Человек редактированный, или Биомедицина будущего

Эти генетические элементы есть у бактерий, у вирусов, у всех организмов. Однако бактериальные промоторы не будут работать в клетках млекопитающих просто потому, что в этих клетках нет бактериальных белков, которые узнают генетический текст промотора и запускают работу гена. А вот если вирус (например, гриппа) способен инфицировать клетки человека и размножаться в них, это значит, что его — вируса — промоторы, регуляторные элементы включения генов, универсальны для вируса и человека. С очень высокой степенью вероятности они смогут контролировать и работу генов человека, если их правильно разместить в генно-инженерной конструкции.

УПРАВЛЯЮЩИЕ РАБОТОЙ ГЕНОВ

Сформировавшись из одной клетки, наш организм становится многоклеточным, и во взрослом состоянии насчитывает около 10¹⁴

клеток более двухсот различных типов. У нас есть кровь, глаза, волосы и т. д., причем в клетках, составляющих различные органы, — один и тот же геном, который был заложен в исходной зиготе. Но представьте себе, какой будет ужас, если в волосяном фолликуле вдруг заработают гены, предназначенные обеспечивать, скажем, генерацию эритроцитов, и волосы станут красными от эритроцитов! Или в глазах начнут работать те гены, которые контролируют рост волосяного фолликула...

Думаете, ничего подобного не может быть? Увы, это происходит, когда начинается патологический процесс. Но в норме работа генов в каждом клеточном типе контролируется исключительно строго отдельными участками ДНК. Определенный район ДНК, который лежит в непосредственной близости к гену и обеспечивает проявление этого гена, называется промотором (от англ, promote — «продвигать», «способствовать», «рекламировать»). Когда-то эти участки генома относились к так называемой мусорной ДНК, потому что ученые не знали ничего об их назначении. Теперь мы знаем, что регуляторные (промоторные) последовательности, составляющие около десяти процентов генома, есть у каждого гена или их комбинаций.

Знание генетического текста вирусных промоторов оказалось для ученых крайне важным. Нам уже известно, что вирусы не могут размножаться вне клетки, а попав в нее, вирусный геном начинает усиленно функционировать, обеспечивая размножение вируса, то есть все его промоторы должны быть очень активны. Этим и воспользовались наблюдательные генные инженеры. Они предположили, что если в генетическую конструкцию поместить вирусный промотор, а за ним смонтировать нужный ген, кодирующий, например, синтез эритропоэтина, то вирусный промотор, способный работать в любых клетках, обеспечит высокий уровень синтеза и вне организма — в выбранной культуре клеток млекопитающих. Таким образом, начав когда-то с бактерий, люди со временем точно так же научились работать с клетками млекопитающих и человека in vitro (вне организма), чтобы вводить туда с помощью генных манипуляций определенные гены и производить нужные биомедицинские белки.

Подведем небольшой итог. Ученые начали с бактерий: в бактерию можно ввести любой ген, она очень быстро размножается, передавая нужный ген по наследству, и синтезирует необходимые белки. На следующем уровне мы научились получать нужный белок не только в клетках бактерий: любой белок человека сегодня удается синтезировать в человеческих клетках, культивируемых вне организма.

Возможности генной терапии

Ген должен работать на своем месте