7 удивительных примеров использования CRISPR в реальной жизни

Анна Самойдюк
Расскажите друзьям
Анна Самойдюк

CRISPR – технология редактирования генома, которая позволяет ученым исправлять неправильные последовательности генов. С каждым годом технология становится все популярнее. И хотя при помощи нее еще не смогли вылечить болезнь или победить голод, ей уже нашли другие фантастические применения в жизни. Вот несколько самых необычных примеров.

1. Превращение свиней в доноров органов

На протяжении десятилетий ученые обсуждали спорную идею о том, что животные могут быть донорами органов. Предыдущие попытки трансплантировать животные органы в человека заканчивались неудачей – иммунная система человека отвергала чужеродные ткани. (Первая трансплантация сердца прошла в 1964 году, ученые пытались пересадить сердце шимпанзе. Пациент умер через два часа). Еще одно препятствие – вероятность попадания инфекций.

Исследователи считают, что CRISPR может решить две эти проблемы.

Компания eGenesis при помощи CRISPR хочет сделать свиней подходящими донорами для людей. Многие свиные органы, например, сердце и почки, похожи на человеческие по размеру. Исследователи использовали технологию для устранения семьи вирусов, обнаруженных в ДНК свиньи, которые могли бы передаться человеку во время трансплантации. Эти вирусы, известные как эндогенные ретровирусы, могут перепрыгивать из клеток свиней в клетки человека и случайным образом интегрироваться в человеческий геном. На данный момент компания произвела десятки безвирусных свиней.

При помощи технологии организация также модифицирует гены, вовлеченные в иммунную систему, чтобы предотвратить вероятность отвержения органов. Тем не менее, пересадка органов генномодифицированной свиньи, скорее всего, пройдет еще нескоро.

Фото: PopMech

2. Производство новых и улучшенных фруктов

Вы, вероятно, никогда не пробовали физалис, но доцент в Корнеллском университете Джойс Ван Эк надеется, что этот фрукт в будущем будет продаваться в обычных супермаркетах на одной полке с яблоками.

На вкус физалис сладкий, он чем-то напоминает ананас и манго. Эк пытается сделать это растение более привлекательным для фермеров – для этого он использует CRISPR.

Сначала он вместе с коллегой Закари Липпманном из Лаборатории в Колд Спринг Харбор модифицировал гены растения, чтобы оно росло более компактно. Согласно Эку, это сильно ускорило одомашнивание физалиса и созревание плода. Затем они увеличили фрукт на 25%. Свои открытия они опубликовали в октябре 2018 года в журнале «Nature Plants».

Эк считает, что CRISPR будет важным инструментом для одомашнивания новых урожаев, увеличения пищевой ценности еды и защиты урожаев от экстремальной погоды и изменений климата.

Фото: Mother Nature Network

3. Изменение цвета растений

Японские ученые при помощи CRISPR меняют цвет растений.

Исследователи запрограммировали CRISPR на разрушение определенного гена, известного как DFR-B, в растении ипомея нил. В лаборатории они внедрили систему CRISPR в эмбрионы цветка. Инструмент успешно разрушил ген, и таким образом фиолетовый цвет цветка изменился на белый.

Исследователи утверждают, что их работа открывает огромный потенциал CRISPR для исследования и манипуляции генов в садовых растениях.

4. Изменение человеческих эмбрионов

В прошлом году ученый из Орегона заявил, что его команда при помощи CRISPR удалила генетическую ошибку, вызывающую сердечные заболевания, в десятках человеческих зародышей. Это был первый случай, когда технологию использовали для модифицирования ДНК человеческих зародышей в США.

Шухрат Миталипов, директор Центра эмбрионной клетки и генной терапии в Университете здоровья и науки Орегона, изменил ген MYBPC3, отвечающий за наследственное сердечное заболевание – гипертрофическую кардиомиопатию, способное вызвать сердечную недостаточность и внезапную смерть.

Тем не менее, вокруг редактирования ДНК зародышей разражается множество споров, потому что генетические изменения могут передаваться следующим поколениям, чего нельзя сказать о редактировании соматического генома, которое влияет только на пациента.

Похожие исследования сейчас проводятся в Японии.

Фото: РИА Новости

5. Лечение мышечной дистрофии у собак

CRISPR может исправлять генетическую мутацию, ответственную за мышечную дистрофию у собак. Открытие представляет собой огромный шаг на пути к разработке лечения миодистрофии Дюшенна – болезни, сокращающей жизнь человека.

Миодистрофию Дюшенна вызывает мутация в гене DMD, который производит крупный мышечный белок дистрофин. Из-за мутации ген не может производить дистрофин, а без него мышцы становятся слабыми и не могут работать надлежащим образом. Болезнь зачастую приводит к смерти.

В попытке остановить заболевание, исследователи из Юго-западного медицинского центра Университета Техаса ввели CRISPR в месячных биглей. Технология позволила восстановить дистрофин в мышцах собак на 92%.

Директор Центра генетической медицины в Северо-западном университете Элизабетт Макнелли считает, что вполне вероятно такой подход начнут тестировать на людях всего через несколько лет.

Фото: Fotocommunity

6. Новое лечение рака и заболеваний крови

Внедрение CRISPR прямо в человека довольно рискованно, поэтому сейчас исследователи редактируют клетки вне тела, а затем вводят их обратно в пациентов.

В США в скором времени пройдет клиническое исследование, в котором примут участие 18 человек с такими заболеваниями, как множественная миелома, саркома и меланома. Ученые извлекут их иммунные клетки и при помощи CRISPR изменят их так, чтобы они могли атаковать раковые клетки. Отредактированные клетки введут обратно в пациентов.

Другая компания, CRISPR Therapeutics, планирует использовать CRISPR для лечения людей с бета-талассемией и серповидноклеточной анемией. Это два связанных заболевания, вызванных мутациями в одном и том же гене. Эти мутации влияют на способность человека вырабатывать гемоглобин – важнейший элемент крови, железосодержащий белок и основной компонент эритроцитов. Компания заявила, что начала набор пациентов с бета-талассемией для исследования в Германии. В США же пробное лечение больных серповидноклеточной анемией планируется на конец 2018 года.

В ходе исследований ученые будут извлекать стволовые клетки костного мозга пациентов, редактировать их, а затем вводить обратно.

7. Изменение комаров

Фото: Imperial College London

Заболевания, вызванные укусом комаров, особенно малярия, становятся причиной смерти более 400 тысяч людей каждый год. Для решения этой проблемы ученые предлагают использовать спорную технологию генного драйва, позволяющую распространить вредные мутации в популяциях животных. И хотя эта идея далеко не новая, воплотить ее в жизнь стало намного проще благодаря CRISPR.

В исследовании, опубликованном в сентябре 2018 года, исследователи из Имперского колледжа Лондона показали, что генный драйв может уменьшить популяцию малярийных комаров.  

Ученые создали при помощи CRISPR генный драйв, который способствует распространению мутации, вызывающей бесплодие у малярийных комаров. Самки с мутантным геном бесплодны, а самцы могут распространять его в популяции.

Пока открытие не вышло за пределы лабораторий. Есть вероятность, что бесконтрольное распространение гена приведет к непредвиденным последствиям в живой природе. Например, уничтожение или снижение численности вида может стать причиной распространения других видов. Поэтому нельзя выпускать модифицированных комаров на волю без учета всех рисков.

Источник.


Материалы по теме: 

Ученые смогут вырастить из мицелия все — от имитации мяса до искусственных органов

Ученый разрабатывает воротник-жабры, который позволит дышать под водой

Большие данные, AR и генная инженерия — как развиваются медицинские технологии

Как биохакинг становится для шведов нормой


Актуальные материалы — в Telegram-канале @Rusbase

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter


Комментарии

Зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии и получить доступ к Pipeline — социальной сети, соединяющей стартапы и инвесторов.
EMERGE
31 мая 2019
Ещё события


Telegram канал @rusbase