Чудеса генной инженерии: женщины смогут рожать без мужчин?

[admin]

Чудеса генной инженерии: женщины смогут рожать без мужчин?

Если в список величайших изобретений и новаторских идей человечества прошлого века вошли Интернет, радио и ракеты, то уже в нынешнем столетии побить все рекорды обещает прогресс в области генной инженерии: ученые, к примеру, заявляют, что в недалеком будущем женщины смогут самостоятельно производить… сперму, сделав, таким образом, мужчин «избыточным элементом».


Мы и сами с усами?

То, что женщины у нас давным-давно перестали считаться слабым полом, никого уже не удивляет: освоили чисто мужские профессии, работают в два раза больше мужчин да и зарабатывают тоже. Научный прогресс помог им и детей зачинать без представителей сильного пола, доказательство тому — искусственное оплодотворение. Дальше больше: в будущем дамы, возможно, смогут самостоятельно производить сперму, заявляет профессор Карим Найерния из Института клетки Северовосточной Англии в Ньюкасле-на-Тайне и утверждает, что ему удалось создать клетки спермы ранней стадии развития из клеток костного мозга.

Работа, которую сейчас проводит его группа сотрудников, ставит целью вырастить полноценные сперматозоиды из клеток костного мозга в качестве метода восстановления фертильности (способность организма к воспроизводству) у молодых мужчин, прошедших лечение онкологических заболеваний. Профессор Карим Найерния и его коллеги завершили эксперименты этого рода на самках мышей. На протяжении нескольких месяцев они изучали, может ли этот метод применяться настолько широко, чтобы организм женщин тоже мог служить источником спермы. Наряду с клонированием это грозит подарить человечеству вторую технологию, которая сделает мужчин «избыточным элементом».

В рамках эксперимента, который проводился в Геттингенском университете в Германии, профессор Найерния и его команда использовали костный мозг добровольцев мужского пола, в котором выделяли родительскую клетку. Эти стволовые клетки, как было установлено, могут служить основой для выращивания других тканей, например, мышечных. В ходе лабораторных исследований ученые стимулировали развитие стволовых клеток. В итоге они получили клетки, которые выглядели обычно, но генетические маркеры указывали, что это были частично развитые клетки спермы, известные также как сперматогониальные стволовые клетки.

У большинства мужчин такие клетки в конечном итоге развиваются в зрелые сперматозоиды, но в ходе эксперимента это пока не достигнуто. По словам профессора Найернии, его работа подкрепляется исследованием, проведенным на мышах профессором Роналдом Свердлоффом из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, который свидетельствует, что эти стволовые клетки можно превратить в клетки спермы.

Профессор Найерния обеспокоен тем, что правительство может признать незаконным лечение, основанное на этой работе. Ведь использование искусственных гамет — половых клеток — может вызвать рост огромного числа новых возможностей, в том числе сделать возможным создание ребенка за счет совмещения генетического материала двух женщин.

Однако другие ученые с ним не согласны. К примеру, профессор Робин Ловелл Бэдж из Национального института медицинских исследований в Милл-хилл в Лондоне сказал, что существуют фундаментальные причины, по которым клетки костного мозга женщин не могут перерождаться в клетки спермы. У мужчин есть Y-хромосома и X-хромосома, в то время как у женщин две Х-хромосомы. Бэдж говорит, что Y-хромосома имеет ключевое значение для клеток спермы, а наличие двух Х-хромосом несовместимо с производством сперматозоидов.


Искусственная жизнь

Американские ученые тоже делают генетические открытия. Буквально на днях они заявили, что в ближайшие месяцы смогут впервые создать новую форму искусственной жизни. Им удалось превратить одну бактерию в другую. Эксперимент вызвал столько же восторга, сколько тревоги. Профессор Крэгом Вентером (кстати, первый человеком, чей геном был расшифрован целиком) и нобелевский лауреат Хамилтон Смит взяли полный набор генов — геном — бактериальной клетки и пересадили его бактерии близкородственного вида. Эта клетка в лаборатории начала расти и делиться, в конце концов превратившись в бактерию исходного вида.

Исследователи, осуществившие первую операцию по трансплантации биологического вида, говорят, что в ближайшие месяцы собираются проделать то же самое с искусственным геномом, изготовленным в лаборатории с нуля.

Если и этот эксперимент удастся, он ознаменует создание искусственной формы жизни. Ученые хотят создать новые разновидности бактерий, а на их основе новые разновидности живых организмов, которые можно будет использовать в качестве «зеленого» топлива взамен нефти и угля, для переработки токсических отходов или абсорбции углекислого газа и других парниковых газов из атмосферы.

Но эти новаторские исследования параллельно будят беспокойство, не следует ли ограничить деятельность ученых, и неизбежный страх: что еще может натворить человек, «уподобляя себя Богу». Кроме того, вновь пробуждается ужасное опасение, что однажды эту технологию кто-то может использовать в дурных целях — для создания биологического оружия нового поколения. Кстати, и сам Вентер заявил, что работы были на определенное время приостановлены для того, чтобы удостовериться в их этичности. Он признал обоснованность опасений, что биологический синтез может проложить путь для создания нового вида биологического оружия.


Эликсир жизни из… червяка

Искусственная жизнь — это хорошо, однако каждого человека больше волнует его собственная. Вернее, ее продление. Сотрудники института биологических исследований Salk Institute (Ла-Джолла, США) заявили, что открыт «ген долголетия», имеющийся у… червяков. Ученым давно известно, что, уменьшив на 60% процентов по сравнению с обычным количество калорий в пище, можно продлить свою жизнь чуть ли не на 40%, если в рационе достаточно нужных витаминов, микроэлементов и других питательных веществ.

Мало того, подобный рацион сокращает риск заболеть раком, диабетом и сердечно-сосудистыми болезнями, препятствует возрастной дегенерации мозга и нервной системы. Однако ограничение калорийности является столь жестким, что многие ученые шутят: «Это лишь создает иллюзию, что твоя жизнь тянется дольше».

Тем не менее ученые института биологических исследований идентифицировали у червей нематод ключевой ген, который тесно увязывает низкую калорийность пищи с долгожительством. Исследователи полагают, что ген прольет свет на то, каким образом постоянное голодание способствует продлению жизни.

Профессор Эндрю Диллин и его коллеги доказывают, что один из генов нематоды, а именно pha-4, ответственен за увеличение продолжительности жизни. Ген действует путем регулирования «тяги к сладкому», помогая организму питаться так, чтобы избежать двух крайностей — недоедания и переедания. Когда ученые размножили гены pha-4 в организмах червей, продолжительность их жизни увеличилась. Анализ показал, что данный ген может повышать содержание белков-супероксидантов, истребляющих свободные радикалы — вредные химические вещества, которые принято считать виновниками старения.

У людей есть три гена, которые, по словам ученых, достаточно похожи на pha-4 нематод. Все три гена играют важную роль для раннего развития человека, а также на позднейшей стадии жизни. Они регулируют синтез глюкагона — гормона, выделяемого поджелудочной железой, который повышает содержание сахара в крови и обеспечивает энергетический баланс в организме. В условиях нехватки пищи эти гены могут изменять уровень глюкагона в организме либо запускать другие гормональные изменения, которые в конечном итоге и регулируют процесс старения.

Теперь Диллин и его коллеги собираются изучать эти человеческие гены, чтобы проверить, будут ли они реагировать на голодание так же, как и гены нематод. Для нематод излюбленное блюдо — бактерии. Профессор Диллин отметил, что они также испытают целый спектр лекарств, пытаясь подыскать средства, которые стимулируют человеческий аналог гена нематод и теоретически смогут продлить жизнь.


Воскресить мамонта

Пока одни ученые ищут эликсир молодости, другие воскрешают умерших.

Можно ли благодаря чудесам современной биологии воскресить давно умершего мамонта? Весь прошлый месяц разговоры об этом зазвучали вновь в связи с находкой в вечной мерзлоте на сибирском полуострове Ямале шестимесячной самки мамонта, умершей около 10 тыс. лет назад. «Это прекрасный детеныш мамонта, найденный в отличном состоянии», — заявил заместитель директора Института зоологии Российской академии наук Алексей Тихонов.

Главная надежда ученых состоит в том, что какие-то из яйцеклеток самки мамонта могли сохраниться в замороженном состоянии, так же, как человеческие яйцеклетки хранятся замороженными в клиниках по оплодотворению. Возможно, смогут пробудить яйцеклетку от долгой спячки… сперматозоиды слона. Однако мамонты редко умирали в условиях контролируемой температуры, которая необходима для сохранения яйцеклеток нетронутыми. Среди их останков нечасто находят сохранившиеся органы. Возможность обнаружить сохранившиеся сперматозоиды или яйцеклетки кажется весьма маловероятной, объясняет биолог из университета Олд Доминион в Норфолке, штат Вирджиния, Алекс Гринвуд, работавший с ДНК мамонта. Куда более трудоемкая альтернатива состоит в том, чтоб проанализировать последовательность оснований ДНК в геноме мамонта, сделать копию ДНК и вживить ее в яйцеклетку слона.

Каждый из этих шагов долгое время считался невозможным. Однако открытия, совершенные за последние месяцы, сделали их несколько менее пугающими. Анализ ДНК затрудняет тот факт, что ДНК древних животных, если ее вообще можно извлечь из окаменелых останков, всегда в значительной мере разрушена. Генетическая цепочка в каждой из клеток после смерти распадается на тысячи мелких фрагментов.

Однако новое устройство для расшифровки ДНК может работать с подобными фрагментами. В канадском унивеситете Макмастера Хендрик Пойнар и Режи Дебрюин планируют использовать одно из подобных устройств для воссоздания генома мамонта. Остается единственное препятствие — деньги. Если бы, по словам ученых, у них был 1 млн. долларов, они бы могли сделать примерный набросок генома мамонта где-то за месяц.

Затем восстановленную последовательность фрагментов ДНК понадобится превратить в настоящий геном мамонта. Геном млекопитающих составляют примерно 100 млн. оснований, и синтезировать его на нынешнем уровне развития науки невозможно. Хотя исследователи из Института деторождения в Роквилле, штат Мериленд, говорят, что они близки к созданию генома бактерии, состоящего из 500 тыс. фрагментов.

Третья проблема состоит в том, что молекула ДНК в каждой хромосоме снабжена специальными белками, которые контролируют и считывают генетическую информацию. Никто не знает, как снабдить ДНК этими белками. Тем не менее исследователи из Института деторождения в прошлом месяце показали на примере бактерий, что голая цепочка ДНК, введенная в клетку, каким-то образом ставит под свой контроль белки и захватывает клетку целиком.

Воскресить мамонта пока что невозможно. Однако поживем — увидим, генная инженерия ведь не стоит на месте, впрочем, как и стремление человека уподобиться Богу.