Днк меняется в течении жизни. Изменение собственных генов всего лишь одной инъекциeй (5 фото). Опыты по созданию генно-модифицированных людей и наука евгеника

Когда время от времени в СМИ появляются публикации о чудесном исцелении от смертельного заболевания с помощью самовнушения, специальной диеты, биоэнергетики или какого-либо другого нетрадиционного метода, на лицах врачей и ученых, как правило, появляются скептические улыбки.

Даже когда речь идет о неоспоримых фактах, подтвержденных современными методами исследования, традиционная медицина либо отмахивается от них, либо пытается объяснить неожиданное выздоровление больного ошибкой в первоначальном диагнозе.

Однако американский генетик Брюс Липтон утверждает, что с помощью истинной веры, исключительно силой мысли человек и в самом деле способен избавиться от любой болезни. И никакой мистики в этом нет: исследования Липтона показали, что направленное психическое воздействие способно менять... генетический код организма.

«Эффект плацебо никто не отменял»

На протяжении многих лет Брюс Липтон специализировался в области генной инженерии, успешно защитил докторскую диссертацию, стал автором ряда исследований. Все это время Липтон, как и многие генетики и биохимики, верил, что человек является неким биороботом, жизнь которого подчинена программе, записанной в его генах.

Брюс Липтон

Гены с этой точки зрения определяют практически все: особенности внешнего облика, способности и темперамент, предрасположенность к тем или иным заболеваниям и, в конечном счете, продолжительность жизни. Никто не может изменить свой личный генетический код, а значит, нам остается лишь смириться с тем, что предопределено природой.

Поворотным моментом во взглядах доктора Липтона стали проводимые им в конце 1980-х годов эксперименты по изучению особенностей поведения клеточной мембраны. До того в науке считалось, что именно гены, находящиеся в ядре клетки, определяют, что следует пропустить через эту мембрану, а что - нет. Однако опыты Липтона показали, что внешние воздействия на клетку могут влиять на поведение генов и даже приводить к изменению их структуры.

Оставалось лишь понять, можно ли производить такие изменения с помощью психических процессов, или, проще говоря, силой мысли.

В сущности, я не придумал ничего нового, - говорит доктор Липтон. - На протяжении столетий медикам известен эффект плацебо - когда больному предлагают нейтральное вещество, утверждая, что это лекарство. В итоге вещество и в самом деле оказывает исцеляющее действие. Но, как ни странно, научного объяснения этому явлению до сих пор не было.

Мое открытие позволило дать такое объяснение: с помощью веры в целебную силу лекарства человек меняет идущие в его организме процессы, в том числе и на молекулярном уровне. Он может «отключать» одни гены, заставлять «включаться» другие и даже менять свой генетический код.

Вслед за этим я подумал о различных случаях чудесного исцеления. Врачи от них всегда отмахивались. Но на самом деле, даже если бы у нас был всего один такой случай, он должен был заставить врачей задуматься над его природой.

Мы все спешим за чудесами...

Академическая наука приняла эти взгляды Брюса Липтона в штыки. Однако он продолжил свои исследования, в ходе которых последовательно доказывал, что без всяких лекарств вполне можно влиять на генетическую систему организма.

В том числе, кстати, и с помощью специально подобранной диеты. Так, для одного из своих экспериментов Липтон вывел породу желтых мышей с врожденными генетическими дефектами, обрекающими их потомство на избыточный вес и короткую жизнь. Затем с помощью специальной диеты он добился того, что эти мыши стали давать потомство, не похожее на родителей - обычного цвета, худых и живущих столько же, сколько и остальные их сородичи.

Все это, согласитесь, отдает лысенковщиной, и потому негативное отношение академических ученых к идеям Липтона предугадать было нетрудно. Тем не менее он продолжил эксперименты и доказал, что аналогичного воздействия на гены можно добиться и с помощью, скажем, воздействия сильного экстрасенса или путем определенных физических упражнений. Научное направление, изучающее влияние внешних воздействий на генетический код, получило название «эпигенетика».

И все же главным воздействием, способным менять состояние нашего здоровья, Липтон считает именно силу мысли, то, что происходит не вокруг, а внутри нас.

Давно известно, что у двух людей может быть одинаковая генетическая предрасположенность к раку, - заявляет Липтон. - Но у одного болезнь проявилась, а у другого - нет. Почему? Да потому, что они жили по-разному: один чаще испытывал стрессы, чем второй; у них были разные самооценка и самоощущение, различный ход мыслей. Сегодня я могу утверждать, что мы способны управлять нашей биологической природой; мы можем с помощью мысли, веры и устремлений влиять на наши гены.

Великое отличие человека от остальных существ на Земле как раз и заключается в том, что он может менять свое тело, исцелять сам себя от смертельных болезней и даже избавляться от наследственных заболеваний, давая на это психические установки организму. Мы вовсе не обязаны быть жертвами нашего генетического кода и обстоятельств жизни.

Поверьте в то, что вы можете исцелиться, - и вы вылечитесь от любого заболевания. На первый взгляд, все предельно просто. Но только на первый взгляд...

Когда сознания маловато...

Если бы все было так просто, то большинство людей с легкостью решали бы любые проблемы со здоровьем с помощью произнесения незамысловатых мантр вроде «Я могу исцелиться от этого недуга», «Я верю, что мой организм в состоянии сам исцелиться»...

Но ничего этого не случается, да и, как поясняет Липтон, не может происходить, если психические установки проникают только в область сознания, определяющего лишь 5% нашей психической деятельности, не затрагивая оставшиеся 95% - подсознание. Проще говоря, лишь единицы из тех, кто поверил в возможность самоисцеления силами своего мозга, на самом деле действительно в это верят - и потому добиваются успеха. Большинство же на уровне подсознания отрицают такую возможность.

Еще точнее: само их подсознание, которое, собственно говоря, на автоматическом уровне и контролирует все процессы в нашем организме, отвергает такую возможность. При этом оно (опять-таки на уровне автоматизма) обычно руководствуется принципом, что вероятность того, что с нами произойдет нечто позитивное, куда меньше, чем дальнейшее протекание событий по наихудшему варианту.

Согласно Липтону, именно на такой лад наше подсознание начинает настраиваться в период раннего детства, с рождения до шести лет, когда самые незначительные события, намеренно или случайно сказанные взрослыми слова, наказания, травмы формируют «опыт подсознания» и в итоге - личность человека. Причем сама природа нашей психики устроена так, что все плохое, происходящее с нами, откладывается в подсознание куда легче, нежели память о приятных и радостных событиях.

В результате «опыт подсознания» у подавляющего большинства людей на 70% состоит из «негатива» и лишь на 30% - из «позитива». Таким образом, чтобы действительно добиться самоисцеления, необходимо, по меньшей мере, изменить это соотношение на прямо противоположное. Только таким образом можно сломать барьер, установленный подсознанием на пути вторжения силы нашей мысли в клеточные процессы и генетический код.

По мнению Липтона, работа многих экстрасенсов как раз и заключается в сломе этого барьера. Но он предполагает, что аналогичного эффекта можно добиться и с помощью гипноза, и другими методами. Однако большая часть этих методов все еще ждет своего открытия. Или просто широкого признания.

После произошедшего для Липтона около четверти века назад мировоззренческого переворота ученый продолжил свои исследования в области генетики, но одновременно стал одним из активных организаторов различных международных форумов с целью наведения мостов между традиционной и альтернативной медициной.

На организованных им конгрессах и семинарах известные психологи, врачи, биофизики и биохимики сидят рядом со всевозможными народными целителями, экстрасенсами и даже теми, кто называет себя магами или колдунами. При этом последние обычно демонстрируют собравшимся свои возможности, а ученые устраивают мозговой штурм для попытки их научного объяснения.

А заодно продумывают будущие эксперименты, которые помогли бы выявить и объяснить механизм скрытых резервов нашего организма.

Именно в таком симбиозе эзотерики и современных методов лечения с главной опорой на возможности психики самого пациента, или, если угодно, магии и науки, видит Брюс Липтон основной путь дальнейшего развития медицины. А прав он или нет, покажет время.

Ян СМЕЛЯНСКИЙ

ДНК - это химическое вещество, которое подвержено внешнему влиянию. Эти влияния могут быть физическими (температура, ультрафиолетовое и радиационное излучение) или химическими (свободные радикалы, канцерогены и т. п.).

## Температура

При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2 раза. Конечно, в клеточном ядре (там, где хранится ДНК) нет таких перепадов температуры. Но есть небольшие изменения, которые могут привести к тому, что ДНК прореагирует с каким-нибудь веществом, растворенным неподалеку.

## УЛЬТРАФИОЛЕТ

Ультрафиолет действует на нас почти всегда. Зимой это ничтожные дозы. Летом - значительные. Если ультрафиолетовый фотон попадает в молекулу ДНК, его энергии хватает для образования новой химической связи. Соседние звенья ДНК (нуклеотиды) могут образовать дополнительную связь друг с другом, что приведет к нарушению считывания и репликации ДНК. Или же УФ фотон может привести в разрыву нити ДНК из-за своей высокой энергии.

## РАДИАЦИЯ

Радиационное излучение. Вы думаете, оно только на реакторе? Есть так называемый нормальный радиационный фон, то есть вокруг и через нас каждую секунду пролетает несколько частиц, и не всегда это происходит бесследно для нашей ДНК. Чтобы понять масштабность радиационного фона, посмотрите сюда .

Но не стоит бояться. Фон не зря назван нормальным. Далеко не все частицы проходят через кожу, из проникнувших не все проникают глубоко, а те, что проникли, часто врезаются в другие молекулы и атомы в клетке, которых очень много. Лишь единицы добираются до ДНК, и то могут не оказать никакого эффекта на нее.

Кстати, чем выше над землей, тем радиационный фон ярче. Связано это с космической радиацией, от которой нас в большей степени защищает магнитное поле земли и атмосфера. Чем дальше от земли, тем магнитное поле слабее и слой атмосферы тоньше, и большее число высокоэнергетических частиц бомбардируют наше тело.

## СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ

Среди химических бОльшая роль отводится именно свободным радикалам, которые постоянно образуются в клетке. Это побочный продукт окислительно-восстановительных процессов, без которых невозможна жизнь. Конечно, за миллионы лет эволюции выжили только те организмы, у которых возникла система нейтрализации свободных радикалов. У нас она тоже есть. Но ничто не работает со 100% эффективность, и нет-нет, да несколько радикалов умудряются повредить ДНК.

Кстати о радиации. Она также ответственна за образование свободных радикалов. Те высокоэнергетические частицы, которые прореагировали с веществами, окружающими ДНК, часто приводят в образованию радикалов.

## КАНЦЕРОГЕНЫ

Что касается канцерогенов, то хорошим примером является бензпирен - вещество, образующееся при горении угля и углеводородов, например бензина. Он содержится в выхлопных газах и дыме от костра. Безпирен имеет высокое сродство к ДНК и встраивается в структуру ДНК, нарушая тем самым последовательность нуклеотидов. Есть и другие механизмы повреждения ДНК.

Внешними воздействиями причины не ограничены. Внутренняя кухня тоже не без изъяна. ДНК - динамичная молекула, которая часто удваивается, постоянно распутывается и спутывается, меняет свое положение в пространстве. Не все из этих процессов проходят гладко, и могут возникать разрывы нити ДНК, перестановка и даже потеря участков цепи, слияние нескольких молекул в одну. При делении клетки не все хромосомы могут поспеть за вновь образующимися клетками, и у одной из дочерних клеток может оказаться меньше хромосом, а у другой больше. Это тоже мутация.

Удвоение ДНК тоже происходит не точь-в-точь, а с ошибками. Более того, каждая копия немного короче оригинала, потому что края (теломеры) сложно скопировать. Рано или поздно (когда мы уже старые) теломеры укорачиваются настолько, что в "под нож" попадают кодирующие участки ДНК.

Все это звучит страшно, но во-первых, часто мутации являются безразличными и редко имеют негативные последствия, во-вторых в ходе эволюции возник механизм починки повреждений ДНК, который неплохо справляется со своими обязанностями, а в-третьих, мутационный процесс необходимый компонент для эволюции и позволяет появиться на свет тому, чего в природе еще не было.

Биохакер Джошуа Зайнер хочет создать мир, в котором любой человек способен и в праве экспериментировать со своей ДНК. Почему нет?

«У нас здесь немного ДНК и шприц», – говорит Джошуя Зайнер в комнате, полной синтетических биологов и других исследователей. Он наполняет иглу и вонзает её в кожу. «Это изменит мои мышечные гены, и даст мне больше мышечной массы».

Зайнер – биохакер, он экспериментирует с биологией в DIY, а не в обычной лаборатории, – выступил на конференции SynBioBeta в Сан-Франциско с докладом «Пошаговое руководство по генетическому изменению себя с помощью CRISPR», где в других презентациях участвовали академики в костюмах и молодые руководители типичных биотехнологических стартапов. В отличие от прочих, он начал своё выступление, раздавая образцы и буклеты, в которых объяснялись основы DIY генной инженерии.

Биохакер Зайнер выступил на конференции SynBioBeta с докладом «Пошаговое руководство по генетическому изменению себя с помощью CRISPR»

Если вы хотите генетически модифицировать себя, – это не обязательно сложно. Когда он предложил образцы в маленьких пакетиках толпе, Зайнер объяснил, что ему потребовалось около пяти минут, чтобы сделать ДНК, которую он привёз на презентацию. В пробирке был Cas9, фермент, который разрезает ДНК в определённом месте, ориентированном по направляющей РНК, в системе редактирования генов, известной как CRISPR. В этом примере он был разработан для выключения гена миостатина, который вырабатывает гормон, ограничивающий рост мышц и уменьшающий мышечную массу. В исследовании, проведённом в Китае, собаки с отредактированным геном имели удвоенную мышечную массу. Если кто-то из зрителей захотел попробовать, они могли взять пробирку домой и ввести его позже. Даже капая его на кожу, сказал Зейнер, вы получите эффект, хотя и ограниченный.

Зайнер имеет докторскую степень по молекулярной биологии и биофизике, он также работал научным сотрудником в НАСА по модификации организмов для жизни на Марсе. Но он полагает, что синтетическая биология для редактирования других организмов или себя может стать столь же простой в использовании, как, например, CMS для создания веб-сайта.

«Вам не нужно знать, какой промотор использовать чтобы заставить работать нужный ген или фрагмент ДНК, – говорит он, используя некоторые технические термины из генной инженерии. «Вы не хотите знать, какой терминатор использовать, или ориджин репликации… Инженер, программирующий ДНК, должен знать, как это сделать. Но единственное, что вам нужно знать, – так, я хочу, чтобы гриб был фиолетовым. Это не должно быть сложнее. Всё это вполне возможно – это просто создание инфраструктуры и платформы, чтобы любой мог это сделать».

Конечно, магазин приложений для генетического редактирования ещё не создан. Но немалое число биохакеров узнали достаточно, чтобы – порой необдуманно – экспериментировать над собой. Несколько человек, которых Зайнер знает, например, начали вводить себе миостатин. «Это происходит прямо сейчас», – говорит он. «Все эти вещи начали появляться буквально в последние несколько недель». Пока ещё рано говорить о том, улучшили ли инъекции экспериментаторов или вызвали проблемы, но некоторые надеются увидеть результаты в ближайшие месяцы.

Несмотря на проведённое в академических кругах время, Зайнер явно не является типичным исследователем и избегает идеи, что эксперименты должны ограничиваться лабораториями. Когда в НАСА он начал общаться с другими биохакерами через список рассылки, и узнал о проблемах тех, кто хотел делать DIY работу, – поставщиков было трудно найти, и они не всегда отправляли нужные заказы тем, у кого не было лаборатории, – он в 2013 году начал бизнес под названием The ODIN (Open Discovery Institute, and an homage to the Norse god), чтобы пересылать комплекты и инструменты людям, желающим работать в своём гараже или комнате. В 2015 году, решив покинуть НАСА, потому что ему не нравилось работать в их консервативной среде, он запустил успешную кампанию по сбору средств для набора DIY CRISPR.

«Единственное, что вам нужно знать, – так, я хочу, чтобы гриб был фиолетовым. Это не должно быть сложнее.»

В 2016 году он продал продуктов на сумму $200 000, включая набор для дрожжей, которые можно использовать для заправки светящегося биолюминесцентного пива, набор для обнаружения антибиотиков дома и полную домашнюю лабораторию по цене MacBook Pro. В 2017 году он ожидает удвоения продаж. Многие наборы просты, и большинство покупателей, вероятно, не используют их, чтобы изменить себя (многие комплекты идут в школы). Но Зайнер также надеется, что по мере получения новых знаний, люди будут экспериментировать более необычными способами.

Зайнер продает полную домашнюю лабораторию биохакинга примерно по цене MacBook Pro.

Он задаёт вопрос, являются ли традиционные методы исследования, такие как рандомизированные контролируемые испытания, единственным способом сделать открытия, указывая на то, что в новой персонализированной медицине (такой как иммунотерапия рака, которая персонализирована для каждого пациента), размер выборки одного человека имеет смысл. В своём выступлении он утверждал, что люди должны иметь возможность самостоятельно экспериментировать, если захотят; мы меняем нашу ДНК, когда пьём алкоголь или курим сигареты, или дышим грязным городским воздухом. Многие действия, санкционированные обществом, более опасны. «Мы жертвуем, возможно, миллион людей в год автомобильным богам» – сказал он. «Если вы спросите кого-нибудь: "Не могли бы вы избавиться от автомобилей?" – нет.» (Зайнер экспериментировал по-разному, включая экстремальную пересадку фекалий DIY, которая, по его словам, вылечила его проблемы с пищеварением, он также помогает больным раком с DIY иммунотерапией).

Если вы измените свою ДНК, вы можете затем секвенировать свой геном, чтобы увидеть, произошло ли изменение. Но эксперимент в гараже не может предоставить столько информации, сколько обычные методы. «Вы можете подтвердить, что вы изменили ДНК, но это не значит, что оно безопасно и эффективно», – говорит Джордж Чёрч, профессор генетики в Гарвардской Медицинской Школе (которая также выступает в качестве адвайзера компании Зайнера, признавая ценность биологически грамотной публики в веке биологии). «Всё, что он делает, – говорит вам, что вы сделали правильную работу, но это может быть опасно, потому что вы также изменили что-то ещё. Это может быть неэффективным в том смысле, что недостаточно клеток было изменено, или уже слишком поздно, и ущерб уже был нанесён». Если ребёнок рождается с микроцефалией, например, изменение генов в его теле, скорее всего, не повлияет на его мозг.

«Мы живём в невероятное время, когда мы изучаем очень многое в биологии и генетики благодаря CRISPR, но мы всё ещё многого не знаем о безопасности редактирования человеческих клеток с помощью CRISPR.»

Любой, кто хочет ввести себе модифицированную ДНК, рискует без достаточного количества данных или, возможно, любых реальных данных – о том, что может произойти, для принятия обоснованного решения. Это, наверное, само собой разумеется: не пытайтесь делать это дома. «Мы живём в невероятное время, когда мы изучаем очень многое в биологии и генетики благодаря CRISPR, но мы всё ещё многого не знаем о безопасности редактирования человеческих клеток с помощью CRISPR», – говорит Алекс Марсон, исследователь в области микробиологии и иммунологии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско и эксперт по CRISPR. «Очень важно, чтобы оно проходило через тщательные и проверенные тесты безопасности в каждом случае, и делалось ответственным образом».

В Германии биохакинг теперь вне закона, и человек, проводящий эксперименты за пределами лицензированной лаборатории, может получить штраф в размере €50 000 или три года в тюрьме. Всемирное антидопинговое агентство теперь запрещает все формы редактирования генов у спортсменов. Однако в США биохакинг ещё не регулируется. И Зайнер не считает, что вообще должен, он сравнивает опасения, что люди изучают, как использовать синтетическую биологию, с опасениями изучения, как использовать компьютеры, в начале 1980-х. (Он приводит интервью 1981 года, в котором Тед Коппел спросил Стива Джобса, есть ли опасность того, что люди окажутся под контролем компьютеров.) Зайнер надеется продолжать помогать как можно большему числу людей, становится более «грамотными в ДНК».

«Я хочу жить в мире, где люди генетически модифицируют себя. Я хочу жить в мире, где все эти классные вещи, которые мы видим в научно-фантастических телешоу, реальны. Может быть, я сумасшедший и глупый… но я думаю, наверное, это действительно возможно».

Вот почему, он сделал себе инъекцию перед толпой на конференции. «Я хочу, чтобы люди перестали спорить о том, можно ли использовать CRISPR или нельзя, нормально ли генетически модифицировать себя», – говорит он. «Уже слишком поздно: я сделал выбор за вас. Споры закончены. Давайте продолжим. Давайте использовать генную инженерию, чтобы помочь людям. Или дать им фиолетовую кожу».

Могут ли полезные или вредные привычки, диеты и занятия спортом отразиться на детях или внуках? Не аукнется ли потомкам наш недосып или лишние бокалы шампанского - вдруг из-за наших неразумных решений у детей проявится склонность к алкоголизму, диабет или синдром запястного канала? Look At Me приводит основные аргументы учёных-генетиков, врачей и других специалистов, которые ответили на этот вопрос в разделе «Ask Science» на Reddit.

Влияет ли образ жизни на ДНК?

Хотя образ жизни не влияет на структуру ДНК, он может оказать воздействие на факторы, которые регулируют активность генов. Это явление называется эпигенетическим наследованием: в зависимости от того, какие факторы влияли на организм в течение жизни, у его потомства могут проявиться или, наоборот, не проявиться некоторые свойства, изначально заложенные в генетический код.

Структура самого генома, передающегося потомку, может быть изменена только во время беременности: плохое питание, стрессы или заболевания, перенесённые матерью в этот период, могут стать причиной мутаций на генном уровне и нарушения структуры ДНК - например, из-за таких мутаций могут родиться дети с лишней хромосомой. Но эти изменения довольно случайны, возникают не всегда и часто не связаны с образом жизни матери. Это генная аномалия, которую трудно предсказать до зачатия, но сегодня будущих родителей могут предупредить с помощью пренатальной диагностики - в программу исследований входит специальный тест, позволяющий проверить плод на 6000 возможных нарушений в развитии.

Однако не все свойства, передающиеся от родителей потомкам, заложены в ДНК. Механизм наследования вне структуры генетического кода изучает специальный раздел науки - эпигенетика. Сам термин был придуман англичанином Конрадом Уоддингтоном в 50-х. Учёный ещё не знал, как устроен геном человека, но догадывался о существовании некоего механизма, который управляет наследственным материалом живых существ. В 1990-е годы, когда был расшифрована ДНК человека, исследователи вспомнили про эпигенетику и нашли подтверждения гипотезам Уоддингтона. Сейчас эпигенетическим (дословно - «надгенным») наследованием называют все изменения, связанные с фенотипом или экспрессией генов, которые проявляются у потомков в первом поколении у живых существ и в нескольких поколениях у клеточных организмов.

учёные не знают, как именно происходит наследование у живых существ. Чтобы отследить причины проявления похожих признаков, нужно учесть бесконечное множество факторов: условия, в которых происходил рост и развитие животного, факторы внешней среды, экологию, космическое излучение и так далее. Исследователи не могут точно сказать, что влияет на экспрессию генов, и если у вас проявляются те же свойства, что у ваших родителей - это не значит, что они передались вам генетически. Возможно, на ваш фенотип влияет климат, ритм жизни в родном городе или потребление продуктов питания, привычных для вашей семьи.

Особенно трудно описать механизм наследования определённых признаков и черт характера у людей - в отличие от большинства животных, люди в своём развитии сильно зависят от социума, и на ребёнка в процессе взросления оказывают воздействие его родственники, сверстники, учителя, герои фильмов, принятые в обществе нормы и порядки. Грубо говоря, если в семье три поколения занимаются спортом, это не значит, что дети наследуют рельефные мышцы генетически: в первую очередь на них влияет воспитание и семейная традиция проводить вечера в спортзале.

Но что если передаваться от поколения к поколению могут не только физиологические характеристики, но и паттерны поведения? Благодаря этому вопросу совсем недавно появилось новое направление - поведенческая эпигенетика. Учёные, работающие в этой сфере, предполагают, что образ жизни родительского организма может повлиять на характер и поведенческие сценарии потомка.

В 2013 году в авторитетном журнале Neuroscience были опубликованы результаты эскпериментов, проведенных на лабораторных мышах: исследователи научили животное бояться запаха вишни (выбор аромата они, кажется, ничем не объясняют), а затем наблюдали проявление такого же страха у потомства этой мыши и даже последующих поколений.

Мы не можем точно знать, что послужило причиной этому: возможно, механизм генетической передачи поведенческих сценариев гораздо более сложен и у мышей проявляется совсем не так, как у людей. Но биологи говорят, что возможность передавать приобретённые навыки генетическим путём была бы неплохим акселератором эволюции, ведь таким образом более совершенные существа появлялись бы значительно быстрее, чем вследствие случайных генных мутаций. Если верить в то, что природа устроена логично, передача паттернов поведения была бы очень кстати для развития живых существ.

но передаются ли потомкам все поведенческие сценарии, или только те, что были полезными для родительского существа? Страх - это проявление инстинкта самосохранения, который помогает мыши защитить себя и будущее популяции, а привычка употреблять алкоголь, например, имеет прямо противоположный эффект. Генетики говорят, что присутствие в генеалогическом древе нескольких страдающих алкоголизмом родственников не увеличивает шансы ребёнка пристраститься к выпивке: скорее всего, в его ДНК будет предрасположенность к алкоголизму, но без побуждающего влияния социальной среды этот ген не проявится.

Получается, что опыт, полученный родителями, всё-таки может повлиять на потомство, но не может изменить ДНК. Так как эпигенетическое наследование открыто совсем недавно, у исследователей не было возможности отследить его на нескольких поколениях людей: сейчас феномен изучают на мышах, структура ДНК которых близка к человеческой, а скорость размножения позволяет отследить экспрессию генов на родителях, детях и внуках. Но вопрос о проецировании результатов экспериментов на людей остаётся открытым.

Занимаясь спортом или соблюдая правильный режим питания, вы не меняете свой генетический код, но используете возможности, заложенные в него природой. Можно сравнить это с игровыми приставками: вставляя разные картриджи, вы получите разные результаты, но без самой консоли с определёнными техническими характеристиками картриджи ничего не значат. В любом случае, заботиться о себе и своём здоровье - неплохая идея, даже если выработанные с таким трудом полезные привычки не передадутся вашим детям эпигенетически.

Первая операция по изменению ДНК в организме человека и человеческого эмбриона, точнейшие технологии редактирования генов на основе CRISPR и громкие истории излечения тяжелых наследственных заболеваний. О самых важных последних открытиях в генетике - в материале «Футуриста»

​Важнейшее достижение в медицинской генетике - расширяющееся использование технологий редактирования генома человека как для изучения генетических механизмов, контролирующих ранние этапы развития эмбриона, патогенеза наследственных заболеваний, так и для коррекции генетических дефектов. От экспериментов на клеточных линиях и животных в прошлом году перешли к клиническим испытаниям редактирования генома для терапии наследственных болезней на человеке, рассказывает Вера Ижевская, доктор медицинских наук, заместитель директора по научной работе Медико-генетического научного центра РАН.

В США одобрили генную терапию на людях

В августе Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило генную терапию CAR-T против лейкемии у детей. Этот метод заключается в генетической модификации собственных клеток крови пациента. Врачи сначала собирают T-лимфоциты пациента, а затем в лаборатории перепрограммируют их. Затем клетки помещают обратно в тело, где они начинают активнее разрушать раковые клетки. Всего через два месяца ведомство одобрило еще одну CAR-T терапию, на этот раз предназначенную для лечения агрессивной неходжкинской лимфомы у взрослых.

И, наконец, в декабре было получено разрешение на использование Luxturna – терапии, направленной на модификацию одного конкретного гена непосредственно в теле пациента. Этот метод используется при лечении редкой формы унаследованной слепоты – врожденного амавроза Лебера. Это состояние вызывается мутацией в гене RPE65. В каждый глаз пациента вводится инъекция, которая доставляет правильную копию гена RPE65 непосредственно в клетки сетчатки. Однако это лечение очень дорогостоящее: аналитики подозревают , что одна процедура может стоить до 1 миллиона долларов. Подобные процедуры проводили в экспериментальном порядке в Великобритании еще в 2008 году. Тем не менее, одобрение метода на государственном уровне – значимое событие.

Генная терапия восстановила кожу семилетнего мальчика

Кожа ребенка с буллезным эпидермолизом

В ноябре итальянские исследователи объявили , что комбинация генной терапии и лечения с помощью стволовых клеток почти полностью восстановила кожу семилетнего мальчика, страдающего редким наследственным заболеванием – буллезным эпидермолизом. Оно вызывается мутациями в генах LAMA3, LAMB3 и LAMC2, которые отвечают за образование белка ламинина-332. В этом состоянии кожа и слизистые оболочки покрываются болезненными волдырями и становятся чувствительными к незначительным механическим повреждениям.

Исследователи взяли здоровые клетки кожи у пациента, и на их основе вырастили культуры кожи, в которые с помощью ретровирусов ввели здоровую копию гена LAMA3. Модифицированный ген попадал при этом в произвольное место, однако это не нарушило работу других генов. Затем трансгенную кожу привили ребенку на открытые участки дермы. В течение 21 месяца восстановилось около 80% его кожи.

По словам авторов исследования, прогнозы Хассана были очень плохими: он потерял почти весь эпидермис, был истощен и ему постоянно требовался морфин. В течение года перед началом эксперимента он питался через трубку, и поддержание его жизни стоило огромных усилий. Ему пытались пересадить кожу отца и использовать искусственные аналоги, но они не приживались. Сейчас мальчику 9 лет, он ходит в школу и чувствует себя хорошо. Это достижение свидетельствует о возможности лечения генетических заболеваний, которые считались неизлечимыми.

«Генные ножницы» стали гораздо точнее

Технологию CRISPR часто называют " генными ножницами" за ее способность вырезать и вставлять необходимые фрагменты ДНК легче, чем когда-либо прежде. Однако одним из главных препятствий на пути ее использования для лечения человеческих заболеваний являются так называемые внецелевые эффекты – непредусмотренные изменения в геноме после редактирования целевого участка. И все же эту технологию неуклонно совершенствуют. В 2017 году ученые объявили, что теперь с помощью CRISPR можно вносить изменения в РНК – для этого требуется белок Cas13.

Кроме того, в этом году стало широко известно о технологии, способной вносить точечные изменения в ДНК и РНК вместо того, чтобы вырезать и заменять целые фрагменты. Геном человека содержит шесть миллиардов химических оснований – A (аденин), C (цитозин), G (гуанин) и T (тимин). Эти буквы соединяются попарно (A с T, а C с G), образуя двойную спираль ДНК. Стандартные методы редактирования генома, в том числе CRISPR-Cas9, делают двухцепочечные разрывы в ДНК. Однако это слишком грубое решение проблемы, особенно в случаях, когда необходимо исправить точечную мутацию.Технология базового редактирования (ABE) предлагает более эффективный и чистый вариант: она позволяет точечно заменить одну букву в паре на другую. Белок Cas, в технологии CRISPR разрезающий нити ДНК, теперь просто прикрепляется к нужному месту цепочки и приносит с собой другой белок, меняющий одну генетическую букву на другую. ABE не заменяет технологию CRISPR, а является альтернативным вариантом на случай, если требуется внести более тонкие изменения в геном.

ДНК отредактировали прямо в организме человека

Брайан Мадо с невестой перед операцией

В ноябре американские ученые впервые ДНК прямо в теле пациента. Как правило, методы лечения, затрагивающие генетику пациента, основываются на манипуляциях вне человеческого тела. Но в этот раз была использована капельница, которая доставила миллиарды копий корректирующего гена в тело пациента вместе с генетическим инструментом, разрезающим ДНК в нужном месте и освобождающим место для нового гена.

44-летний Брайан Мадо страдает синдромом Хантера – метаболическим заболеванием, при котором углеводы накапливаются в организме из-за недостатка определенных ферментов. До этого эксперимента мужчина перенес уже 26 операций. О результатах процедуры можно будет судить через несколько месяцев: в случае успеха его организм сможет производить необходимый фермент самостоятельно, и ему не придется проходить еженедельную терапию.

"После этого биотехнологическая компания Sangamo Therapeutics начала набор участников клинических испытаний этого метода с гемофилией B, синдромом Гурлера и синдромом Хантера. В случае успешных клинических испытаний появляется надежда на появление эффективных методов лечения наследственных заболеваний, прежде считавшихся неизлечимыми", - комментирует Вера Ижевская.

Первые операции по изменению ДНК эмбриона человека

В сентябре в Китае провели первую в мире операцию по редактированию генома человеческого эмбриона. Исследователи использовали упомянутую выше технологию редактирования базовых оснований ДНК, чтобы излечить бета-талассемию - заболевание, при котором нарушается синтез гемоглобина. Операция проводилась на синтезированных в лаборатории эмбрионах. Чуть позже об экспериментах по редактированию генома эмбриона рассказали шведские ученые.

"Одной из наиболее впечатляющих работ по изменению генома человека является исследование международной группы ученых в США, под руководством Шухрата Миталипова, сообщивших об успешном исправлении мутации гена MYBPC3, приводящей к гипертрофической кардиомиопатии, при редактировании гена эмбрионов человека", - комментирует Вера Ижевская.

Ранее эксперименты проводились на зародышах мышей. Это исследование пролило свет на потенциальное решение проблемы мозаицизма – наличие в тканях генетически различающихся клеток. Если у эмбриона есть две разные копии одного и того же гена, и впоследствии какие-то клетки получают нормальную версию, а какие-то – мутантную, что ведет к различным заболеваниям. Опыты показали, что если ввести CRISPR/Cas-редактор почти одновременно с оплодотворением, то этого можно избежать.

Генетическое тестирование

Одним из ярких инфоповодов уходящего года стала история биохакера Сергея Фаге , который утверждал, что он контролирует свое состояние, опираясь на результаты генетического тестирования. Однако эта методика очень противоречива. Исследование генома человека для определения его происхождения, склонности к тому или иному виду спорта и т.д., - относится к так называемой развлекательной генетике. Их проведение не требует специальной медицинской лицензии, как правило они выполняются коммерческими компаниями. Однако нередко на рынке предлагаются генетические тесты для подтверждения наследственного заболевания у больного, выявления мутаций, которые могут вызвать наследственное заболевание у обследуемого или его детей, тестирования предрасположенности к различным болезням.

"Здесь следует иметь в виду, что современные технологии анализа генома эффективны в первых двух случаях, касающихся мутаций, которые вызывают редкие наследственные заболевания. Что касается тестирования предрасположенности к частым заболеваниям (сердечно-сосудистым, диабету и т.д.), то они имеют невысокое прогностическое значение и их результаты часто сопровождаются общими рекомендациями о необходимости вести здоровый образ жизни. В любом случае, генетическое тестирование с медицинскими целями должно быть назначено врачом, до него пациенту должно быть врачом-генетиком объяснено, что он может получить в результате тестирования, заключение также дает врач-генетик. Из этого следует, что учреждение, которое выполняет такие тесты, должно иметь медицинскую лицензию по специальностям "генетика" и "лабораторная генетика" и соответствующий штат квалифицированных специалистов", - объясняет Вера Ижевская.

Что делать пациенту с этой дорогостоящей информацией, далеко не всегда понятно.