Здравейте Днес ще говорим за няколко от основно значение биотехнологиите. Ще започна с една история за най-популярната технология, наречена CRISPR / Cas9 и усещания, които са свързани с нея. Тогава аз ще ви разкажа за това, какво друго са биомедицински технологии в бъдещето и настоящето.
CRISPR / Cas9 - технология, която вече е създадена през живота ни, там са генетично модифицирани организми, направени с нея помощ, те преминават от една опростена система за регистрация в западните страни, като например тези гъби, които не потъмняват във въздуха. Наскоро направихме дори един домат, който не изисква самоопрашване. Можете да направите генетично модифицирани хора. И все пак хората не правят, но генетично модифицирани ембриони. Първите творби са направени с помощта на тази технология CRISPR / Cas9 в Китай. Сега във Великобритания е разрешено да извършват по-нататъшни изследвания на тази технология. Въпросът за създаване на генетично модифицирани хора е само въпрос на време, мисля, около десет години. Тази технология ни позволи да направим това, което се нарича верижна реакция мутагенен. Това е начин да се заобиколи закона на наследствеността Мендел. Това означава, че ние обикновено се предаде на тяхното потомство само част от някои от техните гени, но можем да направим такава генетична модификация, която ще бъде изпратена до всички негови потомци. Генът, който ние страдаме, той може да скочи от отеческите хромозомите на родителя, майка на баща си, и по този начин получава всички потомци на организма - това ни дава възможност да се включат в генното инженерство и населението. Ние можем да направим така, че някои от гените в тялото да започне да работи, след като сме ПСОВ Тим тях светлина, тоест контрол на тялото optogenetics гени. И ние можем да направим така, че променените гени, след като блестеше светлина върху тях с определена дължина на вълната, също благодарение на CRISPR / Cas9 технология.
Какво е това? Тя е заимствана от хората в бактерии, които имат такава система на антивирусната имунитет. Това показва вирус [шоу пързалка - ок. ]. В горния десен ъгъл показва как вирусът инжектира нейната ДНК в бактериалната клетка, а след това бактериите могат да вземат парче от ДНК, и да го вградите в специално място в своя геном, наречена CRISPR касета. И има различни цветове показват различни фрагменти от вируси, бактерии, както и кои нейните предци, възникнали по време на еволюционната история. Това е един вид на актуализиране на антивирусната база данни с памет в тази бактерия. След това Бактериите са в състояние да създадат една ивица, копия от вирусни фрагменти тук в големи количества. Тя има специален протеин, наречен cas9, той взима тези фрагменти, и, точно както в полицейското отпечатък търсене на нарушителя, тя отнема фрагменти от вируси и търсене на пълен вируси вътре бактериите и ги унищожава. Красотата на това нещо е, че ако се хвърли в този протеин cas9, полицията, другите пръстовите отпечатъци, има и други последователности на РНК, а след това можете да го принуди да намали ДНК на всеки, където искате. Това означава, че можете да програмирате системата. И заради това можем да го използваме не само в случаите, които вече са споменати, но също така, например, за да се създаде по-устойчиви на вируси не бактерии, и има множество други групи, например растения, устойчиви на вируси, или дори човешки клетки, които са резистентни на този вирус, като човешки имунодефицитен вирус. Особеността на този вирус е, че той е в състояние да включи своя генетичен материал в клетките ни - клетки на имунната система и по този начин, те могат да съществуват. Вече направените в епруветки на култура на човешки клетки, такива клетки, в които ХИВ се изрязва, което означава, че не може да ги зарази. В бъдеще, то е, за да ни позволи да се създаде принципно нови подходи за лечение на ХИВ инфекция, а може би дори и за нейното предотвратяване. Ако можем да направим самите съкращения точка в ДНК, след което можем да направим и много място скоростта, защото ако направи разреза, може да има нещо, което да се изгради и по този начин, тези технологии се използват за създаване на генетично модифицирани човешки клетки, животните, растенията , бактерии, гъбички, и всичко каквото си искате.
Аз ще ви кажа няколко примера за това, че всички генно инженерство, а не непременно с помощта на CRISPR / Cas9, но и други методи, като ви позволява да правите с животни. Вляво виждате напомпана ръка, това е генетично модифициран, го изключили гена, който кодира протеин миостатина, протеин, който ограничава растежа на мускулите, както и че можем да създадем супер силни мишки. Аз не знам дали хората са супер силни в близко бъдеще, но съществува теоретична технология, и можем да го направим.
Можете да направите хуманизирани животни. Хуманизирани животни - са животни, които имат някои от гените, или на клетките, първоначално човешки произход. Например, човек е ген, който кодира протеин, наречен FOXP2. Важно е, защото мутация в този ген води до нарушаване на човешка реч. Можете да вземете мишката (и го е направил) и вариант на този ген, който е различен от човека, за да замени човека. Разбира се, мишката не говори, но се оказа, че се справя по-добре с някои интелектуални задачи. Това е задача на фундаменталната наука, но ние можем да използваме хуманизирани животни и в практически приложения в медицината. Така например, създаване на генетично модифицирани мишки, които се раждат, нямат имунната система, и след това се прехвърлят в техните човешки клетки на имунната система. И тогава тези мишки могат да бъдат заразени, например, една и съща човешкия имунодефицитен вирус, който обикновено не се зарази мишки, и да проучи как този вирус унищожава клетките, съответно, да експериментират с тях, за да се провери кои лекарства предлагат ефективна защита срещу вируса, и т.н. ,
Възможно ли е да се направи Spider-Man? Мисля, че този въпрос на всички заинтересовани страни. Spider-Man все още не е направено, но направих една коза-паяк. Изглежда, разбира се, както обикновено коза, но й се добива мляко, уеб, защото в интернет - е протеин и паяк имат ген, който кодира този протеин, ние можем да го преместите на козата, за да се произведе този млечен протеин. Материалът, който се получава от тези кози, наречен "biostal", тя се развива канадска компания Nexia. Има две идеи, поради които може да са необходими. На първо място, този материал е по-силна и по-лек от кевлар, така че теоретично може да използвате за създаване на бронежилетки, и все пак той е много добър за създаване на биоразградими хирургически конци за тяхната здравина и биоразградимост.
Но можем да променим гените вече възрастен? Ясно е, че ние имаме трилиони клетки, всяка клетка е генетично променят трудно. Но има и хора, страдащи от генетични заболявания, които биха искали да помогнат. И, странно, тук стигаме до помощта на вируси. Тъй като вирусите са в състояние да зарази някои от нашите клетки, са в състояние да ги достави в генетичния материал. И често ние да се коригира дефекта не е необходимо да се коригират всички човешки клетки, и да решите някои от тях. Например, има заболяване на хемофилия, в която е сведена до минимум лошите кръвта. Това се дължи на факта, че чернодробните клетки не произвеждат достатъчно специфичен фактор на кръвосъсирването. Можем да вземем един вирус, който обикновено заразява чернодробните клетки, тя се отърве от вредния генетичен материал и да се замени на генетичния материал, оставяйки го само черупка, които всъщност трябва да проникне в клетката. Към тази обвивка дефектен ген, който кодира фактор на кръвосъсирването. И тогава ние ще работим усилено този вирус при пациенти, той намира този вирус чернодробните клетки, което ги прави генетичния материал. И въпреки, че пълно възстановяване при хора все още не са наблюдавани в клинични проучвания, но те започват да се появяват свой собствен фактор на кръвосъсирването в някои, ако не е достатъчно, за да са здрави, но това е достатъчно, за да се намали количеството на симптомите на заболяването. Такава генна терапия сега е много активна част в практиката.
Много важен протеин, който е погребано и е установено, хората в водорасли, наречен kanalorodopsin. Това е протеин, който е в състояние да реагира на светлина. Когато става тъмносин цвят, той играе ролята на такъв канал, тук върху външната част на клетката, от дъното - вътрешността на клетката, и в отговор на светлина, протеинът преминава в клетката на натриеви йони. За водорасли, в които протеинът е нормално се срещат в природата, това е някакъв сигнал, че е бледо, трябва да фотосинтезират. Но ако ще се премести този протеин в нервните клетки на бозайник, получаваме светлина активиран нервните клетки, защото на нервните клетки, които сигнализират - до входа на натриеви йони - това е сигнал за активиране на предаването на нервни импулси поколение. И по този начин ние можем да създадем светли активира нервните клетки и изучаваш как работи мозъкът, какво би станало, ако такава клетка е активирана. И ние можем да го използвате и за лечение на някои заболявания. Досега това е било направено на плъхове. Налице е заболяване, при което се разрушава ретината. Тук сме поставени пръчките и конуси [точките на слайд - ок. ] - това са клетки, които обикновено реагират на светлина. Пред тях има ганглий клетки - те се обобщи сигнал от тези клетки и ги предава на мозъка, и това се случва, че клетките умират. Тогава учените дойде с следните: са плъховете, в която клетките са убити и пренасяни от гени на вируса в клетките на светлочувствителни протеини kanalorodopsinov и имаха плъхове, които могат да бъдат ориентирани в пространството без конусите и пръти. Те са по-добре да мине през лабиринта. Все още не е пълноправен визия, но това е значително подобрение спрямо предходната ситуация.
Най-интересните експерименти тук, използващи този подход (наречена optogenetics) са направени от учени Сусуму Тонегава в гризачи, които той промени паметта. Експериментът се състои от следното: създадени генетично модифицирани гризачи, които, ако те не дават специфични лекарства, тези нервни клетки, които са активни в мозъка в определено време, те започват да произвеждат kanalorodopsin и са обозначени, т.е. стане светло-активиран. Тяхната от раждането до провеждане на лекарство, което пречи на този процес, и след това те се отстраняват с лекарството и се поставя в определено място, обикновено червено. И тези клетки, които са били активни, докато мишката е в тази стая, са етикетирани. След това мишката се прехвърля в друга стая, а в друга стая в същото време те бие ток и да блестят в областта на мозъка, която се предполага, че във връзка с определянето на място в пространството. И тези мишки след това се страхуват от стаята, където не бяха бити на ток. Подобни експерименти са били извършени с положителни стимули. Това ни показва, че паметта не е собственост на душата, и това е нещо, този материал е, че учените вече знаят как да се дори за прости модели, но се променя.
Друга област на приложение на генното инженерство - това е борба с рака. Тук се намира един от най-интересните разработки - е създаването на клетките на имунната система на човека, които са в състояние да признае някои видове ракови клетки. Обикновено, пациентът приема своите имунни клетки, те се поставят в епруветка, когато е необходимо генни модификации правят с тях, след което клетките се връщат в пациента, и тези клетки борба с рака. Тя вече е достигнала етап на клинични проучвания, в които има положителни резултати, и аз мисля, че в 10-20 години, всичко това ще влезе в по-широка практика. Ето пример за едно момиче, което е излекуван с помощта на подобна технология от левкемия. Функцията за историята, защото лечението не се използва клетки от собствените си, а някои от универсалните клетки, които са подходящи за голям брой получатели. Това е 20-30 години, можете да си представите, че медицината не всичко е така, но някои видове рак ще се появят като инжектиране на клетките, които могат да бъдат закупени в дадена фирма, просто ти се въвеждат, а след това ракът си отива. Не всички видове рак, ще бъдат третирани добре, но част от него е.
Там е проблема със застаряването. Какво можем да направим тук, с помощта на генното инженерство. Когато молекулата на ДНК се удвоява, така че това е подредена така, че да с върховете леко скъсени. И за да се съкрати това не се отрази на важни гени се намират в хромозоми от хромозоми има защитени зони от двете страни, които се наричат теломери. И те са съкратени, тъй като тялото възрасти. Ако сте приели старите клетки на тялото, те имат теломерите са по-къси от тези на по-младите. Стареене не е единственият фактор, но също така се счита за важно. И има клетки в нашето тяло, в което няма съкращаване, защото те имат специален ензим, наречен теломераза, а той знае как да се завърши изграждането на краищата на теломерите в пълния им дължина. И така, идеята - какво ще стане ако вземем вирусите и вирусите с помощта на теломеразата достави в различни клетъчно стареене на организма. Това беше направено в гризачи и са били около 20% удължаване на живота им. Очаква се, че тези гризачи често са болни от рак, защото теломераза насърчава клетъчното делене, но те са по-склонни рак не е болезнено. Ето един интересен резултат на това може да провежда само изследвания върху хора, и може да бъде, и хората, че помага, също, макар и да не е гарантирана.
Друг биотехнологии, която мисля, че е много важно - това е клониране. Спомняте ли си за овцете Доли. Какво е клониране? Ние имаме едно яйце донор - овца, тя си дава яйце, яйцето е извадено от активната зона, и получава празен яйце. Освен това, той е родоначалник на овцата Доли. От това отнема една клетка за възрастни, т.е. набор хромозоми на майката и бащина произход, с двоен набор хромозоми, ядрото се отстранява и се прехвърля в празна яйцеклетка. И така се оказва, че такова яйце с ядрото започва да се развива като ембрион. Това ембрион е просто да се движат заместител на овце, и да се измъкнем от това овцата Доли, тя се роди. В действителност това не е първото клониране, което се е случило. Имаше нещо много подобно се извършва в Русия, името на учен лаборатория Chailakhyan. Те направиха почти едно и също нещо, само с мишката, мишката я наричаше Маша. Те взеха клетки не от възрастен организъм, както и от ембриона. По принцип технологията е почти същото.
И това, което е интересно, какво подобие на клониране вече се използва за медицински цели. Вероятно сте чували за децата от три родители. Историята е свързана с факта, че има не само на генетичния материал в ядрото, където майката и по бащина хромозомите, но все още имат митохондрии - те имат своя собствена ДНК, нейната клетъчна мембрана, те плуват в цитоплазмата. И така се случва, че митохондриите са повредени. И тъй като те се предават само чрез майката, ако майката има тази митохондриална болест, на всички нейни ще бъде болен. И за да се лекува това заболяване, да вземе на ембриона, което може да се получи по най-простия класическия начин (баща, майка да роди ембрион), тя е извадено от активната зона, и тя се прехвърля в едно яйце с здрави митохондрии, което осигурява здравословна втора майка. Неговият генетичен принос ще бъде по-малка от тази на първата майка, но и доста съществени. И тогава тази клетка се прехвърля в първия майката и тя ражда здраво бебе. Ето един пример poseredinke - едно момиче, което е родено с помощта на тази технология, с него всичко е наред. В един момент, тази технология е забранено, и тези деца вече няма да се появяват. Напоследък тя отново позволено. Клонирането на технологията е много полезна, защото ако направите една клетка, която ще бъде модифицирана гени, можете да от тази клетка, което трябва да се премести на ядрото в яйцето и след това се клонира и да се измъкнем от това генетично модифициран организъм. Едно от нещата, които може да се направи, например, да възкреси изчезнали видове, тъй като тя предлага да се направи учен Георги Победоносец (това е много добре познат на биотехнологиите), за да мамут. Един от предполагаемите места (теоретични за сега), където те биха могли да се размножават мамути, е в Русия, за да плейстоцен парк. За да се клонира мамут, би било желателно, разбира се, имат здраво мамут клетка, от която можете да просто да вземем ядрото, се премести в слон яйце и да получите бебе мамут. Но здравите клетки, докато не можахме да намерим. Но там е генома на мамут ДНК, за да го пазят, за да можем да отидем по заобиколен начин - може да отнеме клетката на слона, един след друг, за да стигнат до мутации, които носят на клетката на слона в клетката на мамут, а след това се прехвърля в ядрото на клетката в яйцето на слон и да се роди мамут. Но ако можем да го направим с мамут, тогава бихме могли да направим и неандерталец. На въпроса доколко съвременните биотехнологии може да дойде да се промени един човек. Неандерталците са имали по-големи мозъци, ние ги е убил по едно време, ние можем да ги възкреси. Така че, нов лек за рак, нов лек за вируси и неандерталците. Благодаря ви за вниманието.
Сподели:
Свързани статии