Кто такие трансгены люди: Трансгендер — это кто? Объяснение простыми словами

Содержание

Приложения: Последние новости России и мира – Коммерсантъ Наука (117996)

На конференции «Редактирование генома человека», которая проходила 27–29 ноября в Гонконге, китайский исследователь Цзянькуй Хэ объявил о рождении двух девочек-близнецов после успешного редактирования генома и об одной развивающейся беременности после пересадки отредактированных эмбрионов. Его сообщение вызвало бурное обсуждение во всем мире, в основном с морально-этических позиций. Но что же было им сделано по существу?

Фото: ALEX HOFFORD / EPA / ТАСС

Если коротко, то суть современной технологии геномного редактирования состоит во внесении двуцепочечных разрывов в ДНК с помощью «молекулярных ножниц» — белка CRISPR/Cas9, после чего клетка, залечивая этот разрыв, или вносит случайные мутации, или, используя внесенную исследователем матрицу для репарации, вносит «подсказанные» изменения в геном (подробно метод описан в сентябрьском номере “Ъ-Науки” в статье «Конструирование коровы» ).

Этот метод из-за своей простоты и эффективности находит все большее применение в научных исследованиях, а в Институте биологии гена РАН при поддержке департамента образования города Москвы даже проводятся курсы для школьников и учителей, где они сами разрабатывают систему генного редактирования на основе CRISPR/Cas9. Пользуясь онлайн-сервисами на сайтах ведущих исследовательских центов мира, выбирают ген для нокаута, подбирают оптимальную sgРНК, анализируют наличие сайтов (мест в ДНК) для неспецифичного разрезания.

Этот же метод был использован для редактирования генома и в работе Цзянькуй Хэ.

Научной публикации по общепринятым стандартам он не представил, и обсуждаются здесь только доклад и слайды, представленные на конференции, а также серия его интервью, их предваряющая. Своей целью Цзянькуй Хэ поставил спасение человечества от вируса иммунодефицита человека. Дети, геном которых редактировался, имели повышенный риск инфицирования этим вирусом, поскольку их отец был носителем ВИЧ.

В качестве цели для геномного редактирования был выбран ген CCR5, который копирует многофункциональный белок C-C-рецептор хемокина 5. Кроме связывания с ВИЧ этот белок участвует более чем в 20 биологических процессах (передача сигнала внутри клетки и между клетками, направленное перемещение клеток, управление воспалительным процессом и т. д.). В 2018 году появились данные, что его отсутствие приводит к развитию рассеянного склероза из-за нарушения контроля над воспалительными процессами в мозге.

У европейцев обнаружена природная мутация CCR5-delta32, которая в гомозиготе обеспечивает устойчивость к ВИЧ. Считается, что возникла она в европеоидном этносе 700 лет назад и быстро распространялась по Европе на фоне древней эпидемии, возможно, чумы. Когда давление отбора ослабло (эпидемии отбушевали), мутация начала вымываться из генома.

С этого момента начинаются биологические вопросы к плану эксперимента (опуская юридические, этические, эпидемиологические).

В данном случае был внесен двуцепочечный разрыв в ДНК раннего эмбриона (на стадии 1–4 бластомеров), что запустило механизм случайного соединения концов ДНК (матрица для направленного восстановления целостности ДНК использована не была).

В результате, как и должно было быть, по месту разрезания произошли непредсказуемые, случайные изменения последовательности ДНК — у одного ребенка делеция одного и вставка четырех нуклеотидов в обеих гомологичных хромосомах, у другого только делеция 15 нуклеотидов в одной хромосоме.

В первом случае после точки мутации будет нарушена аминокислотная последовательность белка, цепочка аминокислот быстро оборвется, как такой укороченный пептид будет себя проявлять в клетке, предсказать невозможно.

Поскольку нарушены обе копии гена, ВИЧ инфицировать эту девочку не будет, но ее дети эту защиту утратят (если их отцом не будет гомозиготный носитель природной или искусственной мутации в этом гене).

Вторая девочка и ее дети чувствительность к вирусу сохранят. Отсутствие 15 нуклеотидов (5 из 352 аминокислот) не приведет к драматичному нарушению в структуре белка, но и не защитит от ВИЧ.

При этом, как, например, в случае массового удаления аппендицитов без всяких на то оснований, в борьбе с одним заболеванием мы провоцируем множество других, о которых и не думали до этого.

С точки зрения генетики научного значения эта работа не имеет, мутация, которую рассчитывал получить Цзянькуй Хэ, в геноме человека известна, и, если поставить задачу, можно за два-три поколения получить внуков-правнуков, гомозиготных по аллелю устойчивости к ВИЧ. При этом, возможно, историческая мутация была не одна, и ее эффект на нарушение тех самых 20 функций белка компенсировался другими мутациями, усилившими другие белки, о которых мы не знаем.

Грубо нарушив систему иммунной защиты человека, мы скорее нанесем вред, чем пользу. При этом использованный вариант CRISPR/Cas9 заведомо генерировал случайные замены в известном месте и, возможно нарушил последовательность ДНК и в других местах генома. На текущем уровне развития науки рано говорить о том, что мы готовы управлять геномом человека, пока генная терапия направлена на восстановление правильной функции гена, а не на нарушение нормально работающего, но кажущегося «лишним».

Алексей Дейкин, кандидат биологических наук, Институт биологии гена РАН

Где производят и как используют ГМО-растения, которые разрешены в России

В России допущены к использованию для производства продуктов питания и кормов для животных 24 ГМО-растения: 12 сортов ГМО-кукурузы, один из них только для корма животных, 2 сорта картофеля и 1 сорт риса только в качестве пищи, 8 сортов сои, их них 1 только в пищу и 1 только для кормов, 1 сорт сахарной свеклы для изготовления пищевых продуктов.

Зеленый — выращивают, применяют в пищу и как корм некоторые использующиеся у нас ГМО
Желтый — применяют в пищу и как корм некоторые использующиеся у нас ГМО
Красный — применяют только как корм некоторые использующиеся у нас ГМО

Трансгенные животные, которых уже использует человек

для производства лекарственных белков человека

трансгенные кролики (С1 ингибитор)
трансгенные козы (антитромбин)

и в пищу

трансгенный лосось.

Какие препараты для генной терапии используют сейчас

Gendicine (гендицин), аденовирус доставляет белок p53 — противораковый препарат, Китай

Neovasculgen (неоваскулген), плазмида, кодирующая эндотелиальный фактор роста сосудов — препарат против ишемии конечностей, Россия

Glybera (глибера), аденоассоциированный вирус серотип I доставляет липопротеинлипазу — профилактика ферментативной недостаточности, Евросоюз

Eteplirsen (этеплирсен), зкзонскипинг 51 экзона гена дистрофина — лечение дистрофии Дюшенна, США

ГМО предложили разделить на вредные и полезные

Генетические технологии хотят активнее использовать в сельском хозяйстве, медицине, фармацевтике, микробиологии, промышленности. Но нужна уверенность, что ГМО не повредит людям, а для этого следует установить за производством такой продукции повышенный контроль. Этому может помочь законопроект о госрегулировании в области генной инженерии, внесенный 31 мая в Госдуму группой депутатов и сенаторов.

Что мы знаем про трансген

Документ, как сказано в пояснительной записке, разработали, чтобы обеспечить устойчивое развитие и нацбезопасность страны на основе продвижения и использования генетических технологий. Действующий закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» приняли в 1996 году, и сегодня он не соответствует уровню развития науки, отметили авторы. В нем, например, отсутствует современный понятийный аппарат, позволяющий и обеспечивать развитие новейших технологий, и отвечать вызовам биобезопасности. Более того, действующие нормы блокируют практическое использование результатов генетических разработок.

Законопроект вводит новое понятие — «генно-инженерно-редактированный организм» и разграничивает его с другой важной сущностью — «генно-инженерно-модифицированным организмом», или трансгеном. Точное определение и границы использования разных видов ГМО позволят безопасно внедрять их в сельское хозяйство, фармацевтику и микробиологическую промышленность, считает один из разработчиков документа, глава Комитета Совета Федерации по науке, образованию и культуре Лилия Гумерова.

Также вводится понятие «продукт генно-инженерной деятельности».

«В лабораториях разработчиков лежат десятки новых сортов пшеницы, картофеля и другой продукции, но из-за несовершенства законодательства мы не можем их внедрить», — отметила сенатор.

Из сферы действия закона исключат генодиагностику, генную терапию и клинические испытания, поскольку такая деятельность должна относиться к сфере охраны здоровья, добавила Гумерова.

Читайте также:

• ГМО в России остаются под жестким запретом

Не надо бояться

В генной инженерии в России много лет царил запретительный подход, сказал «Парламентской газете» старший научный сотрудник Института проблем передачи информации имени Харкевича РАН Александр Панчин.

«Хотя разработки не запрещены, выпуск любых продуктов генной инженерии не допускается, поэтому многие отечественные разработки реализуют в других странах, а в Россию импортируют конечную продукцию», — объяснил эксперт.

Если законодательную стигму с генной инженерии снимут, это позволит создавать микроорганизмы, производящие важные лекарства, сорта растений, устойчивых к болезням или вредителям, животных, разведение которых меньше вредит окружающей среде и многое другое, считает Панчин.

Важно и преодолеть предвзятое отношение людей к ГМО.

«Бояться продуктов генной инженерии стоит уж точно не больше, чем плодов эволюции или селекции, — объяснил ученый. — При селекции мутаций происходит много, никто обычно не следит за тем, где они произошли, а проверки на безопасность куда менее строгие, чем в случае генной инженерии».

И все же строгий контроль использования новых технологий нужен, уверен соавтор нового законопроекта, глава аграрного комитета Совета Федерации Алексей Майоров. Контрольные функции возложат на Правительство, которое будет вправе запретить ту или иную линию ГМО, сказал он «Парламентской газете».

До недавнего времени, несмотря на все сложности, контроль оборота ГМО был в целом технически выполнимой задачей, отметил сенатор, однако с развитием методов генетического редактирования появилась возможность вносить немаркируемые изменения, которые очень сложно обнаружить инструментально.

«Контроль оборота ГМО очень дорогостоящий, сложный и наукоемкий, — обратил внимание Майоров. — Тем не менее за технологиями нужно успевать и защищать наш рынок и людей от того, что может им потенциально навредить».

Человек — вне базы

Все данные о генофонде растений, животных и микроорганизмов, возможно, скоро занесут в единую национальную базу. Законопроект о ее создании внесли в середине мая Лилия Гумерова и первый вице-спикер Госдумы Александр Жуков. Такая база, по словам сенатора, позволит провести инвентаризацию данных, на основании чего выработают стратегию генетических исследований, а это, в свою очередь, позволит в будущем развивать современные научные технологии в области животноводства, растениеводства, селекции, терапии наследственных заболеваний.

Генетические данные собирают и сегодня, но зачастую хранятся они на зарубежных серверах, что в новых условиях недопустимо, уверены авторы документа. Отдельно они подчеркнули, что вносить информацию о генах человека в создаваемую базу не будут. Доступ к данным получат прежде всего научные организации по правилам, которые составит кабмин.

Исследования генома человека в России тоже ведутся, но под еще более строгим контролем государства. В 2018 году в стране приняли закон о биомедицинских клеточных продуктах, который регулирует использование клеточных технологий. К этой категории документ относит продукты, содержащие выращенные живые клетки человека. Они применяются в различных исследованиях и в медицине.

Также читайте о том, какие законы вступают в силу в феврале.

генетически модифицированных организмов | Национальное географическое общество

Генетически модифицированный организм (ГМО) — это животное, растение или микроб, ДНК которого была изменена с помощью методов генной инженерии.

На протяжении тысячелетий люди использовали методы селекции для модификации организмов. Кукуруза, крупный рогатый скот и даже собаки выборочно разводились на протяжении поколений, чтобы иметь определенные желаемые черты. Однако за последние несколько десятилетий современные достижения в области биотехнологии позволили ученым напрямую модифицировать ДНК микроорганизмов, сельскохозяйственных культур и животных.

Традиционные методы модификации растений и животных — селекция и скрещивание — могут занять много времени. Более того, селекционное разведение и скрещивание часто дают неоднозначные результаты, когда наряду с желаемыми характеристиками проявляются нежелательные черты. Специфическая целенаправленная модификация ДНК с помощью биотехнологии позволила ученым избежать этой проблемы и улучшить генетический состав организма без присоединения нежелательных характеристик.

Большинство животных, которые являются ГМО, производятся для использования в лабораторных исследованиях. Этих животных используют в качестве «моделей» для изучения функций определенных генов и, как правило, того, как гены связаны со здоровьем и болезнями. Однако некоторые ГМО-животные производятся для потребления человеком. Например, лосось был генетически модифицирован для более быстрого созревания, и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США заявило, что эту рыбу можно есть.

ГМО, пожалуй, наиболее заметны в разделе продуктов. Первые генетически модифицированные растения, предназначенные для потребления человеком, были представлены в середине 1990-х годов. Сегодня примерно 90 процентов кукурузы, соевых бобов и сахарной свеклы на рынке являются ГМО. Генно-модифицированные культуры дают более высокие урожаи, имеют более длительный срок хранения, устойчивы к болезням и вредителям и даже вкуснее. Эти преимущества являются плюсом как для фермеров, так и для потребителей. Например, более высокие урожаи и более длительный срок хранения могут привести к снижению цен для потребителей, а устойчивые к вредителям культуры означают, что фермерам не нужно покупать и использовать столько пестицидов для выращивания качественных культур. Таким образом, ГМО-культуры могут быть более благоприятными для окружающей среды, чем традиционно выращенные культуры.

Однако генетически модифицированные продукты вызывают споры. Генная инженерия обычно изменяет организм так, как это невозможно в природе. Ученые даже часто вставляют гены в организм из совершенно другого организма. Это повышает возможный риск неожиданных аллергических реакций на некоторые ГМО-продукты. Другие опасения включают возможность распространения генетически модифицированной чужеродной ДНК на растения и животных, не содержащие ГМО. До сих пор ни один из ГМО, разрешенных к употреблению, не вызывал ни одной из этих проблем, а пищевые продукты с ГМО подлежат регулированию и строгой оценке безопасности.

В будущем ГМО, вероятно, продолжат играть важную роль в биомедицинских исследованиях. ГМО-продукты могут обеспечить лучшее питание и, возможно, даже содержать лекарственные соединения для улучшения здоровья человека. Если можно будет показать, что ГМО безопасны и полезны для здоровья, устойчивость потребителей к этим продуктам, скорее всего, уменьшится.

Генетически модифицированный организм | Определение, примеры и факты

генетически модифицированный ячмень

Просмотреть все СМИ

Связанные темы:: нокаутирующая мышь фарминг наука генетически модифицированные продукты трансгенный организм

Просмотреть весь связанный контент →

Прочтите краткий обзор этой темы

генетически модифицированный организм (ГМО) , организм, геном которого был сконструирован в лаборатории для обеспечения проявления желаемых физиологических признаков или получения желаемых биологических продуктов. В традиционном животноводстве, растениеводстве и даже в разведении домашних животных уже давно практикуется разведение избранных особей вида для получения потомства с желательными чертами. Однако при генетической модификации рекомбинантные генетические технологии используются для получения организмов, геномы которых были точно изменены на молекулярном уровне, обычно путем включения генов от неродственных видов организмов, которые кодируют признаки, которые было бы нелегко получить при обычном селекционном разведении. .

Генетически модифицированные организмы (ГМО) производятся с использованием научных методов, включающих технологию рекомбинантной ДНК и репродуктивное клонирование. При репродуктивном клонировании ядро извлекается из клетки клонируемой особи и вставляется в энуклеированную цитоплазму яйцеклетки-хозяина (энуклеированная яйцеклетка — это яйцеклетка, у которой удалено собственное ядро). В результате этого процесса рождается потомство, генетически идентичное донору. Первым животным, полученным с помощью этого метода клонирования с ядром из взрослой донорской клетки (в отличие от донорского эмбриона), была овца по кличке Долли, родившаяся в 1996. С тех пор с помощью технологии репродуктивного клонирования был создан ряд других животных, в том числе свиней, лошадей и собак. С другой стороны, технология рекомбинантной ДНК включает в себя вставку одного или нескольких отдельных генов из организма одного вида в ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) другого. Сообщалось о полной замене генома, включающей трансплантацию генома одной бактерии в «тело клетки» или цитоплазму другого микроорганизма, хотя эта технология все еще ограничена базовыми научными приложениями.

ГМО, произведенные с помощью генетических технологий, стали частью повседневной жизни, проникая в общество через сельское хозяйство, медицину, исследования и управление окружающей средой. Однако, хотя ГМО во многих отношениях принесли пользу человеческому обществу, существуют и некоторые недостатки; поэтому производство ГМО остается весьма спорной темой во многих частях мира.

Генетически модифицированные (ГМ) продукты были впервые одобрены для потребления человеком в США в 1994 г., а к 2014–2015 гг.0 процентов кукурузы, хлопка и соевых бобов, выращенных в Соединенных Штатах, были ГМО. К концу 2014 года ГМ-культуры покрывали почти 1,8 миллиона квадратных километров (695 000 квадратных миль) земли в более чем двух десятках стран мира. Большинство ГМ-культур выращивалось в Америке.

Искусственные культуры могут значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур на единицу площади и, в некоторых случаях, сократить использование химических инсектицидов. Например, применение инсектицидов широкого спектра действия сократилось во многих районах выращивания таких растений, как картофель, хлопок и кукуруза, которые были наделены геном бактерии 9. 0071 Bacillus thuringiensis , который производит природный инсектицид, называемый токсином Bt. Полевые исследования, проведенные в Индии, в которых Bt-хлопок сравнивался с не-Bt-хлопком, продемонстрировали повышение урожайности ГМ-культуры на 30–80 процентов. Это увеличение было связано с заметным улучшением способности ГМ-растений преодолевать заражение коробочными червями, которое в остальном было обычным явлением. Исследования производства Bt-хлопка в Аризоне, США, продемонстрировали лишь небольшой прирост урожайности — около 5 процентов — при предполагаемом снижении затрат на 25–65 долларов США на акр из-за сокращения применения пестицидов. В Китае, где фермеры впервые получили доступ к Bt-хлопку в 1997, урожай ГМ изначально был успешным. Фермеры, выращивавшие Bt-хлопок, сократили использование пестицидов на 50–80 процентов и увеличили свои доходы на целых 36 процентов. Однако к 2004 году фермеры, которые выращивали Bt-хлопок в течение нескольких лет, обнаружили, что польза от этой культуры снижается по мере увеличения популяций вторичных насекомых-вредителей, таких как мириды. Фермеры снова были вынуждены распылять пестициды широкого спектра действия в течение вегетационного периода, так что средний доход производителей Bt был на 8 процентов ниже, чем у фермеров, выращивающих обычный хлопок. Между тем, резистентность к Bt также развилась в полевых популяциях основных вредителей хлопка, включая хлопковую совку ( Helicoverpa armigera ) и розовый коробочный червь ( Pectinophora gossypiella ).

Другие ГМ-растения были разработаны для обеспечения устойчивости к конкретному химическому гербициду, а не устойчивости к естественным хищникам или вредителям. Устойчивые к гербицидам культуры (HRC) доступны с середины 1980-х годов; эти культуры обеспечивают эффективную химическую борьбу с сорняками, поскольку только растения HRC могут выжить на полях, обработанных соответствующим гербицидом. Многие HRC устойчивы к глифосату (Roundup), что позволяет широко применять это химическое вещество, обладающее высокой эффективностью против сорняков. Такие культуры были особенно ценны для нулевой обработки почвы, которая помогает предотвратить эрозию почвы. Однако, поскольку HRC поощряют более широкое внесение химикатов в почву, а не уменьшают их количество, они остаются спорными в отношении их воздействия на окружающую среду. Кроме того, чтобы снизить риск выбора устойчивых к гербицидам сорняков, фермеры должны использовать несколько разнообразных стратегий борьбы с сорняками.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Еще одним примером ГМ-культуры является «золотой» рис, который изначально предназначался для Азии и был генетически модифицирован, чтобы производить почти в 20 раз больше бета-каротина, чем предыдущие сорта. Золотой рис был создан путем модификации генома риса, чтобы включить ген нарцисса Narcissus pseudonarcissus , который продуцирует фермент, известный как фиотенсинтаза, и ген бактерии 9.0071 Erwinia uredovora , которая продуцирует фермент, называемый фиотендесатураза. Введение этих генов позволило бета-каротину, который в печени человека превращается в витамин А, накапливаться в эндосперме риса — съедобной части растения риса, тем самым увеличивая количество бета-каротина, доступного для синтеза витамина А в организме человека.

РубрикаРазное