Генная инженерия интересные факты случаи. Клеточная и генная инженерия. Биотехнология. Интересные факты генной инженерии

Каждый живой организм состоит из клеток: начиная от бактерии, заканчивая высшими млекопитающими. Высшие организмы состоят из органов, органы состоят из тканей, ткани состоят из клеток. Все свойства любого организма определяются его геномом, который находится в клетке (в любой из клеток данного организма).

По некоторым данным, геном обыкновенной мухи и человека совпадают на три четверти. Ничего удивительного в этом нет. Основа генов - - ДНК - несет всю информацию о построении всех белков и биохимии данного организма, а на долю "внешнего вида", размеров и веса экземпляра по-видимому, отводится не так уж много. Короче говоря, Дарвин абсолютно прав, и эволюция на определенном узловом этапе связывает и муху и человека. И религии это нисколько не противоречит, поскольку она утверждает только факт создания жизни Богом, но никак не регламентирует саму технологию.

Генная и клеточная инженерия (это одно понятие) занимается вопросами связи между устройством ДНК и наследственными свойствами организмов. Конечно, она вооружена такими методами, о которых раньше, например, во времена Менделя, и мечтать не смели.

Метод клеточной инженерии заключается на современном этапе в том, что специалисты получают фрагменты ДНК различных организмов и встраивают их в ДНК организма, выбранного как объект исследования. Этот метод на языке ученых, обожающих специальные термины, называется экспрессией рекомбинантных ДНК. В качестве инструмента берутся рестриктазы — особые бактериальные ферменты, способные расщеплять ДНК. Их и называют образно — биологическими ножами.

Получив нужный ген (трансген), собранный из упомянутых фрагментов, встраивают его в называемую вектором, и переносят ее в клетку, где она реплицируется (размножается) самостоятельно или после объединения с «родной» хромосомой. Здесь возникают большие сложности с аппаратурой, так как материал нужно ввести в микроскопическую клетку принудительно, но не нарушая ее целостности. Для этого существует множество весьма изощренных методов, поскольку естественными путями сделать этого нельзя. Разумеется, здесь нет никакой мистики, просто эволюция ничего такого не предусмотрела, напротив, поставила кучу препятствий в рамках

Цель, которую несёт в себе клеточная инженерия: получение лекарств, выведение качественных сортов культурных растений, создание новых пород животных, и как высшая точка — избавление нашей цивилизации от всех болезней. Те, кто спорит (не хочется называть их мракобесами) должны иметь в виду, что один только синтетический инсулин спас и спасает миллионы диабетиков и продлевает им жизнь на десятки лет!

Опасения по поводу берут начало с момента ее рождения в 1972-ом году, когда группа П. Берга (США) синтезировала первую рекомбинантную ДНК из онкогенного вируса обезьян SV40 и E.coli. Последнее — это без которой человек не может жить. И в нее встроен вирус, вызывающий рак. Ученые в прямом смысле испугались, и даже не стали продолжать работы в тот момент. Наступил долгий период постановки исследований под строжайший контроль государства, сравнимый с контролем над работами по ядерному оружию.

К счастью, сложность и стоимость биологических генных работ сопоставима по сложности и стоимости с атомными исследованиями, и поэтому не по карману потенциальным террористам.

В действительности же клеточная инженерия это — палка о двух концах — она может дать человеку столько лет жизни, сколько он сам захочет, но может и посеять страшные несчастья для всего живого. Не спорьте, обратное не доказано, а "цена вопроса" известна. Все зависит от того, в чьих чистых или грязных руках находится клеточная инженерия. И по объективным причинам ее нельзя ни запретить, ни подтолкнуть вперед. Развитие науки подчиняется своим внутренним законам.

С тех пор, как ученым удалось клонировать овцу, в мире не утихают споры о последствиях вмешательства человека в природу. На прилавках магазинов лежат гладкие, ровные яблочки, которые обязаны своей идеальной форме генам одной северной морской рыбы, картофель сам убивает колорадских жуков. Неизвестно с какой целью, но ученым из Южной Кореи удалось вывести кошек, которые светятся красным цветом. Правда это происходит не всегда, а только когда на помещенную в темное помещение кошку направляют луч ультрафиолета.

Несомненно, больше пользы будет от козлят, которым передалась по наследству от модифицированной матери шерсть, с генами шелкопряда. Шерсть коз всегда высоко ценилась, а благодаря стараниям профессора Ренди Льюиса из университета Вайоминга она найдет применение в самых разных областях.

В американских супермаркетах на прилавках совсем скоро появится новый вид лосося. Эту рыбину, без сомнений можно назвать супер-лососем, ведь по размеру он превосходит обычного в два раза. Ученые из фирмы Аква Баунти внедрили рыбе гены чинукского лосося, который растет быстрее обычного и донной рыбы – бельдюги, которая способна нагуливать вес в течение всего года. Государственное управление США по контролю за продуктами и лекарствами признала нового лосося не только безопасным, но и полезным для человека.

Заботясь о здоровье людей, ученые из Индии провели серию опытов по выращиванию бананов, помогающих излечить гепатит В. Помимо бананов полезные свойства прививают моркови, салату, картофелю и даже листьям табака. Вот уже много лет врачи и ученые всего мира ищут универсальное лекарство от рака. Доктор Хелен Санг из Великобритании смогла вывести куриц с ДНК человека. Яйца от таких куриц содержат особые протеины, которые, при употреблении этих яиц в пищу, помогут излечить рак кожи.

Не секрет, что на специальных эко фермах выращивают свиней и телят, чьи органы уже сейчас спасают жизнь многим людям. От свиней берутся части сердца, из которых изготавливают биопротезы для человеческих сердец, от телят верхняя оболочка печени. Для этого подходят здоровые животные, выращенные без вмешательства генетиков. Ученые шагнули еще дальше и пробуют выращивать в теле животных органы, которые можно будет целиком пересаживать людям. Для исключения отторжения тканей, свиньям вводят специальные гены. Уже проведен успешный опыт пересаживания мыши поджелудочной железы, выращенной в теле крысы. Этим занимается шотландская научная лаборатория, которая представила миру знаменитую овечку Долли.

Военное ведомство не могло упустить такой шанс, и не использовать наработки ученых для своих нужд. Универсальный солдат, сверхсильный и выносливый человек – мечта любой армии мира. Генные эксперименты над человеком запрещены Конвенцией ООН, но разве это может остановить военных? Никто не будет открыто заявлять о своих успехах и достижениях в деле производства суперчеловека. Только на исследования в 2013 году выделено более 40 миллионов долларов. Эта сумма должна покрыть научные изыскания в сфере воздействия на нервную систему и психику человека. В случае успеха этих опытов живые зомби, подчиненные чужой воле станут реальностью! И всего этого можно добиться с помощью генной инженерии. Становится страшно.

26.02.2013

Кошки, которые светятся в темноте? Это может казаться фантастическим, но они живут с нами уже несколько лет. Капуста, которая выделяет яд скорпиона? И такое растение уже было создано. Да, и в следующий раз, когда вы придете за прививкой, врач может просто дать вам банан.

Эти и многие другие генетически модифицированные организмы существуют уже сегодня, потому что их ДНК была изменена, и в сочетании с другими ДНК создала совершенно новый набор генов.

Вы можете не осознавать этого, но многие из генетически модифицированных организмов являются частью вашей повседневной жизни – входят в ваш ежедневный рацион. Сегодня, 45 процентов кукурузы в США и 85 процентов сои - продукты генной инженерии.

Вот некоторые из самых странных генетически модифицированных растений и животных, которые либо уже существуют, либо появятся в скором времени на вашем пути.

В 2007 году южнокорейские ученые изменили ДНК кошки, чтобы она могла светиться в темноте. Затем они взяли этот же ДНК и клонировали других кошек – создали ряд пушистых, люминесцентных созданий из семейства кошачьих.

Исследователи взяли клетки кожи кошки породы турецкая ангора и использовали вирус, чтобы вставить генетический код для красного флуоресцентного белка. Затем они поместили измененные клеточные ядра в яйцеклетки, а клонированных эмбрионов имплантировали обратно кошке-донору клеток.

В чем смысл создания домашнего животного, которое светится как ночник? Ученые говорят, что способность генетически модифицировать животных с флуоресцентными белками позволит им искусственно создать животных с человеческими генетическими заболеваниями и исследовать их в дальнейшем.

Эконсвинья, или "Франкенсвайн", как называют животное критики, - свинья, гены которой поддались изменениям для того, чтобы животное лучше переваривало и усваивало фосфор.

Свиной навоз богат фитатой - формой фосфора. По этой причине фермеры даже используют навоз в качестве удобрения. Когда химикалии попадают в водоемы, то вызывают цветение водорослей, разрушающих кислород в воде и убивающих жизнь.

Ученые из Университета Вашингтона создали тополя, которые могут очистить загрязнённые участки земли, поглощая через корни вещества, которые загрязняют подземные воды.

Растения перерабатывают загрязняющие вещества на безвредные продукты, которые остаются в их корнях, стеблях и листьях или выбрасываются в воздух.

В ходе лабораторных испытаний выяснилось, что трансгенные растения способны удалить 91 процентов трихлорэтилена - наиболее распространенного загрязнителя подземных вод в США.

Недавно ученые выделили ген, который программирует продуцирование яда скорпиона, и попробовали совместить его с генами капусты.

Почему они хотят создать ядовитую капусту? Данные меры производятся для того, чтобы ограничить использование пестицидов. Это опасное вещество используют для защиты капусты от ее злостного врага – гусеницы.

Генетически модифицированная капуста будет вырабатывать яд скорпиона, который убивает гусениц, когда они кусают листья. При этом токсин изменен таким образом, что абсолютно безвреден для человека.

Сильные, гибкие нити паучьего шелка является одним из наиболее ценных материалов в природе. Его можно использовать для промышленного производства целого спектра продуктов - от искусственных суставов до парашютных шнуров.

В 2000 году компания Nexia Biotechnologies объявила, что знает ответ: они создали коз, у которых содержаться белки для производства паутины в молоке.

Генетически модифицированный лосось компании AquaBounty растет вдвое быстрее, чем обычные разновидности. На фото показаны два лосося – ровесника, один из которых генетически изменен.

Представители компании говорят, что мясо рыбы имеет такой же вкус, текстуру, цвет и запах как и мясо обычного лосося. Однако, споры по поводу того, является ли рыба безопасной для употребления в пищу, продолжаются.

Генно-модифицированный атлантический лосось имеет дополнительный гормон роста от рыбы-чавычи, который позволяет лососю продуцировать гормон роста круглый год. Ученые смогли сохранить гормон активным с помощью генов рыбы – бельдюги.

Томат «Флавр Савр» был первым среди коммерческих генно-модифицированных продуктов, которому дали разрешение на потребления человеком.

Калифорнийская компания Calgene путем добавления антисмыслового гена, старалась замедлить процесс созревания томатов для предотвращения их размягчения и гниения, при этом позволяя томату сохранить свой естественный вкус и цвет.

Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA) одобрило «Флавр Савр» в 1994 году, однако, помидоры были настолько деликатными, что их трудно было транспортировать.

Поэтому они не появлялись на рынке до 1997 года. Кроме того, помидоры были практически безвкусными. Теперь эти недостатки были устранены.

Люди вскоре могут делать прививку таких болезней, как гепатит В или грипп, просто взяв кусочек банана. Исследователи успешно разработали бананы, картофель, салат, морковь и табачные изделия для производства вакцин, но они утверждают, что бананы являются идеальным для производства и доставки.

Измененная форма вируса вводится в банановые саженцы - генетический материал вируса быстро становится неотъемлемой частью клеток растений.

По мере роста растения, его клетки вырабатывают белки вируса - но не инфекционную часть вируса. Когда люди едят генетически модифицированные бананы, которые полны вирусных белков, их иммунная система создает антитела для борьбы с болезнью - так же, как и традиционные вакцины.

Коровы производят значительные объемы метана из-за особенностей их процесса пищеварения. Метан вырабатывается бактерией – очным продуктом высоко целлюлозной коровьей диеты, которая включает сено и травы.

В свою очередь, метан является одной из основных причин - второй после двуокиси углерода - парникового эффекта, поэтому ученые работают, чтобы генетически модифицировать корову и заставить ее организм производить меньше метана.

Ученые-исследователи из Университета Альберты выявили бактерии, ответственные за производство метана, и создали ряд особей крупного рогатого скота, которые производят на 25 процентов меньше метана, чем среднестатистическая корова.

Генетически измененные деревья, растут быстрее, дают лучшую древесину и даже обнаруживают биологические атаки. Сторонники генетически модифицированных деревьев заявляют, что биотехнологии могут помочь остановить обезлесение планеты, а также удовлетворять спрос на древесину и изделия из бумаги.

Например, австралийские эвкалипты были изменены так, чтобы выдерживать морозы. В 2003 году Пентагон даже наградил исследователей из штата Колорадо премией в 500 000 долларов. Ученые вырастили сосны, которые меняют цвет во время биологической или химической атаки.

Тем не менее, критики утверждают, что нас все еще не хватает знаний о влиянии модификации деревьев в их естественной среде. Измененные деревья могут распространять свои гены среди обыкновенных деревьев или увеличить риск лесных пожаров.

Тем не менее, Министерство сельского хозяйства США в июне дало разрешение биотехнологической компании ArborGen начать полевые испытания на 250 000 деревьев в семи южных штатах.

28 августа 1976 года в Массачусетсе был впервые синтезирован искусственный ген. За это время наука зашла далеко вперед. Сегодня вспомним, каких невероятных высот достигла генная инженерия за 4 десятилетия.

1. Светящиеся коты

Невероятно, но факт: южнокорейский ученый изменил ДНК кота, чтобы тот мог светиться в темноте. На достигнутом он не стал останавливаться и клонировал из этой ДНК целую группу флуоресцирующих животных. Исследователь взял клетки кожи мужских особей ангорской кошки и ввел красный светящийся белок. Генетически измененные ядра клеток были помещены в яйцеклетки, которые использовались для клонирования, а эмбрионы вживлены донорским кошкам. Так кошки-доноры стали суррогатными матерями для клонов самих себя.

2. Морковка-иммуномодулятор

Российские ученые вживили белок человеческого ДНК в морковь. Таким образом привычный нам овощ приобрел свойство иммуномодулятора, усиливающего защитные функции организма. Ученые надеются, что употребление в пищу такой моркови поможет успешно бороться с такими иммунозависимыми болезнями, как рак и СПИД.

3. Ядовитая капуста

Все дачники знают, как трудно бороться с капустной гусеницей естественным путем. Приходится использовать пестициды, которые вовсе не полезны для нашего здоровья. Ученые-генетики решили эту проблему по-своему. Они выделили ген, отвечающий за выработку яда в хвосте скорпиона, и стали искать способ введения его в капусту. Такое генномодифицированное растение будет производить яд, убивающий его пожирателей. А как же отразятся такие изменения на людях, которые будут употреблять его в пищу? Об этом ученые тоже позаботились. Токсин изменен так, чтобы быть абсолютно безвредным для людей.

4. Быстрорастущий лосось

Генетически модифицированный лосось растет гораздо быстрее своих обычных собратьев. Все дело в том, что такая рыба имеет дополнительный гормон роста. Ученым удалось активизировать этот гормон при помощи гена, который был взят у рыбы под названием американская белуга. Этот ген действует как «включатель» гормона роста. Правда, до сих пор идут споры о съедобности такого лосося, хотя он и имеет строение ткани, цвет и запах как обычный лосось.

5. Козы, плетущие паутину

Паутинный шелк – один из самых ценных материалов в природе. Как один из самых крепких и гибких материалов, он мог бы использоваться для производства различных изделий – от искусственных волокон до парашютных строп. Проблема заключается в его производстве в коммерческих объемах. Но в 2000 году одна из компаний нашла решение. Исследователи заявили, что вложили ген каркасной нити паутины в ДНК обычной козы таким образом, чтобы животное производило белок паутины в своем молоке. Материал, произведенный таким способом, ученые назвали «Биосталь».

6. Лекарственные яйца

Британским ученым удалось вывести породу кур, которые в своих яйцах производят лекарство от рака. Курам добавили в ДНК гены людей, и такие генномодифицированные птицы несут яйца с молекулой miR24, способной лечить раковые опухоли и артрит. Эти яйца также содержат человеческий интерферон b-1a – антивирусное лекарство, идентичное современным препаратам от множественного склероза.

Невероятные факты

Генетическая модификация растений и животных вызывает все больше споров в последние годы, поскольку технология становится все более доступной для ученых. Несмотря на потенциальную опасность некоторых изменений, наука продолжает тестировать и "выдавать" некоторые поразительно новые организмы. Ниже представлены 10 самых странных из них.

10. Светящаяся рыба (GloFish)

Эта рыбка является первым генетически модифицированным организмом, который стал доступен в качестве домашнего животного. Это обычный полосатый данио, в ДНК которого было добавлено несколько генетической информации биолюминисцентной медузы. Изначально создание таких рыб планировалось с целью получения с их помощью сигнальной системы загрязнений, однако, с добавлением цветов стало ясно, что рыбы вполне жизнеспособны для того, чтобы "предлагать себя" на рынке домашних животных. Впервые они появились в декабре 2003 года в США.

9. Яблоко – виноград

Этот фрукт относительно новый плод, который является генетическим гибридом яблока и винограда. Фрукт обладает размером яблока, но текстурой винограда, а на вкус сочетает в себе оба плода. Изначально создание этого плода подразумевало обеспечение стран третьего мира большей дозой витамина С. Большинство средств на его разработку было выделено ЮНИСЕФ.

8. Гигантский изюм

Является разновидностью обычного изюма, который был генетически модифицирован и теперь вырастает до огромных размеров. Гигантский изюм был разработан национальным институтом генетики Японии в связи с японской любовью к большим фруктам и в связи с популярностью западных продуктов, таких как изюм. Текстура и вкус у фрукта такие же, как и у генетических родителей.

7. Пробковое - резиновое дерево корк

Дерево корк уже давно известно тем, что его используют для производства пробок для вина, хотя некоторые производители предпочитают пластиковые пробки. Винные энтузиасты, однако, не признают никаких других пробок, кроме как из пробкового дерева. Чтобы успокоить традиционалистов и сократить расходы виноделов, SABIC Innovative Plastics создали дерево, которое является чем-то средним между каучуковым и пробковым деревом. Пробки, сделанные из такого дерева, выглядят как самые обычные, они даже имеют пористые свойства, однако, их пластичность и запах выдают свое происхождение. Один из известных виноделов отметил, что новая пробка – это самая великая вещь, которая случилась с игристым вином после изобретения пузырьков.

6. Ящерица Умбуку

Это существо единственное в данном списке, которое было создано не по каким-либо практическим причинам, а только с той целью, чтобы доказать, что оно может быть сделано. Генным инженерам в Зимбабве удалось разблокировать спящие "летающие" нити в ДНК ящерицы умбуку, очень маленькой и редкой жительницы Африки. Считается, что ящерицы являются потомком птеродактиля, который потерял навыки полета несколько миллионов лет назад. На сегодняшний день было создано лишь 6 экземпляров таких ящериц, их не запускают в дикую природу, поскольку существует риск перекрестного размножения.

5. Бумажное дерево

Бумажное дерево было специально разработано с той целью, чтобы снизить производственные затраты в бумажной обрабатывающей промышленности. Недавно возросший интерес к переработанным бумажным продуктам привел к тому, что швейцарская компания создала дерево, листья на котором имеют квадратную форму и после высыхания могут использоваться в качестве писчей бумаги. На изображении вы можете видеть сотрудника компании у ствола одного из деревьев, которое вырастил холдинг.

4. Долион

Это, вероятно, является самым замечательным примером того, как далеко наука в состоянии пойти, обладая знаниями в области генной инженерии и зная о методах перекрестного оплодотворения. Долион – это нечто среднее между львом и собакой. Для того, чтобы создать это существо (только 3 долиона существуют на сегодняшний день, на фото – Рекс, самый первый долион), отдельные нити ДНК от каждого существа должны переплестись и их нужно обратно вставить в яйцеклетку матери. Долион похож на лигера (помесь льва и тигра) с тем лишь отличием, что лигер может быть создан без предварительной манипуляции с ДНК животных.

3. Маленькие елочки

Маленькие ели – это миниатюрные деревья, которые достигают в высоту всего до двух см. Первоначально дерево было создано с целью обеспечения источника аромата ели, который должен был использоваться в парфюмерной промышленности, однако, очень быстро осознали полезность этих деревьев и в других областях. Эта крошечная ель в настоящее время очень популярна в качестве съедобного растения в Папуа Новой Гвинее. У деревьев очень тонкий аромат, который усиливается при помощи кокосового молока. Их едят, как правило, в качестве десерта.

2. Паук – папоротник

Паук – папоротник – это самое уникальное существо в данном списке, поскольку он является единственным экземпляром, который сочетает в себе растение и животное. Пока он – это единственное животное, которое удалось удачно скрестить с растением. Данный паук – это нечто среднее между итальянским волчьим пауком и понговым папоротником. Целью этого странного скрещения было изучение степени выживаемости пауков со "встроенным" камуфляжем. Результаты исследования еще не были опубликованы.

1. Лемурат

С ростом богатства Китая, многие китайские женщины ищут экзотических животных, чтобы похвастать своими деньгами. Это привело к тому, что ряд китайских медицинских и научных исследовательских компаний начали конкурировать между собой за этот новый источник дохода, скрещивая между собой различных животных. Наиболее успешным (в финансовом плане) до сих пор является лемурат. Это, как следует из названия, помесь лемура и кошки. У животного сохраняются мягкий мех кошки и ее окраска, однако полосатый хвост и желтые глаза выдают в нем лемура. Создание немного посвирепее, чем обычная кошка, но не более опасно, чем собаки чихуахуа.