Genetyczne wytnij – wklej

Biologia, klimat, medycyna, eksperymenty, przyroda.
Awatar użytkownika
UFOWORLDNEWS
Weteran Infranin
Posty: 1363
Rejestracja: śr sty 28, 2009 2:27 pm
Kontakt:

Genetyczne wytnij – wklej

Post autor: UFOWORLDNEWS »

Pierwszy raz udało się dokonać tak dokładnych zmian w DNA żyjącego organizmu – chwalą się amerykańscy genetycy. Dzięki edycji genomu zespół ze Szpitala Dziecięcego w Filadelfii wyleczył u laboratoryjnych myszy hemofilię – groźną chorobę polegającą na zaburzeniu krzepnięcia krwi.

Cierpiący na nią ludzie są zmuszeni do przyjmowania preparatów uzupełniających czynniki krzepnięcia krwi. W tym przypadku jednak hematolodzy i genetycy zlikwidowali nie skutek, lecz przyczynę choroby.

– Dowiedliśmy, że możemy przeprowadzić edycję genomu in vivo (w żywym organizmie) i osiągnąć trwałe oraz wartościowe klinicznie rezultaty – podkreśla dr Katherine High kierująca Centrum Terapii Molekularnej i Komórkowej w Szpitalu Dziecięcym w Filadelfii, główna autorka badań. Jej zdaniem to milowy krok w doskonaleniu terapii genowej, zbliżający tę technikę do pełnego wykorzystania u ludzi.



Jak w edytorze tekstu

W eksperymencie opisywanym w internetowym wydaniu magazynu „Nature" zespół dr Katherine High i eksperci z firmy Sangamo BioSciences wykorzystali enzymy (tzw. ZNF) pozwalające precyzyjnie ciąć i sklejać DNA. Cała sztuka polegała na takim zaprojektowaniu tych enzymów, aby zadziałały w konkretnym, wybranym przez lekarzy, miejscu.

Aby precyzyjnie wyciąć wadliwą wersję genu i wkleić właściwą, naukowcy musieli się posłużyć dwoma zmodyfikowanymi wirusami. Jeden niósł przepis na specjalnie spreparowane enzymy tnące DNA we właściwym miejscu. Drugi został wyposażony w prawidłową wersję genu.

Zwierzęta zostały wcześniej zmodyfikowane genetycznie w taki sposób, aby chorowały na odpowiednik ludzkiej hemofilii B.



Im celniej, tym lepiej

Zwierzętom wstrzyknięto spreparowane wirusy. Trafiły do wątroby, gdzie produkowany jest potrzebny czynnik krzepnięcia. Terapia zadziałała – u laboratoryjnych myszy jego poziom wrócił do normy. Czas krzepnięcia krwi odpowiadał temu, jaki jest uzyskiwany u zdrowych zwierząt. Myszki z grupy kontrolnej chorowały nadal.

Dobre efekty leczenia utrzymywały się przez osiem miesięcy od podania wirusów. Naukowcy twierdzą, że nie zaobserwowali żadnych negatywnych efektów ubocznych – zwolnienia tempa wzrostu i wagi czy zaburzeń czynności wątroby. To znak, że leczenie było dobrze tolerowane.

– Potrzebujemy jeszcze kolejnych badań, aby przełożyć tę technikę na bezpieczną i skuteczną terapię dla ludzi – mówi dr High. – Ale to obiecujący start.



Dwie dekady oczekiwania

W tym eksperymencie naukowcy zajmowali się odpowiednikiem ludzkiej hemofilii B. Podmieniali wadliwą wersję genu odpowiedzialnego za kodowanie białka tzw. czynnika krzepnięcia IX. Na tę odmianę chorują wyłącznie mężczyźni.

Zbliżona do niej i częściej występująca hemofilia A wywoływana jest przez niedobór czynnika krzepnięcia krwi VIII. Łącznie oba typy tej choroby występują z częstotliwością jeden na 12 tys. urodzeń. Badany przez amerykańskich ekspertów typ B jest prawie czterokrotnie rzadszy niż typ A (występuje z częstością jeden na 40 tys. urodzeń).



Ile będziemy musieli czekać na wykorzystanie tej wiedzy w leczeniu ludzi?

– Przeniesienie doświadczeń w terapii genowej z modelu zwierzęcego na pacjentów to długi proces – zastrzega dr High. – Może trwać nawet 20 lat, ale teraz widzimy świetne rezultaty w przypadku wielu chorób, i to tak różnych jak wrodzone wady wzroku czy hemofilia. Edycja genomu potrzebuje sporo czasu, aby osiągnąć dojrzałość i być wykorzystywana w celach leczniczych.



Źródło:RZECZPOSPOLITA
Awatar użytkownika
UFOWORLDNEWS
Weteran Infranin
Posty: 1363
Rejestracja: śr sty 28, 2009 2:27 pm
Kontakt:

Re: Genetyczne wytnij – wklej

Post autor: UFOWORLDNEWS »

Zaprojektuj sobie dziecko - narodziny syntetycznej genetykiW toku ostatnich badań odkryto, że obok DNA i RNA, geny mogą być przekazywane przez co najmniej sześć innych związków chemicznych. Ta wiedza otwiera drzwi do nieznanego i wyjątkowo niebezpiecznego rejonu nauki. Czy dzięki syntetycznej genetyce już za kilka lat, jak samochody czy budynki, będzie się projektować <a>dzieci ?</a> [ external image ] <div>Każdy organizm skrywa we wnętrzu szczegóły swojej budowy i mechanizmów funkcjonowania. To kwasy nukleinowe stanowią podstawę ogromnej różnorodności życia na Ziemi. DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) wygląda jak skręcona drabina. Jej boki to łańcuchy cukru zwanego dezoksyrybozą, które połączone są grupami fosforanowymi. Każdy cukier połączony jest z jedną z czterech zasad azotowych, będących podstawami konstrukcji - tworzą one szczeble drabiny i oznaczone są literami A, C, T i G. Kwas rybonukleinowy (RNA) jest podobny, jednak posiada trzy znaczące wyjątki. Jest to zazwyczaj połowa drabiny - pojedyncza helisa, a nie jak w przypadku DNA, podwójna. W jego szczeblach tymina (T) jest zastąpiona przez uracyl (U), natomiast cukrem nie jest dezoksyryboza, a ryboza.Mimo że według obowiązującego stanu wiedzy w przyrodzie występują tylko dwa wymienione warianty, warunki laboratoryjne to zupełnie inna rzeczywistość. Naukowcom udało się stworzyć aż sześć alternatywnych typów kwasów nukleinowych, które także potrafią przechowywać informacje genetyczne oraz ewoluować dzięki selekcji naturalnej. Mowa o XNA, czyli kwasach ksenonukleinowych, stanowiących podwaliny pod dynamicznie rozwijającą się gałąź nauki - genetykę syntetyczną.W nasPatrząc na ostatnie osiągnięcia nauki, można by stwierdzić, że DNA jest passe. Cząsteczki zwane XNA nie ustępują możliwościami DNA i RNA, a w pewnych aspektach nawet je przewyższają. Kwasy ksenonukleinowe (xeno = obcy) strukturalnie przypominają powszechnie występujące w przyrodzie kwasy nukleinowe, ale zsyntetyzowanie ich w warunkach laboratoryjnych zajęło naukowcom aż 30 lat.<div>- Trudno wyobrazić sobie życie bez systemu przechowywania i powielania informacji genetycznej. DNA i RNA nie są jedynymi opcjami. Inne polimery, a jest ich co najmniej sześć, mogą pełnić te same funkcje - powiedział Philipp Holliger z Medical Research Council's Laboratory of Molecular Biology w Cambridge, jeden z pionierów badań nad syntetyczną genetyką.Przepis na XNA nie jest wcale prosty. Holliger i jego zespół nie podmienili po prostu cukrów w szkielecie DNA, ale zastąpili je całkiem innymi cząsteczkami - cykloheksanem i treozą. Co równie istotne, uzyskano dzięki temu enzymy, które współpracując z XNA tworzą samowystarczalny system genetyczny. Sprawia to, że XNA jest zdolne do ewolucji molekularnej, czyli czegoś, co jest niedostępne dla innych syntetycznych kwasów nukleinowych.<div>Kluczem do stworzenia XNA była modyfikacja enzymu zwanego polimerazą DNA, który występuje naturalnie we wszystkich organizmach żywych. Enzym ten wycina, wkleja i łączy fragmenty nici DNA w celu uzyskania z nich informacji genetycznej. Bez polimerazy DNA determinująca nasze istnienie podwójna helisa byłaby jak samochód bez paliwa. Gadżet z potencjałem, ale kompletnie niefunkcjonalny.Holligerowi udało się przeprogramować polimerazy DNA w taki sposób, aby przepisywały DNA na XNA i odwrotnie, z dokładnością co najmniej 95 proc. Tym sposobem powstał zapętlony mechanizm przekazywania informacji genetycznej, który jest podstawą ewolucji na każdym poziomie organizacji <a>życia</a>. Jeżeli naukowcom uda się zwiększyć funkcjonalność XNA, z czasem będzie można zastąpić nim DNA i RNA w żywych komórkach. W efekcie doprowadzi to do eksplozji inżynierii genetycznej na niespotykanym dotąd poziomie.W probówceMimo że XNA powstał na matrycy DNA, pod wieloma względami różni się od swojego kuzyna. Te cechy sprawiają, że kwasy ksenonukleinowe mogą stanowić doskonałą alternatywę dla biologicznie cennych, ale też kruchych i podatnych na czynniki zewnętrze, naturalnie występujących kwasów nukleinowych.

<div>W odróżnieniu od DNA i RNA, które z łatwością mogą być degradowane przez liczne enzymy, XNA jest bardzo trwały. "Nienaturalna" struktura molekuły czyni ją niewrażliwą na działanie enzymów, ekstremalne wartości pH czy substancji wywołujących mutacje. Naukowcy zastanawiali się nawet nad wykorzystaniem XNA do budowy tworów zwanych aptamerami. Są to krótkie fragmenty kwasu nukleinowego, które wiążą się specyficznie z określoną cząsteczką i mogą tym samym być wykorzystywane jako wektory leków lub przełączniki genów. Aptamery oparte na XNA byłyby znacznie twardsze, a jednocześnie mogłyby ewoluować by rozpoznawać konkretne cele. Medycyna wiąże ogromne nadzieje z terapeutycznym zastosowaniem aptamerów XNA.Tym, co najbardziej intryguje naukowców w kontekście medycznego wykorzystania XNA jest tworzenie sztucznego życia. Kwestia ta budzi niemałe wątpliwości moralne, jednak teoretycznie możliwe jest stworzenie żywego organizmu opartego na syntetycznym kwasie nukleinowym. XNA z powodzeniem może zostać wprowadzone do protokomórek - zalążków nowych form życia - które rozwijałyby się w losowy i niekontrolowany sposób. Biolodzy-syntetycy, tacy jak Craig Venter, w ostatnich latach dokonali znaczących postępów w modyfikowaniu istniejącego kodu genetycznego, nikt jednak (przynajmniej oficjalnie) nie stworzył w pełni sztucznego życia.<div>Przeciwnicy rozwoju syntetycznej genetyki ostrzegają, że projektowanie organizmów opartych na XNA, to daleko idąca "zabawa w Boga". Niektórzy z nich wręcz drżą na myśl o przyszłości, w której <a>dzieci</a> się nie rodzi, a projektuje w laboratoriach - tak, by dostać "produkt" w pełni odpowiadający oczekiwaniom odbiorcy.Wszczepianie XNA do żywych komórek, tworzy jednocześnie silną konkurencję dla istniejących już genów. Biorąc pod uwagę fakt, że XNA jest wyjątkowo trwały, eliminacja tego typu substancji z żywego organizmu mogłaby okazać się niemożliwa.- Biolodzy zaczynają igrać ze światem genetyki alternatywnej. Stosując coraz częściej syntetyczne kwasy nukleinowe, sprzyjamy sytuacji, w której wzrasta odporność XNA w stosunku do DNA lub RNA. Może to prowadzić do pełnej zamiany naturalnego kwasu nukleinowego, na ten sztuczny. Kim wtedy się staniemy? - poddał w wątpliwość nieprzemyślane zastosowanie XNA w genetyce George Church z Harvardu.W kosmosieOdkrycie XNA może mieć ogromne znaczenie dla astrobiologii. Naukowcy przypuszczają, że na planetach pozasłonecznych mogło rozwinąć się życie oparte na zupełnie innej chemii. Coś, co dla nas jest uznawane za twór sztuczny, w dalekich zakamarkach wszechświata może być normą.

<div>Na Ziemi wszystkie znane nam formy życia wykorzystują DNA lub RNA do funkcjonowania oraz przekazywania genów przyszłym pokoleniom. Słynny astrobiolog z Harvardu, Jack Szostak przekonuje, że pytanie "co to jest życie" jest teoretycznie bezproduktywne dla biologii jako nauki. Według niego bardziej precyzyjne jest znalezienie przyczyn przejścia ze stadium czysto chemicznego do formy biologicznej.Wiadomo, że życie "wyłoniło" się w trakcie skończonego procesu replikacji komórek, który jest podstawą dla potencjalnie nieskończonej ilości organizmów żywych. Oznacza to, że jeżeli na Ziemi z procesów chemicznych powstały formy życia oparte na DNA i RNA, to na innej planecie równie dobrze mogły rozwinąć się organizmy wykorzystujące inne kwasy nukleinowe. Odmienne warunki środowiskowe mogły ukształtować inną chemię życia, choćby opartą na XNA.- Wyniki prac nad XNA wieszczą nadejście nowej ery syntetycznej genetyki, przekładającą się też na egzobiologię i zrozumienie zasad życia - powiedział Gerald Joyce ze Scripps Research Institute.Tworząc nowe, syntetyczne formy życia na Ziemi naukowcom może udać się rozwiązać zagadkę życia we wszechświecie per se. A wtedy gwiazdy na nocnym niebie nie będą wydawały nam się tak odległe.Generacja X<div>Stworzenie XNA i rozwój syntetycznej genetyki dają podstawę do zakrojonych na szeroką skalę manipulacji wewnątrz naszych organizmów. Wykorzystanie syntetycznych kwasów nukleinowych może okazać się bezcenne w przypadku leczenia niektórych chorób lub dystrybucji leków, ale rodzi również poważne wątpliwości natury etycznej. Opracowanie sztucznej "cząsteczki życia", za jaką jest uważane DNA, może okazać się pierwszym krokiem w kierunku projektowania lepszych, pozbawionych losowych niedoskonałości, ludzi.



Źródło:interia</div>



 </div>

 </div>



 </div>

 </div>



 </div>

 </div>
Ostatnio zmieniony ndz lut 24, 2013 4:41 pm przez UFOWORLDNEWS, łącznie zmieniany 1 raz.
ODPOWIEDZ

Wróć do „CZŁOWIEK i NATURA”