Област медицинских наука је експоненцијално еволуирала током година. Од напретка у развоју нових медицинских лекова до примене нанотехнологије у уређајима за праћење здравља, прешли смо дуг пут као врста.
Један такав напредак је способност разумевања и промене физичких и физиолошких особина људског бића мењањем његовог генома!
Чланак пружа читаоцу увод у област генетике, прелази преко људског генома и примене уређивања гена и ЦРИСПР технологије.
Људски геном
Биолошки гледано, људско биће је компликована структура која има низ карактеристика. Ове карактеристике, као што су висина, боја косе, боја очију, црте лица и тако даље, могу се одредити помоћу њихове ДНК.
ДНК
Деоксирибонуклеинска киселина (ДНК) је материјал састављен од основних хемијских елемената (шећера, фосфата и база) који носе све информације о томе како ће живо биће изгледати и функционисати.
Биолози и медицински стручњаци могу декодирати информације, јединствене за свакога, проучавањем узорка ДНК.
Гени
Ген је специфичан део ДНК који кодира један протеин. То су протеини које производе гени који обављају функције ДНК.
Гени функционишу као јединице наслеђа и одговорни су за преношење одређених карактеристика са родитеља на њихово потомство.
Укупан збир гена и генетског материјала организма назива се његов геном. Разумевање људског генома омогућило је научницима да развију нове начине лечења, лечења или чак превенције хиљада болести које погађају човечанство.
Овде долази до уређивања гена.
Гене Едитинг
Геном или уређивање гена су група технологија које омогућавају научницима да промене ДНК организма. Ове технологије омогућавају додавање, уклањање или измену генетског материјала на одређеним локацијама у геному.
За разлику од других техника генетског инжењеринга које насумично убацују генетски материјал у геноме домаћина, ове технике циљају уметање на високо специфичне локације.
Како то функционише?
Уређивање гена укључује ензиме. Ензими су протеини који омогућавају или убрзавају хемијске процесе. Конструисани ензими који се користе у уређивању гена зову се нуклеазе и могу да пресеку ДНК.
Нуклеазе су конструисане са другом хемикалијом која их води до ланаца ДНК које морају да пресеку. Ови пресечени ДНК ланци могу да се регенеришу, али овог пута се напајају жељеним информацијама да би мутирали у жељене ДНК ланце.
Нови ланци значе нове гене, а нови гени нове карактеристике.
Научници користе уређивање гена да би истражили различите болести које погађају људе.
Они уређују геноме животиња, попут мишева и риба, и посматрају како ове промене утичу на њихово здравље. Затим су користили своје налазе да предвиде како би сличне промене у људским геномима могле утицати на људско здравље.
Штавише, научници развијају генску терапију. Ови третмани укључују превенцију и лечење болести код људи помоћу уређивања гена.
ЦРИСПР Тецхнологи
Огроман напредак у технологији за уређивање гена је увођење кластеризованих редовно интерсперседних кратких палиндромских понављања (ЦРИСПР).
ЦРИСПР је заснован на одбрамбеном систему који се природно јавља у неким бактеријама. ДНК у таквим бактеријама садржи много кратких палиндромских секвенци (речи које су исте и напред и назад, као што је РААР).
Бактерије би чувале делове вируса против којих су се борили унутар ових палиндромских секвенци.
Како то функционише?
Ензим који се користи у ЦРИСПР-у назива се Цас9. Овај ензим се везује за заражену палиндромску секвенцу и сече ДНК на комаде, задржавајући информације о вирусу.
Наоружани Цас протеин би препознао вирусну ДНК и одмах је уништио у случају да се бактерија поново зарази истим вирусом.
Примене ЦРИСПР-а
ЦРИСПР се користи на различите начине укључујући истраживање, здравствену заштиту, узгој кућних љубимаца, производњу хране, зелено гориво и још много тога.
КСНУМКС. Ресеарцх
ЦРИСПР системи се примењују у студијама везаним за ублажавање генетских поремећаја код животиња и вероватно ће ускоро бити коришћени у клиници за лечење људских болести ока и крви.
Кина и Сједињене Државе одобриле су два клиничка испитивања која користе ЦРИСПР-Цас9 за циљане терапије рака.
Осим биомедицинских апликација, ови алати се сада користе у студијама за убрзавање узгоја усева и стоке, пројектовање нових антимикробних средстава и контролу инсеката који преносе болести помоћу генских покретача.
КСНУМКС. Здравство
Научници су успели да развију методе за уништавање бактерија отпорних на антибиотике модификовањем генома вируса који убијају бактерије (бактериофага) помоћу технологије ЦРИСПР-Цас9.
Ови системи такође омогућавају стварање животињских модела за људске болести и уклањање ХИВ-а из инфицираних ћелија.
У мишјем моделу људске болести, ЦРИСПР је исправио генетску грешку, што је резултирало клиничким спасавањем оболелих мишева.
3. Узгој кућних љубимаца
ЦРИСПР је примењен на ране ембрионе за стварање генетски модификованих организама и убризгаван је у лабораторијске животиње да би се постигло значајно уређивање гена у њиховим ткивима.
Приступи засновани на ЦРИСПР-у коришћени су за модификовање генома животиња укључујући мишеве, пацове и друге примате који нису људи. Ови приступи би се могли користити за повећање продуктивности, отпорности на болести и активирање тражених особина/карактеритета код кућних љубимаца.
Користећи ЦРИСПР, можда ћемо чак моћи да представимо генерацију нових животињских модела.
4. Производња хране
ЦРИСПР технологија за уређивање гена може побољшати приносе и квалитет усева; отпорност биљака на сушу, отпорност на хербициде и инсектициде, повећавајући сигурност и сигурност хране.
Такође може помоћи у уклањању отпорности на антибиотике, побољшати рок трајања производа и убрзати процес припитомљавања биљака.
Квалитетније биљке значе и квалитетнију сточну храну за животиње, чиме се побољшава њихово здравље. Пошто биљке и животиње чине основу нашег ланца исхране, можемо имати бољи квалитет хране и производа.
5. Зелено гориво
Зелено гориво је гориво које се производи из органских извора и еколошки је прихватљиво.
ЦРИСПР је омогућио производњу двоструке количине биодизела (форма зеленог горива) из фототропних алги.
Ово гориво се добија удвостручавањем производње липида у алгама, користећи ЦРИСПР за подешавање гена. Липиди су запаљиви и у суштини чине биодизел.
Али да ли је уређивање гена етично?
Промена природног тока деловања сигурно ће изазвати етичке бриге. Промена људске генетике коришћењем технологија за уређивање гена, као што је ЦРИСПР, није наишла на недвосмислену подршку. То је зато што промене направљене у генима јајних ћелија и сперматозоида могу се пренети на будуће генерације.
Постоји огромна дебата о томе да ли ову технологију треба користити за побољшање нормалних људских особина (као што су интелигенција или висина).
Безбедносни проблеми се такође јављају приликом коришћења ове технологије јер увек постоји могућност да се појаве ефекти ван циља (уређивања на погрешном месту) и мозаицизам (када неке ћелије носе измене, а друге не).
На основу забринутости око етике и безбедности, уређивање генома репродуктивних ћелија је тренутно нелегално у многим земљама.
Zakljucak
Разумевање људског генома нам је омогућило да револуционишемо здравствену технологију на наноскали.
Уређивање гена и ЦРИСПР технологија које су пружиле револуционарне примене у смислу искорењивања болести, па чак и исправљања људских несавршености.
Научници предвиђају да су ове технологије кључ за стварање генерације хомо сапиенса без болести са савршеним карактеристикама.
Какви су ваши ставови о уређивању гена? Јавите нам у коментарима.
Ostavite komentar