметики, кондитерских изделий, затвердителей, смазочных материалов, лекарств, полимеров, дизельного топлива и многого другого, что связано с использованием углеводородного сырья.

ПОЛИСАХАРИДЫ И ДРУГИЕ САХАРА

Растения являются важнейшим источником сахаров и продуктов на их основе. Среди наиболее важных для нас продуктов следует упомянуть целлюлозу, крахмал, а также пищевые моно- и дисахариды. Проводится работа по созданию трансгенных растений картофеля и других крахмалнакапливающих культур, в которых это вещество будет находиться в основном в виде амилопектина, то есть разветвленной форме крахмала, или же в основном только в виде амилозы, то есть линейных форм крахмала. Раствор амилопектина в воде более жидкий и прозрачный, чем у амилозы, которая при взаимодействии с водой образует ригидный гель. Так, например, крахмал, состоящий в основном из амилопектина, по-видимому, будет иметь спрос на рынке производителей различных питательных смесей, где сейчас в качестве наполнителя используется модифицированный крахмал [24].

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

И ТЕХНИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ

Современная биотехнология в состоянии манипулировать многими важными признаками, которые можно разделить на две группы. Одни из них важны для собственно сельскохозяйственного производства. К ним можно отнести повышение общей продуктивности растений за счет регулирования синтеза фитогормонов или дополнительного снабжения кислородом растительных клеток, а также признаки, обеспечивающие устойчивость к разного рода вредителям (насекомые, грибы, бактерии, вирусы, нематоды) или же к абиотическим факторам (засуха, засоленность, оксидативный стресс). К этой же группе можно отнести устойчивость к разного рода гербицидам, создание форм растений с мужской стерильностью, возможность гораздо дольше сберегать выращенный урожай.

К признакам, которые влияют на качество получаемой продукции, относится возможность манипулирования молекулярным весом жирных кислот. Растения будут производить биодеградирующий пластик, по цене сопоставимый с полиэтиленом, получаемым из нефти. Открылась возможность получения крахмала с заданными физико-химическими свойствами. Аминокислотный состав у растительных запасных белков становится более сбалансированным и легкоусвояемым для млекопитающих. Растения также становятся продуцентами вакцин, фармакологических белков и антител, что позволит значительно удешевить лечение разных заболеваний, в том числе и онкологических. Получены и испытываются трансгенные растения хлопка с уже окрашенным волокном. В будущем натуральное хлопковое волокно будет крепче, не будет ни мяться, ни садиться и будет иметь различную окраску без применения химических красителей. Необходимо отметить, что рынок для продуктов с новыми качествами более значителен, чем рынок продуктов с улучшеными чисто сельскохозяйственными признаками, хотя в настоящее время именно признаки первой группы, такие, как устойчивость к гербицидам и насекомым, получили первый коммерческий успех на полях США.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ПЛАСТИД

Во многих случаях генетической модификации будут подвергаться не ядерные геномы, а геномы пластид [25] или митохондрий. Такие системы уже сегодня позволяют значительно увеличить содержание продукта в трансгенном материале. Управляемая активность генов (за счет использования индуцибельных генетических систем, когда активность гена включается добавлением небольших молекул типа тетрациклина, стероидов, тяжелых металлов и т.д.), селективная экспрессия трансгена в определенных тканях, а также направления компартментализации продукта действия гена (в эндоплазматическом ретикулуме, вакуолях, пластидах, митохондриях, секреция в окружающую среду) - все эти направления улучшения генноинженерных растений активно исследуются. Наконец, нелишне упомянуть систему экспрессии в растениях чужеродной генетической информации, опосредованной вирусами. Разработанная усилиями компании "Biosource" (США) технология позволяет быстро и в больших количествах нарабатывать в растениях белки и небольшие молекулы за счет инфицирования растений генетически модифицированными вирусами, содержащими встроенные чужеродные гены тех или иных белков / ферментов. За этой системой большое будущее, так как она позволяет изменить биосинтетические процессы в растениях без длительных и дорогостоящих манипуляций с растительным геномом.

СИСТЕМЫ И ИНСТРУМЕНТЫ

ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ БУДУЩЕГО

Применяемые в настоящее время методы и технологии генетического конструирования весьма несовершенны. Например, существующие методы трансформации растений малоэффективны, видо- и сортоспецифичны, приводят к случайному встраиванию чужеродной ДНК в геном реципиента, накладывают ограничения на количество переносимой информации и т.д.

Переброс трансгенов из одного сорта в другой требует многократных возвратных скрещиваний и, главное, не является генетически чистой процедурой, поскольку вместе с чужеродной ДНК в процессе случайной рекомбинации происходит перенос различных кусков ДНК сорта-донора. Трансгены в сегодняшних коммерческих сортах постоянно включены (экспрессируются) и, как правило, работают во всех органах и тканях растения. Поскольку эффективной процедуры встраивания трансгенов в заранее заданный участок генома не существует, манипулирование даже несколькими независимыми признаками и их координированный переброс в сотни сортов превращаются в логистический кошмар для селекционных компаний.

Очевидно поэтому, что любой прогресс биотехнологии растений будет зависеть от разработки генетических систем и инструментов, которые позволят более эффективно управлять трансгенами. Ситуация аналогична той, которая наблюдается в компьютерной индустрии, где помимо увеличения объемов обрабатываемой информации и улучшения самих компьютеров нужны еще операционные системы управления информацией типа микрософтовских "окон".

Для чистого вшивания / вырезания трансгенной ДНК в растительный геном все больше применяют заимствованные из микробной генетики системы гомологичной рекомбинации, такие, как системы Cre-lox (от англ. Control of recomdination и locus of crossover) и Flp-frt. Будущее, очевидно, будет за управляемым переносом генов от сорта к сорту, основанным на применении предварительно подготовленного растительного материала, который уже содержит в нужных хромосомах / местах участки гомологии, необходимые для гомологичного встраивания трансгена. Помимо интегративных систем экспрессии будут опробованы автономно реплицирующиеся векторы. Особый интерес представляют искусственные хромосомы растений, которые теоретически не накладывают никаких ограничений на объем вносимой чужеродной информации.

ПОИСКИ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ

НОВЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ ПРИЗНАКИ

Ситуация в этой области меняется радикальным образом, прежде всего благодаря существованию публичных и коммерческих баз данных, содержащих информацию о большинстве генов бактерий, дрожжей, человека и растений, а также вследствие разработки методов, позволяющих одновременно анализировать экспрессию большого количества генов с очень высокой пропускной способностью. Применяемые на практике методы можно разделить на две категории.

К первой категории относятся методы, позволяющие вести экспрессионное профилирование, такие, как субтракционная гибридизация, электронное сравнение EST-библиотек, полученных из различных тканей либо при различных физиологических / генетических параметрах, серийный анализ экспрессии генов SAGE, а также "генные чипы" типа изготовляемых компаниями "Affymetrix", "Synteni", "Hyseq". Эти методы позволяют быстро установить корреляцию между тем или иным фенотипическим признаком (болезнь, устойчивость к болезни, новое содержание / качество тех или иных практически важных молекул и т.д.) и активностью конкретных генов.

Второй подход, называемый позиционным клонированием, заключается в создании за счет инсерционного мутагенеза (Т-ДНК-опосредованные либо транспозоновые инсерции) мутантов с нарушениями в интересующем нас признаке или свойстве, с последующим клонированием соответствующего гена как такового, который заведомо содержит известную последовательность (инсерция).

Как можно заметить, названные выше методы не предполагают никаких изначальных сведений о генах, контролирующих тот или иной признак. Отсутствие рационального компонента в данном случае является положительным обстоятельством, поскольку поиск не ограничен нашими сегодняшними (по определению, неполными) представлениями о природе и генетическом контроле конкретного интересующего нас признака.

studfiles.net

Инсулин генной инженерии | Косметика Грин Мама

Я искала ИНСУЛИН ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ. НАШЛА! Использование инсулина растворимого человеческого генно инженерного при диабете. . Схема получения инсулина методами генной инженерии.Работы по генно-инженерному получению инсулина начались около 20 лет назад. В 1978 г. появилось сообщение о получении штамма кишечной палочки.Чтобы человек чувствовал себя здоровым, нужно следить за уровнем инсулина в организме. Этого гормона должно быть достаточно.Это делало инсулин дорогим и труднодоступным для широкого круга диабетиков. . Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и.Почему инсулин называют «генно инженерным». . Инсулин Изофан — человеческий гормон, сделанный с применением генной инженерии.Для получения генно-инженерного инсулина человека используют штамм . Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетической инженерии. Инсулин генной инженерии- ПРОБЛЕМЫ БОЛЬШЕ НЕТ!

Генно-инженерный инсулин в России. . годов Ю. А. Овчинников одним из первых в нашей стране оценил возможности генетической инженерии для получения.Методы генной инженерии позволяют провести генетическую паспортизацию, диагностировать генетические . генный инженерия инсулин интерферон.Методы генной инженерии преобразуют клетки микроорганизмов в «фабрики» для масштабного . Получение инсулина на основе методов генетической инженерии.Поэтому у ученых не возникает труда с внедрением в их генетический материал . На данный момент, весь инсулин результат бактериальной деятельности.•5.10. Генная инженерия растений. . Работы по генно-инженерному получению инсулина начались около 20 лет назад.В этой связи лучшим препаратом для лечения сахарного диабета является рекомбинантный инсулин, получаемый с помощью генной инженерии.Возможности генной инженерии. Важной составной частью биотехнологии . Это делало инсулин дорогим и труднодоступным для широкого круга диабетиков. Инсулин генной инженерии- 100 ПРОЦЕНТОВ!

Латинское название вещества Инсулин растворимый [человеческий генно-инженерный].Растворимый генно-инженерный инсулин. Для осуществления процессов жизнедеятельности в организме человека необходимо.* - адресат для переписки. 624. Генно-инженерный инсулин и его аналоги. . Одновременно с этим, развитие методов генной инженерии.Изобретение позволяет сократить процесс получения генно-инженерного инсулина человека и увеличить его выход.Человеческий генно инженерный инсулин содержится в таких известных препаратах, как Инсуран, Инсуман, Возулим, Пенфилл, Биосулин, Генсулин.Это делало инсулин дорогим и труднодоступным для широкого круга диабетиков. . Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и.Генетическая (генная) инженерия - это . Инсулин вырабатывается поджелудочной железой и способствует усвоению углеводов, в первую очередь глюкозы.http://www.greenmama.ru/nid/3319438/http://www.greenmama.ru/nid/3364785/http://www.greenmama.ru/nid/3423009/

www.greenmama.ru

Генная инженерия

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ, генетическая инженерия — раздел молекулярной биологии, связанный с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов с помощью генетических и биохимических методов. Г.и. открывает новые (не всегда бесспорные) пути решения проблем генетики, медицины, сельского хозяйства, биотехнологии. См. также Клонирование. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ — см. Мутации.[ ...]

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — совокупность приемов, методов и технологий, в т. ч. технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществления манипуляций с генами и введению их в другие организмы. На применении методов Г. и. основана ген-но-инженерная деятельность. Г. и. регулируется Законом о государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности.[ ...]

ГЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ — деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмов.[ ...]

Генная инженерия оказалась очень перспективной для медицины, прежде всего, в создании новых технологий получения физиологически активных белков, используемых в качестве лекарств (инсулин, соматостатин, интерфероны, соматотропин и другие). Инсулин используют для лечения больных диабетом, который стоит на третьем месте (после болезней сердца и рака) по частоте вызываемых смертельных случаев. Мировая потребность инсулина составляет несколько десятков килограммов. Традиционно его получают из панкреатических желез свиней и коров, но гормоны этих животных слегка отличаются от инсулина человека. Инсулин свиней различается по одной аминокислоте, а коровий — по трем. Считают, что инсулин животных часто вызывает побочные эффекты. Хотя химический синтез инсулина осуществлен давно, но до сих пор промышленное производство гормона оставалось очень дорогим. Сейчас получают дешевый инсулин с помощью генно-инженерного метода путем химико-ферментативного синтеза гена инсулина с последующим введением этого гена в кишечную палочку, которая затем синтезирует гормон. Такой инсулин более «биологичен , т. к. химически идентичен инсулину, вырабатываемому клетками поджелудочной железы человека.[ ...]

Генная инженерия грибов прогрессировала не так быстро, как бактерий и вирусов. Тем не менее последние исследования позволяют ученым использовать генную инженерию для лучшего понимания отношений между генетикой, биохимией и физиологией грибов. Это, в свою очередь, приведет к созданию лучших продуктов и большему интересу к этой многосторонней группе организмов.[ ...]

Генная инженерия и клонирование, негативная евгеника и новейшие разработки в области криогеники, жизнь после смерти, удивительные способности человеческого разума, а также глобальных информационных сетей, полей, пространств и возможности их использования во благо себе и человечеству — основные темы книг, цепь которых — сделать доступной для каждого «серьезную» науку.[ ...]

Генная инженерия — методология конструкции и реконструкции молекул ДНК.[ ...]

Работы по генной инженерии плодотворно ведутся в институтах АН СССР, ВАСХНИЛ, ВИЖ, ВНИИРГЖ, MBA имени К. И. Скрябина.[ ...]

Клонирование генов, расположенных в плазмидах по очевидным причинам не представляет сколь-нибудь значительных методических трудностей. В свете сказанного понятен тот факт, что на первых порах клонированию подвергались в основном гены с плазмидной локализацией. Сложнее обстоит дело в случае хромосомных генов. Для конструирования банка рекомбинантных плазмид применяется типичный арсенал известных методов генной инженерии, который в случае клонирования генов гт не имеет какой-то специфики. Специфика заключается в методах отбора искомых клонов, выборе реципиентных штаммов и векторов для клонирования.[ ...]

Генетическая (генная) инженерия — совокупность методов, позволяющих искусственно конструировать молекулы наследственного материала—дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Генетическая инженерия — перспективный раздел биотехнологии, который дает возможность вносить в клетку гены из любого другого организма (включая и гены человека).[ ...]

Важной задачей генной инженерии являются поиски путей обеспечения растений генами, контролирующими сроки цветения. Такие гены должны контролировать цветение растений лишь в определенное время года, что позволит уменьшить зависимость земледелия от климатических и метеорологических факторов. Этот вопрос решают введением генов от быстрозацветающих растений в клетки растений, зацветающих в более поздние сроки. Например, установлено, что введение генов, контролирующих цветение растений АгаЫс1орз1з, в клетки осины сопровождалось развитием трансгенных осин, зацветающих в 7-месячном возрасте. Осины обычно зацветают лишь в 8-летнем возрасте. Известно, что некоторые растения содержат гены резистентности (11-гены), которые обеспечивают их устойчивость к вирусам, бактериям или грибам, являющимся возбудителями болезней растений. Эти гены кодируют в растениях рецепторные белки. Связываясь с продуктами генов, обеспечивающими патогенность микроорганизмов, 11-контролиру-емые рецепторные белки включают в действие факторы защиты растений. Однако естественной защиты недостаточно во всех случаях для предупреждения болезней культивируемых растений. Поэтому не меньший интерес представляют также генно-инженерные разработки с целью создания растений с повышенной устойчивостью к заболеваниям. Как известно, ресурсы пахотных земель в мире давно исчерпаны, а сейчас даже уменьшаются в связи с деятельностью человека. Между тем одну треть земной поверхности составляют пустыни, полупустыни и сухие саванны. Оскудение ресурсов и рост народонаселения заставляет искать новые сорта и виды сельскохозяйственных растений, которые можно было бы культивировать в пустыне, орошаемой морской водой (неопреснен-ной). Поэтому уже давно ведутся работы, направленные на создание растений — галофитов, способных использовать морскую воду, или растений с меньшей потребностью в воде, когда их культивирование не связано с орошением.[ ...]

Основные задачи генной инженерии в тех технологиях лекарственных веществ, в которых продуцентами лекарств являются микроорганизмы, определяются необходимостью генно-инженерной реконструкции последних с целью повышения их активности. В то же время началась реализация идеи создания лекарств в виде малых молекул, что способствует их большей эффективности.[ ...]

Используя методы генной инженерии, экстракорпорального оплодотворения, суррогатного вынашивания, диагностики, которую можно осуществлять не только в дородовый период, но и до зачатия, человек все больше и больше начинает как бы “изготовлять” эмбрионы, зародыши и детей “по заказу” - то есть ориентируясь на получение детей с определенными желательными для родителей (а, может быть, и для властвующих элит) генетическими свойствами.[ ...]

Наряду с методами генной инженерии важное научно-практическое значение приобрели сейчас методы клеточной н хромосомной инженерии, позволяющие ускорить селекционный процесс п поднять его эффективность.[ ...]

См. Акклиматизация, генная инженерия, культурные растения.[ ...]

Однако генетическая инженерия — это превращение генетического материала, которое в природе отсутствует. Следовательно, продукты генной инженерии — это абсолютно новые продукты, не существующие в природе. Поэтому она сама по себе из-за неизвестности ее продуктов таит опасность как для природы и среды обитания, так и для персонала, работающего в лабораториях, где используют методы генетической инженерии или работают со структурами, созданными в ходе генно-инженерных работ.[ ...]

В рамках генетической инженерии различают геиную инженерию и клеточную инженерию. Под генной инженерией понимают манипуляции с целью создания рекомбинантных молекул ДНК. Часто эту методологию называют молекулярным клонированием, клонированием генов, технологией рекомбинантных ДНК или просто генетическими манипуляциями. Важно подчеркнуть, что объектом генной инженерии являются молекулы ДНК, отдельные гены. Напротив, под клеточной инженерией понимают генетические манипуляции с изолированными отдельными клетками или группами клеток растений и животных.[ ...]

Изучение регуляции экспрессии генов rm имеет свою специфику, выражающуюся в том, что, как уже отмечалось, исследуемая проблема в основном решается применением методов генной инженерии — клонирования соответствующих генов. Поэтому при интерпретации полученных результатов следует не упускать из виду, что формулируемые выводы относятся к регуляции экспрессии именно в новом для генов rm хозяине, а не к исходным клеткам (природном источнике клонированных генов). В связи с этим исследуемая проблема вынужденно во многом сводится к вопросам гетерологической, а учитывая специфику систем RM, и скоординированной экспрессии генов rm, что, понятно, не всегда отражает процессы происходящие в природном продуценте клонированных геиов. Эти замечания, очевидно, не относятся к переносу генов rm между штаммами одного вида.[ ...]

Новейшие представления о тонком строении генов нашли отражение в созданных с помощью молекулярно-генетических методов физических, генетических и цитологических картах геномов растений и животных ряда видов, а также человека. Достоверность представлений о размерах и молекулярной организации генов полностью подтверждена данными генной инженерии.[ ...]

КЛОНИРОВАНИЕ [от гр. klon отпрыск, ветвь] — метод генной инженерии: получение особей путем бесполого размножения из одной клетки (как правило, не половой) с применением клеточной культуры. КЛЮЧЕВОЙ (тестовый) УЧАСТОК — часть территории к.-л. ранга, выбранная в качестве эталона и используемая для проведения детального исследования основных свойств компонентов, их взаимосвязи и взаимодействия [57]. Полученные детальные описания по К.у. рассматриваются как репрезентативные для территории в целом.[ ...]

В Законе даны основные термины и понятия, такие как генная инженерия, генно-инженерная деятельность, защита биологическая, защита физическая и т. п. Закон перечисляет виды работ и услуг, осуществляемых в области генно-инженерной деятельнбсти, подлежащие обязательному лицензированию — генетические манипуляции на молекулярном и клеточном уровне; испытания генно-инженерно-модифицированных организмов и их выпуск в окружающую среду; производство препаратов с применением генно-инженерно-модифицированных организмов, их хранение, захоронение и уничтожение; утилизация отпходов генно-ин-женерной деятельности; деятельность, связанная с генно-инженерными технологиями, и др.[ ...]

Рестриктазы — это абсолютно необходимый инструмент в генной инженерии для вырезания интересующих фрагментов (генов) из больших молекул ДНК. Поскольку известно более 100 ферментов рестрикции, то это позволяет выбор рестриктаз и селективное вырезание фрагментов из исходной ДНК.[ ...]

Последние достижения науки связаны с разработкой технологии генной инженерии, заключающейся в получении специфических генов (отрезков ДНК) одного вида и введении их другому виду непосредственно без скрещивания. Это позволяет гибридизировать любые виды, не только близкородственные, и потому вызывает серьезные споры из-за непредсказуемости конечных результатов такого радикального вмешательства в генофонды живых существ.[ ...]

С нашей точки зрения в первую очередь штаммы, полученные методами генной инженерии, могут быть использованы для нитрификации. Быть может, удастся либо снизить среднее время генерации нитрифицирующих микроорганизмов, либо использовать в качестве нитрификаторов более быстрорастущие виды бактерий и тем самым снизить минимальный возраст ила (при полной нитрификации) до двух дней.[ ...]

Пятая книга регулирует деятельность в сфере химических веществ отходов, генной инженерии, естественных рисков, промышленных сооружений, акустических нарушений (шума). При этом безопасные исследования, предупреждение несчастных случаев и борьба с ними, химикалии и отходы относятся также и к объектам регулирования в области промышленного права.[ ...]

Определение локализации, физической структуры и способов функционирования генов, ответственных за возникновение тех или иных генетических нарушений человека, открывает возможности для исправления наследственного материала методами генной инженерии.[ ...]

Новая экологическая опасность создается в связи с развитием биотехнологии и генной инженерии. При несоблюдении санитарных норм возможно попадание из лаборатории или завода в природную среду микроорганизмов и биологических веществ, оказывающих весьма вредное воздействие на здоровье человека и его генофонд.[ ...]

Учитывая быстрый прогресс в конструировании продуцентов рестриктаз методами генной инженерии, использование которых позволяет выделить необходимые количества целевого белка и установить его первичную структуру, а также большой интерес к исследованию механизмов специфического белок-нуклеинового взаимодействия, следует предположить, что в ближайшее время появятся новые работы, посвященные изучению обсуждаемого вопроса. В результате будет получен ответ на вопрос о существовании или отсутствии универсального специфического кода узнавания (взаимодействия) между белком и ДНК. Выявление такого кода способствовало бы конструированию рестриктаз заданной специфичности методами белковой инженерии.[ ...]

Существенная опасность для сохранения генетического стандарта вида связана с развитием генной инженерии - переносом генетического материала путем встраивания в плазмиды. Первые практические применения этого метода - получение трансгенных животных, обладающих ускоренным ростом и увеличенными размерами, что многим представляется перспективным для животноводства, создание гибридов для синтеза гормонов и других физиологически активных соединений. Создается реальная опасность загрязнения генетического фонда планеты искусственно создаваемым генетическим материалом и возможность его встраивания в геном существующих видов. Пока трудно оценить степень опасности этих процессов для генофонда, но контроль за ними станет невозможен, если не будет сохранен «генетический стандарт» видов «дорекомбинантной эры».[ ...]

Решающее прямое доказательство генетической рюли ДНК было обеспечено разработкой методов генной инженерии, создавшей возможность конструирования рекомбинантных молекул ДНК с заданными свойствами. К настоящему времени возможности генной инженерии показаны на примере клонирования многих генов самых различных организмов. Что касается косвенных доказательств, то они известны очень давно и их несколько. Для ДНК характерна специфичность локализации в клетках, поскольку она обнаруживается только в ядрах клеток (хромосомах), митохондриях (у животных) и хлоропластах (у растений). У многих микроорганизмов ДНК локализована только в ядерной области (нуклеоиде) или в цитоплазме в виде плазмид. Для организмов каждого вида характерно определенное количество ДНК на клетку (табл. 10).[ ...]

Известны также виды бактерий, являющиеся продуцентами антибиотиков. Бактерии используют в генной инженерии для клонирования и поддержания в них векторных молекул ДНК (плазмид) и гибридных молекул ДНК (см. раздел VI).[ ...]

Американскими учеными Ч. Гассером и Р. Фрейли (1992) разработана новейшая методика по доставке генов в клетки организмов с помощью металлических частиц из вольфрама и золота (диаметром около 1—2 мкм), используя ДНК-пушки. Этот перенос генов позволяет получить новые организмы, весьма устойчивые к болезням и вредителям. В последние годы благодаря генной инженерии созданы около 50 видов трансгенных культурных растений, устойчивых к гербицидам (хлопчатник), к насекомым-вредителям (картофель, кукуруза, овощные культуры), мало подверженных порче (помидоры, малина и др.). Уже получены гены, с помощью которых возможно не только увеличить сроки хранения собранных фруктов, но и повысить их питательную ценность (с увеличенным содержанием крахмала, ферментов).[ ...]

Технологии будущего смогут широко использовать штаммы микроорганизмов, полученные методами генной инженерии. В связи с этим освещаются успехи биотехнологии, достигнутые в работе с микроорганизмами, участвующими в биодеградации ароматических соединений, и трудности, вызванные плохоразру-шающимися ксенобиотиками. Также рассматриваются биологическая борьба с вредителями и биологическая фиксация азота. В последней, теоретической главе оцениваются возможности биотехнологии и ее роль в природоохранных технологиях.[ ...]

ДНК (исходная и векторная), ферменты, клетки, в которых клонируют ДНК — все это называют «инструментами генной инженерии.[ ...]

Следуя принципу «направления», выведение новых сортов растений методами селекции разрешается, а методами генной инженерии - нет. Напомним, что по ряду оценок генетически измененные организмы получают самые высокие оценки степени риска в отношении воздействия на экосистемы, даже сравнительно с воздействием радиации. В этом отношении дискуссия о значении терминов и понятий Н.Н.Моисеева (1998) и В.КДанилова-Данильяна (1998) - это очень важная дискуссия по существу изначальных и априорных основ стратегии, а вовсе не лингвистические упражнения, оторванные от жизни.[ ...]

В последующем эти одноцепочечные ДНК превращают в двухцепочечные ДНК. Считают, что кДНК содержит непрерывные нуклеотидные последовательности (транскрибируемые и транслируемые). Именно кДНК используют для рестрикции.[ ...]

Генетические особенности штамма - в процессе селекции штамм не подвергался воздействию мутагенных факторов и методов генной инженерии.[ ...]

За последние годы в целях защиты растений и животных от вредителей начинают разрабатывать новые методы,связанные с так называемой «генной инженерией». Эти методы основаны на выделении генов и переносе их из одних организмов в другие. При этом учитываются исследования по генетике клетки, по происхождению и генному составу хромосом некоторых видов культурных растений, в частности пшеницы. Применяя «генную инженерию», можно создать »овые свойства у растений и животных, в частности иммунные к вредителям и болезням.[ ...]

Способность культур к детоксикации усиливается путем их адаптации к пестицидам, а также в результате химического мутагенеза. Методами генной инженерии производят микроорганизмы-мутанты, способные эффективно разрушать ксенобиотики. Кроме того, не следует сбрасывать со счета самоочищение почв в результате деградации пестицидов различными путями: чисто химическое разрушение, фотоокисление, вымывание, улетучивание, детоксикация при участии животных и растений. Однако основным процессом биодеградации пестицидов является микробиологическое разложение и трансформация.[ ...]

Общие положения. Лазерные системы, являясь продуктом созидательной деятельности человека, помимо широчайшего научно-технического и промышленного применения имеют чрезвычайно разнообразное применение в медицине, биологии, биотехнологии, генной инженерии и т.п. Воздействие лазерного излучения на человека, живой организм, живую клетку многолико и противоречиво. С одной стороны, осторожное, продуманное использование лазерного излучения дает возможность получить много нового, неожиданного, полезного. В настоящее время лазерное излучение используется и как хирургический нож для удаления злокачественных опухолей и других образований, и как тонкий инструмент в микрохирургии глаза, и как целительный луч для лечения самых разнообразных заболеваний сердца, печени, вегетативно-сосудистой системы, пищеварительного тракта и т. д.[ ...]

Развитие медицинской науки, прогресс биотехнологии приводят к расширению возможностей медицины и вместе с тем к появлению новых проблем, таких как использование новых репродуктивных технологий; отключение средств, поддерживающих жизненные процессы в организме; использование достижений генной инженерии и т.п. Все это непосредственно затрагивает права граждан, в том числе пациентов и испытуемых.[ ...]

Сохранение биологического разнообразия. В настоящее время из-за деградации природной среды, загрязнения, разрушения биоценозов биосфера ежегодно теряет 10—15 тыс. биологических видов, преимущественно простейших организмов. Быстрая утрата генетических ресурсов происходит как раз в то время, когда благодаря достижениям микробиологии, генетики, молекулярной биологии, генной инженерии существенно расширились возможности использования различных новых микроорганизмов и другого генетического материала для биохимических процессов, биотехнологии, получения ценных препаратов. Перспективы этих отраслей применительно к задачам медицины и сельского хозяйства огромны.[ ...]

Влияние фактора предшествующей истории несчастных случаев заключается в том, что риск деятельности, в ходе развития которой не было ни крупных аварий (катастроф), ни даже сравнительно мелких несчастных случаев, воспринимается как малосущественный. Наоборот, если в истории производства или иной деятельности были как небольшие аварии, так и катастрофы, то риск воспринимается как весьма серьезный. Так, новая отрасль технологии — генная инженерия — имеет совсем короткую историю, в ней еще нет никаких фатальных происшествий. Поэтому люди не относят ее риск к разряду важных (хотя на самом деле это может быть неверным). История ядерной энергетики включает, как известно, несколько очень крупных аварий, следствием этого является подчеркнутое восприятие ее риска.[ ...]

В решениях XXVI и XXVII съездов КПСС особое внимание уделено развитию биотехнологии как одной из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства. Основными направлениями...» предусмотрено: «Перейти на индустриальные интенсивные технологии в растениеводстве и животноводстве, широко использовать методы биотехнологии и генной инженерии».[ ...]

Количественных данных о содержании целевых ферментов при пересчете на гомогенный белок в биомассе продуцентов рестриктаз мало [13, 29, 58, 138, 140, 152, 196, 254]. В исследованных немногочисленных случаях эти значения приблизительно равны (мкг/г сырой биомассы продуцента): 6 — Bsu I [58], 44 — Bsp I [283], 45 — Mva I [29] и 68 — Bcn I [196]. По этому показателю их превосходит только EcoR II, Hha II, PaeR7, EcoR V и Taq I. Сверхсинтез этих ферментов был достигнут благодаря успешному применению для конструирования продуцента методов генной инженерии [13, 34, 80, 140, 154, 272].[ ...]

Недавно появилось сообщение о необычном симбиозе, в котором участвует корабельный червь (Lyrodus pedicella-tus). Несмотря на общепринятое название, это животное относится к моллюскам; в прошлом он был бичом деревянного судострои-тельства. Моллюск просверливает древесину, а для переваривания целлюлозы использует неизвестные до недавнего времени колонии бактерий. Эти симбиотические микроорганизмы живут в специальных железах, соединяющих жабры моллюска с его пищеводом. Из пищеварительного тракта моллюска бактерии получают целлюлазу; кроме того, они получают другой ресурс— растворенный молекулярный азот из протекающей через жабры воды. Удивительно то, что эти бактерии одновременно переваривают целлюлозу и связывают азот. На рис. 11.14 показан рост изолированной популяции бактерий при наличии целлюлозы, но в отсутствие каких-либо других источников азота, кроме молекул, попадающих в раствор из атмосферы. Специалисты по генной инженерии были бы в восторге, если бы им удалось создать такой организм, который мог бы превращать целлюлозу в высококачественный белок.[ ...]

ru-ecology.info

Получение инсулина генной инженерией | Косметика Грин Мама

Я искала ПОЛУЧЕНИЕ ИНСУЛИНА ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИЕЙ. НАШЛА! Изобретение позволяет сократить процесс получения генно-инженерного инсулина человека и увеличить его выход. . Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генной и белковой инженерии, и решает задачу.Работы по генно-инженерному получению инсулина начались около 20 лет назад. В 1978 г. появилось сообщение о получении штамма кишечной палочки, продуцирующего крысиный проинсулин (США).Чтобы человек чувствовал себя здоровым, нужно следить за уровнем инсулина в организме. Этого гормона должно быть достаточно, чтобы глюкоза не скапливалась в крови.•5.10. Генная инженерия растений. . Оба инсулина не различались по активности и времени действия. Работы по генно-инженерному получению инсулина начались около 20 лет назад.Белковая инженерия, получение инсулина. Биотехнология – самый последний шаг в осуществлении давнего стремления человечества использовать природные . Получение инсулина генной инженерией- ПРОБЛЕМЫ БОЛЬШЕ НЕТ!

Новейшие продукты этого типа - генно-инженерные лекарства и вакцины.Использование инсулина растворимого человеческого генно инженерного при диабете. . Схема получения инсулина методами генной инженерии.C12P21/00 Получение пептидов или протеинов C12N15/00 Получение мутаций или генная инженерия; ДНК или РНК, связанные с . Изобретение позволяет сократить процесс получения генно-инженерного инсулина человека и увеличить его выход.В последнее время пристальное внимание уделяется упрощению процедуры получения рекомбинантного инсулина методами генной инженерии. Так, например, можно получить слитой белок.Получение инсулина. В настоящее время в мире, по данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), насчитывается около 110 млн людей, страдающих диабетом. . Методы генной инженерии преобразуют клетки бактерий, дрожжей и.Методы генной инженерии преобразуют клетки микроорганизмов в «фабрики» для масштабного производства любого белка. . Получение инсулина на основе методов генетической инженерии.В последнее время пристальное внимание уделяется упрощению процедуры получения рекомбинантного инсулина методами генной инженерии. Так, например, можно получить слитой белок.Генно-инженерный инсулин в России. . Рис. Получение инсулина генной инженерией- 100 ПРОЦЕНТОВ!

2 Известен способ получения генно-инженерного инсулина человека, состоящий в культивировании штамма-продуцента Е. Coli, продуцирующего проинсулин, содержащий два синтетических.Возможности генной инженерии. Важной составной частью биотехнологии является генетическая инженерия. . Для получения 100 г кристаллического инсулина требуется 800-1000 кг поджелудочной железы, а одна железа коровы весит 200.На данный момент, весь инсулин результат бактериальной деятельности. . задай свой вопрос. получи ответ в течение 10 минут. найди похожие вопросы.В Институте биоорганической химии РАН с использованием генно-инженерных штаммов E. coli получен рекомбинантный инсулин [10]. . 2.3. Получение инсулина методами генной инженерии 14. Заключение 18.Работы по генно-инженерному получению инсулина начались около 30 лет назад. . Интерлейкин 2, физиологические функции в организме, промышленное получение методами генной инженерии.Существует два основных подхода для получения генно-инженерного инсулина человека. . В последнее время пристальное внимание уделяется упрощению процедуры получения рекомбинантного инсулина методами генной инженерии.Инсулин человеческий генно инженерный может производиться под названиями торговых марок . Инсулин Изофан — человеческий гормон, сделанный с применением генной инженерии.Существует два основных подхода для получения генно-инженерного инсулина человека. . В последнее время пристальное внимание уделяется упрощению процедуры получения рекомбинантного инсулина методами генной инженерии.Возможности генной инженерии. Важной составной частью биотехнологии является генетическая инженерия. . Для получения 100 г кристаллического инсулина требуется 800-1000 кг поджелудочной железы, а одна железа коровы весит 200.http://www.greenmama.ru/nid/3327224/http://www.greenmama.ru/nid/3398049/http://www.greenmama.ru/nid/3402508/

www.greenmama.ru