Александр Розов (alex_rozoff) wrote,
Александр Розов
alex_rozoff

Categories:

История генной инженерии. Почему это не типовая медицинская практика? Кто нам вредит?

Тут я хочу показать не только очень симпатичный научно-популярный сайт о молекулярной биологии но и разобраться с тремя вопросами.
1. Когда появилась прикладная генная инженерия, и каков график ее развития по 10-летиям?
2. Почему генная инженерия до сих пор не стала типовой медицинской практикой - такой же, обычной, как применение сульфаниламидов, антибиотиков, анальгетиков и транквилизаторов?
3. Кто конкретно вредит? Кто тормозит медицинское применение генной инженерии (т.е. применение ее к человеку в обычных, а не в исключительных уникальных случаях)
Начнем с графического представления истории генной инженерии (то, что плохо читаемо на картинке можно прочесть ниже в тексте)

А теперь...

...Текст. Сначала - примечание к рисунку. "Краткая история генной инженерии".

XIX век.
1865 г. — Грегор Мендель, скрещивая горох, описал законы наследственности.
1869 г. — Иоганн Фридрих Мишер выделил из лейкоцитов вещество нуклеин, содержащее ДНК. 1888–1909 гг. — Начала формироваться генетическая терминология: появились понятия «ген», «генотип», «фенотип», «хромосома», «мутация».
1892 г. — Д.И. Ивановский впервые описал передачу болезнетворного начала посредством агентов, проходящих через бактериальные фильтры и позже названных вирусами. 1901 г. — Альбрехт Коссель обнаружил в составе небелкового компонента нуклеина — нуклеиновых кислот — азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил.

1-я треть XX века (период до НТР)
1903 г. — Уолтер Саттон и Теодор Бовери предположили, что физическим субстратом менделевского наследования служат хромосомы.
1910 г. и позже — Морган, Бриджес, Стёртевант и Мёллер показали, как гены расположены на хромосомах, и развили хромосомную теорию наследственности Саттона и Бовери.
1915–1917 гг. — Фредерик Туорт и Феликс д’Эррель обнаружили вирусы бактерий — бактериофаги.
1928 г. — Фредерик Гриффит впервые наблюдал бактериальную трансформацию — горизонтальную передачу наследственной информации между бактериями.

-> ВНИМАНИЕ! Начало НТР.
5-е 10-летие XX века
1941 г. — Джордж Бидл и Эдвард Тейтем сформулировали гипотезу «один ген — один фермент».
1944 г. — Эвери, Маклауд и Маккарти показали, что трансформирующий фактор Гриффита представляет собой ДНК.
1940–1950-е гг. — Описаны конъюгация и трансдукция — процессы переноса генетического материала между бактериальными клетками с помощью плазмид и фагов.
1948 г. — Барбара Макклинток обнаружила в ДНК кукурузы транспозоны.

6-е 10-летие XX века
1952 г. — Альфред Херши и Марта Чейз подтвердили, что субстрат наследственности — ДНК.
1953 г. — С помощью рентгеновской кристаллографии установлена структура ДНК.
1955 г. — Северо Очоа и Марианна Грюнберг-Манаго выделили полинуклеотидфосфорилазу и синтезировали с ее помощью цепь РНК.
1956 г. — Артур Корнберг выделил ДНК-полимеразу I, первый из ферментов, способных копировать ДНК, и синтезировал с ее помощью цепь ДНК.
1960 г. — Франсуа Жакоб и Жак Моно описали функциональную единицу прокариотического генома — оперон, — показав, что экспрессия генов регулируется на уровне транскрипции.

7-е 10-летие XX века
1960-е гг. — Изучены структура и функции мРНК и тРНК, расшифрован генетический код.
1967 г. — Бернард Вайсс и Чарльз Ричардсон впервые показали Т4-лигазу в действии.
1969 г. — Говард Темин зафиксировал у ретровирусов обратную транскрипцию — синтез ДНК по матрице РНК.
1969 г. — Изобретена ДНК-ДНК- и РНК-ДНК-гибридизация.
1970 г. — Гамильтон Смит выделил первую эндонуклеазу рестрикции II типа.
1970 г. — Мортон Мандель и Акико Хига нашли способ делать клетки бактерий компетентными — способными лучше принимать ДНК из внешней среды.

8-е 10-летие XX века
1972 г. — Кес Ай и Пит Борст применили электрофорез ДНК в агарозном геле с этидиум бромидом в качестве визуализирующего вещества.
1970-е гг. — Разработаны способы введения генов в растительные клетки с помощью Ti-плазмид и микроинъекций. 1972 г. — Пол Берг получил первую рекомбинантную ДНК.
1972 г. — Ананда Чакрабарти получил генетически модифицированные псевдомонады, в которых уживались несколько разных плазмид биодеградации.
1973 г. — Герберт Бойер и Стэнли Норман Коэн получили первый организм, содержащий рекомбинантную ДНК.
1974 г. — Герберт Бойер и Стэнли Норман Коэн получили первую бактерию, несущую эукариотический ген — ген рибосомной РНК лягушки.
1974 г. — Рудольф Йениш создал первое трансгенное млекопитающее.
1975 г. — Созвана Асиломарская конференция, регламентировавшая работу с рекомбинантными ДНК. [это событие крайне важно в негативном плане, и о нем будет сказано ниже - A.R.]
1977 г. — Созданы достаточно производительные методы секвенирования ДНК.
1977 г. — Филлип Шарп и Ричард Робертс обнаружили в ДНК эукариот интроны.
1978–1979 гг. — Genentech произвела первые рекомбинантные белки — соматотропин и инсулин.

-> ВНИМАНИЕ! Конец, собственно НТР, период прогресса по инерции.
9-е 10-летие XX века
1980-е гг. — Разработаны способы введения генов в клетки с помощью электропорации и обстрела из генной пушки.
1982 г. — Томас Чех и Сидни Альтман открыли рибозимы. 1983 г. — Кэри Мюллис разработал метод ПЦР.
1983 г. — Появилось первое трансгенное растение.
1990 г. — Обнаружена РНК-интерференция, механизм которой в 1998 описали Крейг Мелло и Эндрю Файер.

10-е 10-летие XX века
1995–1996 гг. — Секвенированы первые про- и эукариотические геномы.
1996 г. — Сконструированы сайт-специфические нуклеазы «цинковые пальцы» (ZFN).
2000 г. — Создан «золотой рис» — первое инженерное растение с повышенной пищевой ценностью.

-> ВНИМАНИЕ! Конец прогресса по инерции после НТР.
1-е 10-летие XXI века
2003 г. — Почти полностью прочитан геном человека.
2010 г. — Группа Крейга Вентера и Гамильтона Смита создала Синтию — первый организм с полностью синтетической хромосомой.

2-е 10-летие XXI века
2011 г. — Сконструированы сайт-специфические нуклеазы TALEN.
2011 г. — Зарегистрирован первый российский генно-терапевтический препарат, «Неоваскулген». Препарат представляет собой кольцевую ДНК (плазмиду) с геном, кодирующим синтез фактора роста эндотелия сосудов, и применяется для лечения ишемии нижних конечностей атеросклеротического генеза. Препарат основан на биотехнологии 1974 года (см выше).
2012 г. — В Европе одобрено первое генно-терапевтическое лекарство, Glybera. Лекарство работает по принципу ERT - ферменто-заместительной терапии (ERT был разработан в 1964 году Кристианом де Дювом и Роско Брэйди) Glybera предназначено для лечения редкого генетического заболевания — дефицита липопротеинлипазы. Курс лечения оценен в 1,1 миллиона евро. Во всей Европе количество потенциальных пациентов не превышает 150-200 человек. С 2012 по 2017 год всего один пациент прошел курс лечения Glybera. Фактически препарат оказался ненужным в силу крайней узости действия..
2012 г. — Разработана технология геномного редактирования CRISPR-Cas9. [на самом деле метод CRISPR был открыт намного раньше, в 1987 -1993, о чем будет сказано ниже - A.R.]
2014 г. — Получена бактерия с расширенным генетическим кодом.
2014–2017 гг. — Первые попытки клинического редактирования ДНК человека инженерными нуклеазами.
2017 г. — В США одобрено первое генно-терапевтическое лекарство, Kymriah. Это фактически не препарат а метод лечения острой лимфобластной лейкемии путем взятия T-лимфоцитов у пациента и их "химерной" генной модификации для борьбы со специфическими раковыми клетками (число пациентов порядка десятков человек, цена лечения - 475000 долларов). [Метод по сути основан на технологии, разработанной в Стэнфордском университете в 1972-м, о чем будет сказано ниже - A.R.].
------------------------

Теперь некоторые мои комментарии, не вошедшие в хронологическую таблицу.

Как известно, в 1976-м состоялась Ямайская конференция главных валютно-финансовых наднациональных (глобальных) организаций. Именно она "закрыла" НТР, создав такие условия финансово-экономического оборота, при которых центры приложения капитала переместились из научно-технической в финансово-пузырчатую (а позже - в "цифровую") сферу.
Но Ямайская конференция была, разумеется, не каким-то однократным актом закрытия НТР.
Она не была даже первым таким актом.
К теме целенаправленного закрытия НТР можно отнести введенную еще в 1969 г. решением руководства МВФ первую "пузырчатую" валютную единицу – "специальные права заимствования" (СПЗ) (Special Drawing Rigths – SDR) - давшую старт массовому производству финансовых пузырей вместо реальных товаров.
Сюда же можно отнести экономически деструктивный призыв к экономии в развитых странах в 1973-м в ответ на масштабную энергетическую диверсию мусульманских нефтяных королевств (в то время - ОАПЕК, Организация арабских стран — экспортеров нефти).
И сюда же можно отнести Асиломарскую конференцию по биоэтике в 1975-м, которая стала не только одним из самых антинаучных и анти-прогрессивных актов, но и фактически самым бесчеловечным актом в истории. Об этом будет сказано ниже.

А сейчас - более недавний пример того, к чему привело свертывание НТР - замечательная биотехнология CRISPR - которая более трех лет держалась в топах научно-популярных изданий по биотехнологии и прикладной генетике.
А как на самом деле?
CRISPR был обнаружен у бактерии Escherichia coli в 1987 году Ёсидзуми Исино (Япония). Он заметил в геноме этой бактерии повторяющиеся элементы, разделённые неповторяющимися последовательностями (спейсерами).
Изучение CRISPR начал Франсиско Мохика (Испания) в 1993 году обнаруживший повторяющиеся последовательности, разделённые промежутками, в геноме археи Haloferax mediterranei. Он обратил внимание, что повторы в геномах этой археи и E. coli очень похожи по структуре, однако не имеют ничего общего в последовательностях нуклеотидов. Он предположил, что похожие по структуре повторы у очень далеких видов микроорганизмов, должны выполнять некую важную универсальную функцию в биологическом мире. Эта гипотеза подтвердилась - Мохика обнаружил CRISPR в геномах других микроорганизмов.
Первоначально Мохика назвал новый класс повторов «короткими повторами, регулярно разделёнными промежутками» (англ. short regularly spaced repeats, SRSRs), позже заменил название на «короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами» (англ. clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR).
В 2002 году были открыты гены cas — гены локусов CRISPR, кодирующие белки Cas.
Исследование возможностей CRISPR-Cas (в частности для высших организмов) началось лишь после публикации работ Мохики в 2005 году.
История CRISPR превосходно иллюстрирует главное дегенеративное изменение прикладной науки после конца НТР.
В эру НТР (приблизительно с 1947 по 1977) открытие одной группы прикладных ученых мгновенно распространялось и становилось предметом работ десятков научных коллективов. Таким образом оно через год-два уже превращалось в элемент массовой практики для прикладных целей - энергетики, промышленности, агротехники, медицины, транспорта. и т.п.
После конца НТР постепенно произошел возврат к состоянию, когда работы прикладных ученых раздроблены между группами, и могут оставаться там очень долго, развиваясь так медленно, что к моменту введения в широкий оборот уже технологически устаревают.
Это вызывается, в частности:
- дегенеративной политикой патентования и копирайта.
- дегенеративной политикой административно-бюрократического контроля за наукой.
Именно так произошло с CRISPR.

Метод CRISPR опоздал на 10 лет и устарел в 2019-м через 3 года после начала более-менее широкого применения на практике.
Новый метод редактирования генома оказался точнее классического CRISPR/Cas9
Ученые из Гарварда придумали новый способ редактировать ДНК, а точнее — переписывать ее: они использовали вирусную обратную транскриптазу, чтобы вписать в ДНК нужный вариант последовательности. Метод праймированного редактирования (prime editing) позволяет исправлять любой тип мутаций: от точечных замен до вставок или делеций. Исследователи опробовали его на нескольких типах клеток человека и утверждают, что он работает точнее, чем стандартный CRISPR/Cas9 и редакторы оснований.
Чтобы расширить возможности борьбы с мутациями, группа ученых из Гарвардского университета под руководством Дэвида Лю (David Liu) разработала новую стратегию — праймированное редактирование генов. Она не требует внесения двуцепочечных разрывов, а вместо направляющей РНК, которую использует CRISPR/Cas для наведения на цель, в нее входит удлиненная гидовая РНК для праймированного редактирования (prime editing extended guide RNA, pegRNA, пргРНК). Эта РНК выполняет сразу две функции: определяет область, где пройдет редактирование, и несет в себе информацию, которую нужно «вписать» в ген.
Авторы нового метода оценили его эффективность на нескольких типах человеческих клеток. По их подсчетам, успешное редактирование происходит в 20-50 процентах случаев, а частота ошибочных вставок или делеций (инделов) — около 1-10 процентов. Исследователи отмечают, что их система работает эффективнее, чем классическая CRISPR/Cas9 — в аналогичных экспериментах она справилась только примерно в 10 процентах случаев. Кроме того, праймированное редактирование оказалось безопаснее: например, во взрослых нейронах оно вызвало лишь 0,58 процентов инделов, а CRISPR/Cas9 — 31 процент. (см. Дополнительный источник).
Это - частный случай.

Теперь - более ранняя и общая история, с которой началось торможение генной инженерии.
В 1972-м группа стэнфордского биохимика Пола Берга впервые провела сплайсинг генов — сшила фрагменты ДНК разного происхождения, получив так называемую рекомбинантную ДНК: в ее состав вошли участки геномов онкогенного вируса SV40 и бактериофага, несущего фрагмент гена кишечной палочки. Создание такой химеры вызвало "биоэтические" протесты со стороны наиболее консервативной части условно-научного сообщества. Под их запредельным давлением
оказался сам Пол Берг. Группа отложила эксперименты in vivo, добровольно отказавшись от славы создателей первого генетически модифицированного организма. А главное, с тех самых пор развитие генной инженерии постоянно сопровождали и ограничивали всевозможные "этические дилеммы" (так принято называть консервативные фобии нео-библейского толка).
Далее мы наблюдаем историческую драму: «Рекомбинантные ДНК и биоэтика»).
1974 г. — Рудольф Йениш создал первое трансгенное млекопитающее.
Тогда же, в 1974 году под давлением консервативного сообщества, сам Пол Берг написал письмо в крупнейшие научные журналы, в котором призвал приостановить как минимум на год любые операции с рекомбинантными ДНК и немедленно созвать конференцию для обсуждения потенциальных рисков таких исследований. В 1975 году в Асиломаре собрались 140 персон, включая:
- ученых (из которых значительную долю составляли те, у которых к слову "ученый" надо добавить эпитет КАК БЫ).
- врачей (наиболее консервативного толка)
- юристов (хотя, с позиции здравого смысла, это было не их собачье дело)
Быстро стало ясно, что "угроза человечеству", мягко говоря, преувеличена, однако были разработаны и подписаны "Основные правила проведения исследований генома".
А также: заключено "Соглашения о недопустимости проведения работ с потенциально опасными микроорганизмами вне специально оборудованных лабораторий".

Асиломарская конференция по ограничению работ с рекомбинантной ДНК, а также все последующие сборища по "биоэтике" (в т.ч. под эгидой ООН), принимавшие все новые ограничения в области генетической модификации и генной инженерии человека - это негативное событие крайней важности в человеческой истории.

Все умершие от рака или от наследственных заболеваний за последние 50 лет в развитых странах, а также значительная доля умерших от острых инфекционных заболеваний - это жертвы "биоэтики". Именно биоэтика, поставила барьер на пути между ними и жизнью, именно биоэтика, по существу, запретила создавать эффективные методы лечения этих болезней.
В истории человечества ни одна война не привела к такому количеству жертв.
Никакой геноцид, никакое оружие массового поражения, ни какое-либо еще злонамеренное действие не вызвало такого количества боли, страданий и гибели людей, как биоэтика, действующая (между прочим) якобы "ради блага людей". Вот такой факт.
Впрочем - как отмечено выше - это лишь часть общих бедствий от принудительного торможения НТР.
Такие дела.

------------------------
Источник:
12 методов в картинках: генная инженерия. Часть I, историческая
https://biomolecula.ru/articles/12-metodov-v-kartinkakh-gennaia-inzheneriia-chast-i-istoricheskaia
Дополнительный источник.
21 Октября 2019. Новый метод редактирования генома оказался точнее классического CRISPR/Cas9
https://nplus1.ru/news/2019/10/21/prime-editing
Материал об Асиломарской конференции
https://www.sovmash.com/node/348
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 129 comments