Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Могут ли полезные или вредные привычки, диеты и занятия спортом отразиться на детях или внуках? Не аукнется ли потомкам наш недосып или лишние бокалы шампанского - вдруг из-за наших неразумных решений у детей проявится склонность к алкоголизму, диабет или синдром запястного канала? Look At Me приводит основные аргументы учёных-генетиков, врачей и других специалистов, которые ответили на этот вопрос в разделе «Ask Science» на Reddit.

Влияет ли образ жизни на ДНК?

Хотя образ жизни не влияет на структуру ДНК, он может оказать воздействие на факторы, которые регулируют активность генов. Это явление называется эпигенетическим наследованием: в зависимости от того, какие факторы влияли на организм в течение жизни, у его потомства могут проявиться или, наоборот, не проявиться некоторые свойства, изначально заложенные в генетический код.

Структура самого генома, передающегося потомку, может быть изменена только во время беременности: плохое питание, стрессы или заболевания, перенесённые матерью в этот период, могут стать причиной мутаций на генном уровне и нарушения структуры ДНК - например, из-за таких мутаций могут родиться дети с лишней хромосомой. Но эти изменения довольно случайны, возникают не всегда и часто не связаны с образом жизни матери. Это генная аномалия, которую трудно предсказать до зачатия, но сегодня будущих родителей могут предупредить с помощью пренатальной диагностики - в программу исследований входит специальный тест, позволяющий проверить плод на 6000 возможных нарушений в развитии.

Однако не все свойства, передающиеся от родителей потомкам, заложены в ДНК. Механизм наследования вне структуры генетического кода изучает специальный раздел науки - эпигенетика. Сам термин был придуман англичанином Конрадом Уоддингтоном в 50-х. Учёный ещё не знал, как устроен геном человека, но догадывался о существовании некоего механизма, который управляет наследственным материалом живых существ. В 1990-е годы, когда был расшифрована ДНК человека, исследователи вспомнили про эпигенетику и нашли подтверждения гипотезам Уоддингтона. Сейчас эпигенетическим (дословно - «надгенным») наследованием называют все изменения, связанные с фенотипом или экспрессией генов, которые проявляются у потомков в первом поколении у живых существ и в нескольких поколениях у клеточных организмов.

учёные не знают, как именно происходит наследование у живых существ. Чтобы отследить причины проявления похожих признаков, нужно учесть бесконечное множество факторов: условия, в которых происходил рост и развитие животного, факторы внешней среды, экологию, космическое излучение и так далее. Исследователи не могут точно сказать, что влияет на экспрессию генов, и если у вас проявляются те же свойства, что у ваших родителей - это не значит, что они передались вам генетически. Возможно, на ваш фенотип влияет климат, ритм жизни в родном городе или потребление продуктов питания, привычных для вашей семьи.

Особенно трудно описать механизм наследования определённых признаков и черт характера у людей - в отличие от большинства животных, люди в своём развитии сильно зависят от социума, и на ребёнка в процессе взросления оказывают воздействие его родственники, сверстники, учителя, герои фильмов, принятые в обществе нормы и порядки. Грубо говоря, если в семье три поколения занимаются спортом, это не значит, что дети наследуют рельефные мышцы генетически: в первую очередь на них влияет воспитание и семейная традиция проводить вечера в спортзале.

Но что если передаваться от поколения к поколению могут не только физиологические характеристики, но и паттерны поведения? Благодаря этому вопросу совсем недавно появилось новое направление - поведенческая эпигенетика. Учёные, работающие в этой сфере, предполагают, что образ жизни родительского организма может повлиять на характер и поведенческие сценарии потомка.

В 2013 году в авторитетном журнале Neuroscience были опубликованы результаты эскпериментов, проведенных на лабораторных мышах: исследователи научили животное бояться запаха вишни (выбор аромата они, кажется, ничем не объясняют), а затем наблюдали проявление такого же страха у потомства этой мыши и даже последующих поколений.

Мы не можем точно знать, что послужило причиной этому: возможно, механизм генетической передачи поведенческих сценариев гораздо более сложен и у мышей проявляется совсем не так, как у людей. Но биологи говорят, что возможность передавать приобретённые навыки генетическим путём была бы неплохим акселератором эволюции, ведь таким образом более совершенные существа появлялись бы значительно быстрее, чем вследствие случайных генных мутаций. Если верить в то, что природа устроена логично, передача паттернов поведения была бы очень кстати для развития живых существ.

но передаются ли потомкам все поведенческие сценарии, или только те, что были полезными для родительского существа? Страх - это проявление инстинкта самосохранения, который помогает мыши защитить себя и будущее популяции, а привычка употреблять алкоголь, например, имеет прямо противоположный эффект. Генетики говорят, что присутствие в генеалогическом древе нескольких страдающих алкоголизмом родственников не увеличивает шансы ребёнка пристраститься к выпивке: скорее всего, в его ДНК будет предрасположенность к алкоголизму, но без побуждающего влияния социальной среды этот ген не проявится.

Получается, что опыт, полученный родителями, всё-таки может повлиять на потомство, но не может изменить ДНК. Так как эпигенетическое наследование открыто совсем недавно, у исследователей не было возможности отследить его на нескольких поколениях людей: сейчас феномен изучают на мышах, структура ДНК которых близка к человеческой, а скорость размножения позволяет отследить экспрессию генов на родителях, детях и внуках. Но вопрос о проецировании результатов экспериментов на людей остаётся открытым.

Занимаясь спортом или соблюдая правильный режим питания, вы не меняете свой генетический код, но используете возможности, заложенные в него природой. Можно сравнить это с игровыми приставками: вставляя разные картриджи, вы получите разные результаты, но без самой консоли с определёнными техническими характеристиками картриджи ничего не значат. В любом случае, заботиться о себе и своём здоровье - неплохая идея, даже если выработанные с таким трудом полезные привычки не передадутся вашим детям эпигенетически.

Работа нервной системы осуществляется посредством электромагнитных импульсов. Грубо говоря , это значит, что весь наш мозг работает на магнетизме, как процессор компьютера, а мысли имеют связь с электричеством, записывая информацию на клеточном уровне примерно также, как это делает головка кассетного магнитофона. А раз человек оформляет свои мысли в слова, то языком мы также кодируем свою реальность. Об этом еще поговорим.

Конечно же, авторы данного исследования не слышали про . Тем лучше. Их информация подтверждает его слова без поиска доказательств его правоты. ДНК - это биоакустическая антенна, не только несущая информацию, но и принимающая её из вне. Точно также, как мысли способны менять гены в отдельном человеке, общие мысли целой цивилизации способны менять всю её реальность!

Научно доказано, что тренировки мозга и стимулирование его определенных участков может благотворно сказаться на здоровье. Ученые попытались понять, как именно эти практики влияют на наше тело.

Новое исследование, которое провели ученые Висконсина, Испании и Франции, несет в себе первые доказательства специфических молекулярных изменений в организме, которые наступают после интенсивной медитации ясного ума.

Исследование изучило результаты применения медитации ясного ума в группе опытных медитирующих и сравнило эффект с группой не тренированных субъектов, которые были вовлечены в тихую, не медитативную деятельность. Через 8 часов медитации ясного ума у медитирующих были обнаружены генетические и молекулярные изменения, включая изменение уровня генного регулирования и сокращение уровней про-воспалительных генов, которые отвечают за физическое восстановление в стрессовой ситуации.

«Насколько нам известно, эта работа впервые демонстрирует быстрые изменения в экспрессии генов среди субъектов, практикующих медитацию ясного ума» — говорит автор исследования Ричард Дж. Дэвидсон, основатель Центра исследований здорового ума и профессор психологии и психиатрии в университете Висконсина-Мэдисона.

«Самое интересное, что изменения наблюдаются в генах, которые в настоящее время являются объектом для противовоспалительных лекарств и анальгетиков» — говорит Перла Калиман, первый автор статьи и исследователь в Институте медико-биологических исследований (IIBB-CSIC-IDIBAPS) в Барселоне, где был проведен молекулярный анализ.

Обнаружено, что медитация ясного ума положительно влияет на воспалительные заболевания и одобрена Американской Ассоциацией сердца как профилактическое вмешательство. Новые результаты исследований могут продемонстрировать биологический механизм ее терапевтического эффекта.

Генная активность может меняться в зависимости от восприятия

По словам доктора Брюса Липтона, активность гена может быть изменена на основании ежедневных тренировок. Если ваше восприятие отражается на химических процессах в вашем теле и ваша нервная система считывает и интерпретирует окружающую среду и затем контролирует химию крови, вы можете буквально изменить судьбу ваших клеток, изменив свои мысли.

На самом деле, исследование доктора Липтона наглядно показывает, что, меняя ваше восприятие, мозг способен менять активность генов и создавать более тридцати тысяч вариаций продуктов из каждого гена. Ученый также утверждает, что генные программы содержатся внутри ядра клетки, и вы можете переписать эти генетические программы, меняя химию крови.

Проще говоря, это значит, что для лечения рака нам нужно сначала изменить способ нашего мышления.

«Функция нашего ума - в том, чтобы согласовывать наши убеждения и реально пережитый опыт» — говорит доктор Липтон. «Это означает, что ваш мозг будет регулировать биологию вашего организма и ваше поведение в соответствии с вашими убеждениями. Если вам сказали, что вы умрете в течение шести месяцев и ваш мозг поверил в это, то, скорее всего, вы действительно умрете в течение этого времени. Это называется «эффект ноцебо », результат отрицательных мыслей, противоположный эффекту плацебо.»

Эффект Ноцебо указывает на систему из трех частей. Здесь часть тебя, которая клянется, что не хочет умирать (сознание), проигрывает части, которая верит, что умрет (прогноз доктора, опосредованный подсознанием), затем происходит химическая реакция (реинтерпретированная химией мозга), которая должна доказать, что тело соответствует доминирующему убеждению

Неврология признала, что 95 процентами нашей жизни управляет именно подсознание.

Теперь вернемся к той части, которая не хочет умирать, то есть к сознанию. Разве оно не влияет на химию организма? Доктор Липтон заявил, что все сводится к тому, что подсознание, которое содержит наши глубочайшие убеждения, было запрограммировано. В конечном счете, именно эти убеждения становятся приоритетными.

«Это сложная ситуация» — говорит доктор Липтон. «Люди запрограммированы верить в то, что они жертвы, и что у них нет контроля над ситуацией. Они запрограммированы с самого начала верованиями своих родителей. Так, например, когда мы болеем, родители говорят нам, что нужно идти к доктору, потому что доктор является авторитетом, который заботится о нашем здоровье. Мы еще в детстве получаем от родителей сообщение, что врачи отвечают за наше здоровье, и что мы жертвы внешних сил, которые мы не способны контролировать сами. Забавно, что людям становится лучше уже на пути к врачу. Вот когда врожденная способность к самовосстановлению умирает, еще один пример эффекта плацебо.»

Медитация ясного ума влияет на регуляторные пути

Результаты исследований Дэвидсона демонстрируют понижающую регуляцию генов, участвующих в воспалении. Пораженные гены включают в себя про-воспалительные гены RIPK2 и COX2, а также деацетилазы гистонов (HDAC), которые эпигенетически регулируют активность других генов. Более того, снижение экспрессии этих генов оказалось связано с более быстрым физическим восстановлением организма после выброса гормона кортизола в ситуации социального стресса.

На протяжении многих лет биологи подозревали, что на клеточном уровне происходит что-то вроде эпигенетической наследственности. Различные виды клеток нашего тела подтверждают этот пример. Клетки кожи и мозга наделены разными формами и функциями, хотя их ДНК идентично. Таким образом, должны быть другие механизмы, помимо ДНК, доказывающие, что клетки кожи остаются клетками кожи, когда делятся.

Вот что удивительно: по словам ученых, в генах каждой из исследуемых групп до практик не было никаких различий. Вышеописанные эффекты были отмечены только в группе, практикующей медитацию ясного ума.

Поскольку несколько других ДНК-модифицированных генов не обнаружили никаких различий между группами, предполагается, что практика медитации ясного ума влияет лишь на некоторые специфические регуляторные пути.

Ключевым результатом исследований стало то, что в группе медитаторов, практикующих медитацию ясного ума, произошли генетические изменения, которых не было обнаружено в другой группе, даже несмотря на то, что люди в ней так же занимались спокойной деятельностью. Результат обследования доказывает принцип: практики медитации ясного ума могут привести к эпигенетическим изменениям генома.

Предыдущие исследования на грызунах и людях показали быструю (в течение нескольких часов) эпигенетическую реакцию на такие воздействия, как стресс, диета или упражнения.

«Наши гены достаточно динамичны в своем выражении и эти результаты говорят о том, что спокойствие нашего разума может влиять на их выражение» — говорит Дэвидсон.

«Полученные результаты могут быть базой для исследования возможности применения медитативных практик при терапии хронических воспалительных заболеваний» — говорит Калиман.

Бессознательные убеждения это ключ

Многие практикующие позитивное мышление знают, что хорошие мысли и постоянное повторение аффирмаций не всегда приносит тот эффект, который обещают книги на данную тему. С этой точкой зрения не спорит и доктор Липтон, который утверждает, что позитивные мысли приходят из сознания, тогда как негативные мысли обычно программируются более сильным подсознанием.

«Главная проблема в том, что люди осознают свои сознательные убеждения и поведение и не осознают бессознательные посылы и поведение. Многие люди даже не осознают, что всем управляет подсознание, в миллион раз более сильная сфера, чем сознание. От 95 до 99 процентов нашей жизни управляются подсознательными программами»

«Ваши подсознательные убеждения работают на вас или против вас, но правда в том, что вы не контролируете свою жизнь, потому что подсознание заменяет сознательный контроль. Так что когда вы стараетесь излечиться благодаря повторению позитивных аффирмаций, возможно, этому мешает невидимая подсознательная программа»

Сила подсознания хорошо заметна на людях, страдающих раздвоением личности. К примеру когда «у руля» находится одна из личностей, человек может страдать серьезной аллергией на клубнику. В то же самое время стоит личности смениться — и тот же самый человек способен есть клубнику без каких-либо последствий.

Читаем в тему:

ТЕМАТИЧЕСКИЕ РАЗДЕЛЫ:
|

Может показаться, что ДНК - главный центр молекулы, без которой ее жизнь невозможна. На самом деле ДНК - достаточно чувствительная сложная молекула, которая сама способна быстро изменяться и проявлять особенные свойства. На нее оказывают влияние как наши мысли и намерения, так и факторы воздействия физического и химического характера.

Сложные цепочки генетических кодов, каждое звено которых может перестать работать или активизироваться в любую минуту - вот что представляет собой сосредоточение генетического материала человека. Кроме того, спирали генов способны проявлять невероятные свойства и помогать сохранять энергию невероятно длительное время. Но как такое возможно и как можно настроить свой организм на исцеления путем влияния на ДНК?

Световая ловушка

Фотоны света не задерживаются, а постоянно рассеиваются. В растениях энергия света преобразуется в молекулы питательных веществ, а в организме человека для улавливания фотонов света может служить спиралевидная молекула ДНК. Это доказано в эксперименте с помещением ДНК в кварцевый контейнер и облучением его светом. Интересно, что сам свет приобретал также спиралевидную структуру и мог храниться в течение месяца даже после того, как молекулу ДНК удалили из контейнера. Такое преобразование и хранение световой энергии доступно только спиралевидным молекулам, которые ответственны за передачу генетической информации.

Самостоятельное исцеление

Многие люди считают, что наследственность играет основную роль в состоянии здоровья. На самом деле экспериментальные данные о значении позитивного мышления в управлении ДНК говорят о том, что гены определяют нас всего лишь отчасти, в остальном же человек сам отвечает за собственные болезни и склонности. При стрессах, раздражении, постоянных переживаниях гены перестают работать нормально, возникают предпосылки для развития болезней. Патологии могут затрагивать абсолютно любые органы и ткани, но все начинается с мышления и саморазрушающих механизмов воздействия сознания на спиралевидные молекулы.

Источником энергии для оздоровления клеточных молекул является любовь. Это способ направленного целительного омоложения клеток, предотвращения их старения и разрушения. Любовь позволяет усиливать позитивную энергию и делать мысли более сильными. Без любви организм не может развиваться нормально. Это доказывают экспериментальные наблюдения, когда дети не могу полноценно развиваться, если им не хватает родительской ласки и любви. Доказано, например, что дети из приютов чаще страдают от аутизма, чем малыши, о которых заботятся родители.

Мыслительные преобразовании

Воздействовать на структурные изменения в ДНК можно на расстоянии посредством намерения.
Если человек осознанно концентрируется на хороших мыслях, а его мозг начинает излучать гармоничные волны, но спирали ДНК начинают преобразовываться. Причем, если человек воздействует позитивными мыслями и намерениями, то изменения приводят к исцеляющим преобразованиям, а если в мыслях присутствует направленный гнев, злоба, раздражение, то ДНК настраиваются на волну умирания. Все дело в том, что мозг начинает преобразовывать мысли в потоки энергии, которые воспринимаются и интерпретируются ДНК как сигналы к восстановлению организма, или, наоборот, к самоуничтожению.

По данным экспериментов изменения в структуре ДНК, помещенной в изолированную пробирку с нейтральной средой, при отсутствии мыслительного воздействия практически не имели место. Зато при сосредоточении мыслей именно на пробирке с ДНК начинались изменения в 10% участков молекулы, которая несет генетическую информацию. Вот как работают целители. Они способны преобразовать позитивные мысли и настрои в энергию мозговых волн. Именно такие волны дают клеткам организма сигналы о необходимости исцеления органов и систем.

Генная инженерия человека нам, простым обывателям, все еще кажется чем-то из области научной фантастики. Тем неожиданней было сообщение издания «The Telegraph», в котором говорилось, что Совет по этике в Великобритании разрешил генную инженерию человеческих эмбрионов. Понятно, что от рекомендаций Совета по этике до закона о генетических вмешательствах «дистанция огромного размера», однако первый шаг, похоже, сделан.

« The Telegraph» обратился за комментарием к профессору Карен Юнг, председателю рабочей группы по редактированию генома и воспроизводству человека. Госпожа профессор заявила, что в будущем в числе репродуктивных технологий может оказаться и внесение наследуемых изменений генома для обеспечения определенных характеристик детей. Сперва, разумеется, таким способом будут бороться с наследственными заболеваниями, но потом «если технология будет успешно развиваться, у нее есть потенциал стать альтернативной репродуктивной стратегией, доступной родителям для достижения более широкого круга целей».

На вопрос, можно ли использовать генетическое редактирование, чтобы дети были высокими, со светлыми волосами и голубыми глазами (ну, если вдруг именно такая внешность будет в моде), профессор Йонг добавила что и этого она тоже не исключает…

Но у нас возник не этический, а, если так можно выразиться, технический вопрос: неужели ученые уже в состоянии переделать нам геном и заменить голубые глаза на карие?

Что такое геном человека (для тех, кто прогулял уроки биологии)

Вся наша жизнь закодирована в молекулах ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты. Удивительно, но все эти огромные молекулы состоят из комбинации всего лишь четырех основных элементов: азотистых оснований аденина, гуанина, тимина и цитозина (их обычно для краткости обозначают первыми буквами - A, G, T, C). Сложные последовательности этих элементов служат своеобразными матрицами, на которых синтезируются РНК - рибонуклеиновые кислоты. РНК - «рабочие лошадки» нашего организма, у каждой - своя специализация. Одни участвуют в синтезе белков, задавая верную последовательность элементов, другие поставляют аминокислоты к месту синтеза белков, третьи - «перекраивают» своих собратьев, катализируя реакции с участием РНК.

” Лично мне наш геном напоминает муравейник: с ДНК - муравьиной королевой, бесконечно откладывающей яйца, из которых появляются РНК-муравьи, среди которых есть солдаты, няньки, рабочие…

А в Википедии приводят такой пример: «ДНК нередко сравнивают с чертежами для изготовления белков. Развивая эту инженерно-производственную аналогию, можно сказать, что, если ДНК — это полный набор чертежей для изготовления белков, находящийся на хранении в сейфе директора завода, то матричная РНК — временная рабочая копия чертежа отдельной детали, выдаваемая в сборочный цех».

Выбирайте аналогию по своему вкусу!

Молекулы ДНК есть в любой клетке нашего организма, в которой есть ядро. Молекулы - потому что знаменитые спирали ДНК «нарублены» на 46 различных по размеру «кусков», соединенных попарно - это 23 пары наших хромосом.

” В каждой паре хромосом одна досталась нам от отца, а другая от матери. 23-я пара отвечает за наш пол, поэтому хромосомы в ней могут отличаться: «ХХ» - у девочек, «ХУ» - у мальчиков.

Во всех аутосомах (не-половых хромосомах) и хромосома, доставшаяся от папы, и доставшаяся от мамы, содержат подобные гены на одних и тех же участках. Подобные - поскольку гены, у всех нас, вообще говоря, разные. К примеру, на участке, где располагается ген, ответственный за цвет волос, в одной хромосоме из пары окажется ген мамы-блондинки, а на другой - папы-брюнета. В таком случае один из генов будет доминировать, а второй, рецессивный, ждать своего часа. Если именно его передадут по наследству, и если в паре с ним окажется такой же рецессивный ген, то у него будет возможность проявить себя.

” Этот принцип наследования генетической информации чреват неприятными сюрпризами. И мы сейчас вовсе не о рождении голубоглазого блондина в семье кареглазых брюнетов, а о наследственных заболеваниях. Порой, скрытые в рецессивных генах, они дремлют во многих поколениях, никак не проявляя себя внешне. Но стоит такому гену встретиться со своим «собратом», и трагические последствия неизбежны.

Любые родители хотели бы вырезать зловредный ген из своей ДНК и заменить его на здоровый, обезопасив потомков. И тут мы снова возвращаемся к вопросу: неужели это реально?

Генная инженерия и ЭКО

Светлана Владимировна, генетический анализ во время проведения экстракорпорального оплодотворения, «зачатия в пробирке», вещь уже привычная?

” -Доказано, что такое «отщипывание» клеток не приводит к нарушению развития зародыша. Этот метод технически гораздо сложнее и дороже, чем просто генетический анализ плода во время беременности, который проводится после забора амниотической жидкости или фрагмента плаценты, поэтому широкого распространения пока не получил.

То есть, родителям остается только уповать, что однажды случайным образом «выпадет» комбинация здоровых генов. А нельзя ли как-то вырезать «плохие» гены?

Ген удалять в большинстве случаев не надо, собственно, патогенные мутации как раз «удаляют» ген функционально. Надо заставить неправильно функционирующий ген работать нормально. Либо вырезать из него лишнее, либо вставить потерянное, либо заменить неправильное на правильное. Более простой подход - одним махом добавить в геном нормальную копию гена.

Между прочим, технология «убрать плохую ДНК и вставить хорошую» уже реализована на практике! Правда, речь идет не о ядерной ДНК, о которой мы говорили до сих пор, а о митохондриальной. Вот что рассказывает об этом Светлана Михайлова. Своя собственная ДНК есть у митохондрий - органелл, отвечающих за «энергоснабжение» клетки. В отличие от остальных хромосом, находящихся в ядре, митохондриальные ДНК - это небольшие кольцевые молекулы, их количество в клетке варьирует от десятков до тысяч копий и зависит от возраста. Яйцеклетка богата митохондриями, а сперматозоид содержит всего одну, обеспечивающую движение его «хвостика». После оплодотворения эта митохондрия уничтожается, поэтому все митохондриальные гены человека достаются ему только от матери. Если причина заболевания находится в митохондриальной ДНК, то возможно использование митохондрий «третьего родителя». При этом ядро яйцеклетки матери, имеющей патогенные мутации, пересаживают в цитоплазму яйцеклетки женщины с нормальными митохондриями, а потом оплодотворяют её сперматозоидами отца и подсаживают по протоколу ЭКО. В частности, метод цитоплазматической замены успешно использовался в случае материнского бесплодия, связанного с нарушениями в митохондриальной ДНК. С 2015 г. этот метод генетической «модификации» человека легализован в Великобритании, но по-прежнему запрещён в США. Законодательство Австралии готовится к новшествам относительно генной инженерии. Чтобы обойти существующие запреты, такие манипуляции проводят на территории стран, где нет соответствующего законодательства, например в Мексике и на Украине. О том, как на свет появился первый новорожденный с ДНК трех человек, читайте в в нашей публикации « ».

Технологии изменения ДНК человека

- Но как можно «оперировать» ген, неужели речь идет о реальных технологиях?

Есть много способов разрезать молекулу ДНК. Инструменты для этого люди позаимствовали у бактерий. Борясь за место под солнцем (или, наоборот, в тени) бактерии синтезируют белки или комплексы белков и РНК, которые разрезают ДНК других видов бактерий и вирусов, но безвредны для ДНК хозяйки и её потомков. Эти молекулы прикрепляются к специфическим последовательностям ДНК (специфической фразе из «букв» А, С, T и G), которых заведомо нет в геноме хозяйки. Так что «отщипнуть» - не проблема, главное - правильно сшить обратно разрезанную молекулу. Если этого не сделать, то произойдёт разрыв хромосомы и нарушение функций того участка, где находится разрыв.

” - Сейчас наиболее перспективным орудием генного инженера считается бактериальная система CRISPR /Cas9 - часть иммунитета бактерий, модификации которой активно используют для редактирования геномов эукариот (живых организмов, клетки которых содержат ядра - прим. ред.). Бактерии «держат про запас» у себя в геноме фрагменты ДНК вирусов, с которыми они сталкивались раньше. Эти фрагменты позволяют бактерии быстро строить конструкции, состоящие из РНК и белков, которые специфически разрезают ДНК вирусов. При этом белок Cas9 функционирует как молекулярные ножницы, а так называемая gРНК, частично содержащая генетическую последовательность вируса, - это система GPS-навигации, которая направляет «ножницы» на специфический район ДНК. Бактерии борются с генами вирусов, но такой биотехнологический инструмент можно нацелить на произвольный участок ДНК любого организма.

Чтобы клетка, ДНК которой разрезали таким способом, смогла восстановиться, в неё параллельно вводят ДНК с нужной последовательностью. Клетка запускает собственные механизмы починки ДНК и использует добавленную ДНК как матрицу для починки полученного повреждения. Таким образом, можно поменять одну генетическую последовательность на другую!

- Где же берут «правильные» гены?

Практически любой ген человека можно вставить в геном бактерии, заставить эту бактерию активно делиться, а потом снова выделить нужный фрагмент в большом количестве. Так, сложные животные белки уже давно не выделяют из органов животных, а нарабатывают с помощью встроенных в бактерии генов (например, инсулин).

Может ли генная инженерия подарить здоровье и карие глаза

- То есть, генная инженерия возможна - пусть и в порядке лабораторного эксперимента?

Чем сложнее организм, тем труднее это сделать. Для получения генномодифицированных лабораторных организмов такие подходы используются уже давно. Область применения этих методов - генная модификация сельхозкультур, сельскохозяйственных животных, но в особенности бактерий.

Однако перенести разработанные для экспериментальных организмов подходы на человека напрямую невозможно. Методы, которыми работают на животных и растениях, недостаточно специфичны. Часть полученных организмов нежизнеспособны, часть имеет «не те» признаки, их просто выбраковывают. Примером может служить «золотой рис». Его выводили методом генной модификации, добавив к геному риса два гена других организмов, что способствовало накоплению бета-каротина в его семенах. Действительно, был получен рис с заданными характеристиками, но его урожайность оказалась снижена. Предполагается, что причина этого - неудачные места встраивания новых генов.

С человеком цена ошибки слишком высока, поэтому эксперименты на людях очень ограничены. Любые генетические перестройки - риск перерождения клетки в раковую или её гибели. Естественно, можно обрабатывать культуру клеток или, например, колонию бактерий, но в итоге стараются выбирать только те клетки, которые имеют определённые характеристики, являющиеся признаком того, что модификация их генома действительно произошла.

” - Если обрабатывать многоклеточный организм, то в части клеток модификация может пройти, а в части нет. Предсказать, какая из клеток станет впоследствии предшественником конкретных тканей организма, невозможно, поэтому эффект такой модификации сейчас непредсказуем. Условно говоря, клетка, куда встроился ген кареглазости, попадёт в итоге в пятку.

- Можно ли поменять весь геном взрослого человека?

Нет, работать со всеми клетками взрослого человека сейчас невозможно, да и не нужно. Организм, имеющий тяжёлое генетическое нарушение, влияющее на функции каждой клетки, просто погибает пренатально. Совместимые с жизнью генетические нарушения в основном проявляются в каком-то определённом органе или системе органов. Именно они и будут являться мишенями генных инженеров. Если ты хочешь карие глаза, то совершенно необязательно модифицировать ДНК пяток. Отработанных методик таких манипуляций со стабильным предсказуемым результатом на человеке пока нет, но генная инженерия развивается очень быстро, так что ждём!

- Первые опыты по использованию генной инженерии в лечении генетических заболеваний уже есть?

В литературе описан успешный опыт генной терапии булёзного эпидермолиза (редкое хроническое наследственное заболевание, в результате которого непрерывно образуются раны на коже и слизистых оболочках - прим. ред. ). Стволовые клетки кожи пациента обрабатывали вирусоподобными частицами, содержащими нормальную последовательность гена, выведенного из строя мутациями. Полученные клетки заселяли в повреждённые участки кожи ребёнка, и кожные покровы восстанавливались!

Были и попытки влиять на организм взрослого человека. Для этого в оболочку аденовирусной частицы упаковывали нужный генетический материал и с помощью аэрозоля обрабатывали дыхательные пути пациентов. Вирусные частицы прикреплялись к клеткам эпителия и впрыскивали в клетки ДНК «нужного» гена. Проводились и эксперименты по обработке вирусоподобными частицами с «правильными» генами клеток крови пациента.

” - В этих экспериментах результаты тоже были, но нестойкие. Это связано с тем, что изменённые клетки, хоть и производили нужные белки, но не размножались. Постепенно «правильные» клетки умирали, и симптомы заболевания возвращались. Ещё одна проблема такого метода - иммунный ответ организма на эти вирусоподобные частицы. Многие параметры при таком подходе контролировать невозможно, есть угроза повреждения нормального генетического материала клеток.

Поэтому сейчас наиболее перспективное направление - модификация собственных стволовых клеток человека и запуск их обратно в организм. Уже есть методики забора фибробластов из кожи, перевод их обратно в состояние стволовых клеток и перепрограммирование в некоторые другие типы клеток. Это сейчас фактически остриё науки, на это брошено много сил и финансов (правда, не у нас в стране). Выращенные таким образом генетически «подправленные» клетки могут помочь человеку побороть СПИД и некоторые виды рака.

Пересадка собственных митохондрий недавно была использована у новорождённых с сердечно-сосудистыми патологиями в США. Вместо плохо работающего собственного сердца, с разрушенными от кислородного голодания митохондриями, не стали ставить донорское; в повреждённый участок сердечной мышцы вводили митохондрии, полученные из мышечной ткани детей. Клетки сердца захватили митохондрии и начинали работать нормально. В результате из 11 больных детей восьмерым не потребовалась трансплантация сердца! Хотя такую манипуляцию нельзя назвать генно-инженерной, но она создаёт задел для лечения пациентов, в том числе и «чужими» митохондриями.

Вообще в медицине много надежд возлагается именно на использование собственных немного доработанных клеток, и именно в связи с этим, я думаю, будет пересматриваться законодательство в области генной модификации по отношению к человеку.

Беседовала Ирина Ильина

ДНК - это химическое вещество, которое подвержено внешнему влиянию. Эти влияния могут быть физическими (температура, ультрафиолетовое и радиационное излучение) или химическими (свободные радикалы, канцерогены и т. п.).

## Температура

При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2 раза. Конечно, в клеточном ядре (там, где хранится ДНК) нет таких перепадов температуры. Но есть небольшие изменения, которые могут привести к тому, что ДНК прореагирует с каким-нибудь веществом, растворенным неподалеку.

## УЛЬТРАФИОЛЕТ

Ультрафиолет действует на нас почти всегда. Зимой это ничтожные дозы. Летом - значительные. Если ультрафиолетовый фотон попадает в молекулу ДНК, его энергии хватает для образования новой химической связи. Соседние звенья ДНК (нуклеотиды) могут образовать дополнительную связь друг с другом, что приведет к нарушению считывания и репликации ДНК. Или же УФ фотон может привести в разрыву нити ДНК из-за своей высокой энергии.

## РАДИАЦИЯ

Радиационное излучение. Вы думаете, оно только на реакторе? Есть так называемый нормальный радиационный фон, то есть вокруг и через нас каждую секунду пролетает несколько частиц, и не всегда это происходит бесследно для нашей ДНК. Чтобы понять масштабность радиационного фона, посмотрите сюда .

Но не стоит бояться. Фон не зря назван нормальным. Далеко не все частицы проходят через кожу, из проникнувших не все проникают глубоко, а те, что проникли, часто врезаются в другие молекулы и атомы в клетке, которых очень много. Лишь единицы добираются до ДНК, и то могут не оказать никакого эффекта на нее.

Кстати, чем выше над землей, тем радиационный фон ярче. Связано это с космической радиацией, от которой нас в большей степени защищает магнитное поле земли и атмосфера. Чем дальше от земли, тем магнитное поле слабее и слой атмосферы тоньше, и большее число высокоэнергетических частиц бомбардируют наше тело.

## СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ

Среди химических бОльшая роль отводится именно свободным радикалам, которые постоянно образуются в клетке. Это побочный продукт окислительно-восстановительных процессов, без которых невозможна жизнь. Конечно, за миллионы лет эволюции выжили только те организмы, у которых возникла система нейтрализации свободных радикалов. У нас она тоже есть. Но ничто не работает со 100% эффективность, и нет-нет, да несколько радикалов умудряются повредить ДНК.

Кстати о радиации. Она также ответственна за образование свободных радикалов. Те высокоэнергетические частицы, которые прореагировали с веществами, окружающими ДНК, часто приводят в образованию радикалов.

## КАНЦЕРОГЕНЫ

Что касается канцерогенов, то хорошим примером является бензпирен - вещество, образующееся при горении угля и углеводородов, например бензина. Он содержится в выхлопных газах и дыме от костра. Безпирен имеет высокое сродство к ДНК и встраивается в структуру ДНК, нарушая тем самым последовательность нуклеотидов. Есть и другие механизмы повреждения ДНК.

Внешними воздействиями причины не ограничены. Внутренняя кухня тоже не без изъяна. ДНК - динамичная молекула, которая часто удваивается, постоянно распутывается и спутывается, меняет свое положение в пространстве. Не все из этих процессов проходят гладко, и могут возникать разрывы нити ДНК, перестановка и даже потеря участков цепи, слияние нескольких молекул в одну. При делении клетки не все хромосомы могут поспеть за вновь образующимися клетками, и у одной из дочерних клеток может оказаться меньше хромосом, а у другой больше. Это тоже мутация.

Удвоение ДНК тоже происходит не точь-в-точь, а с ошибками. Более того, каждая копия немного короче оригинала, потому что края (теломеры) сложно скопировать. Рано или поздно (когда мы уже старые) теломеры укорачиваются настолько, что в "под нож" попадают кодирующие участки ДНК.

Все это звучит страшно, но во-первых, часто мутации являются безразличными и редко имеют негативные последствия, во-вторых в ходе эволюции возник механизм починки повреждений ДНК, который неплохо справляется со своими обязанностями, а в-третьих, мутационный процесс необходимый компонент для эволюции и позволяет появиться на свет тому, чего в природе еще не было.