Izibook.club
Читать онлайн книги!
  • Главная
  • Жанры
  • Авторы
  • ТОП книг
  • ТОП авторов
  • Контакты

Человек редактированный, или Биомедицина будущего

Часть 17 из 35 Информация о книге

Однако с проблемой попутных штаммов технологи научились бороться следующим образом. Специалисты выяснили, какие попутные, неправильные, ненужные нам бактерии появляются наиболее часто. И против них были найдены и выделены определенные бактериофаги, которые их убивали. При этом нужные микроорганизмы этими бактериофагами не инфицировались и чувствовали себя спокойно.

Вроде бы простое с технологической точки зрения производство, но какие там сложные взаимоотношения! Этот технологический процесс, который использовала компания Danone, отлично работал.

Но внезапно у Danone возникли серьезные проблемы. Работники компании обнаружили, что те бактериофаги, которые использовались в этом казалось бы стандартном технологическом процессе, перестали убивать ненужные бактерии. И творожки с йогуртами стали выходить скисшими, тухлыми, многие пошли в брак. Но почему?

Руководители Danone обратились за помощью к ученым. По случайности это исследование опять проводилось во Франции. Исследователи стали изучать бактерии Streptococcus thermophilus, которые наиболее часто используются для закваски, и устойчивость этого штамма к двум типам бактериофагов. Обнаружилось, что микроорганизм становится устойчив к фагу, если в его ДНК в район CRISPR попадает кусочек этого бактериофага и в бактерии активен ген Cas9. В 2007 году появилась работа, в которой было экспериментально показано, что наличие у бактерий кусочков вирусного генетического текста означает, что изучаемые бактерии были когда-то инфицированы этими вирусами и приобрели к ним иммунитет.

Прежде, до этого открытия, считалось, что адаптивный иммунитет присущ только высшим организмам, в том числе человеку. Благодаря его наличию, человек приспосабливается к окружающему миру в том смысле, что если он один раз встретился с некой инфекцией, то потом может стать к ней устойчивым. Многочисленные вакцины, которые, на наше счастье, снизили смертность от инфекционных заболеваний и тем самым увеличили среднюю продолжительность человеческой жизни лет на тридцать, как раз и связаны с адаптивным иммунитетом.

Как работает иммунитет

В отличие от бактерии, человек является многоклеточным организмом, в котором имеются различные ткани и есть системы органов, объединяющие различные ткани (опорно-двигательная, кровеносная и нервная системы), поэтому адаптивный иммунный ответ, функционирующий у человека, крайне сложен. Он основан на том, что распространение инфекции в сложно устроенном многоклеточном организме требует достаточно длительного времени — часов, а то и дней. Даже для вируса, который очень быстро распространяется по кровотоку, прохождение по кругу кровообращения все равно занимает пару десятков минут, а ведь ему еще надо проникнуть в клетки, которых в человеке 1014, чтобы инфицировать их.

Природа позаботилась о том, чтобы при попадании инфекции в организм он был всегда готов к ответу, стоял на страже своего здоровья. Происходит это так. Иммунной системой постоянно продуцируются различные варианты либо антител, либо клеток с распознающими рецепторами, которые путешествуют по нашему телу. Их вариантов существует множество, ведь неизвестно, с каким патогеном произойдет встреча, и они должны быть «заготовлены» чуть ли не на любой случай.

А дальше две возможности. Если за цикл путешествия по организму антитело или клетка с распознающим рецептором не встретили партнера по взаимодействию (бактерию, вирус или еще какого-нибудь врага), то они потом уничтожаются самим организмом, погибает клетка, продуцирующая данный вариант антитела или распознающего рецептора. Но если один из этих стражей встретил свою мишень, к которой он подходит, как ключ к замку, то клетка, которая произвела данное антитело или распознающий рецептор, не погибает, а начинает пролиферировать, то есть активно размножаться, чтобы своими «ключами» уничтожать все эти «замки».

Этот процесс, в котором осуществляется сложное клеточно-белковое взаимодействие, происходит постоянно. Беспрестанно генерируются миллионы B-лимфоцитов, вырабатывающих всевозможные антитела, и T-лимфоцитов, которые продуцируют клеточные рецепторы, распознающие чужеродные молекулы. Эти миллионы наших защитников все время погибают; только единицы из них, если человек инфицирован, встречаются со своими «половинками», «мишенями», которых они распознали. Таким образом, наш многоклеточный организм позволяет себе иметь ненужные в данный момент молекулы и клетки, которые массово производятся и уничтожаются при неиспользовании. Но бактерия — это всего одна клетка, все происходит на одной крохотной площадке. Обязанность бактерии — делиться каждые двадцать минут; как, например, это делает Esherichia coli, кишечная палочка — у нее не хватит энергии на то, что запросто делает многоклеточный организм, кидающий в себя ежедневно два килограмма пищи. У бактерии должны быть более простые и быстрые варианты защиты от той или иной внешней инфекции, в частности от бактериофагов.

Дальнейшие исследования детально объяснили, каким образом функционирует адаптивный иммунитет бактерии. Оказалось, что он, как и у человека, изначально работает случайным образом. К примеру, в бактериальную клетку проникает чужеродная ДНК бактериофага или плазмиды. Единственное, чем может бактериальная клетка защититься от проникшей в нее чужеродной ДНК, пока еще нет иммунитета, — это расщепить врага, уничтожить целостность генетической информации, то есть порезать ее на маленькие кусочки. Как только клетке удалось разрезать ДНК бактериофага в каком-то месте (а лучше в двух или даже трех местах), молекула вирусной ДНК становится нефункциональной и нанести вред клетке уже не может.

Но кусочки, на которые клетка расщепила ДНК бактериофага, не пропадают просто так. Они встраиваются в определенный район генома самой бактерии, который мы как раз и назвали CRISPR.

Итак, та бактерия, которой счастливо удалось избежать гибели от бактериофага и встроить крошечные кусочки его ДНК (короткие фрагменты по десять-пятнадцать нуклеотидов) в свой геном, получает устойчивость к данному бактериофагу и при делении передает эту устойчивость по наследству.

После того как кусочки ДНК бактериофага попали в CRISPR-район ДНК бактерии, эта бактерия начинает делать почти то же самое, что и многоклеточный организм: со своего CRISPR-района с чужеродными фрагментами она все время транскрибирует последовательности в виде коротких молекул РНК, которые когда-то пришли в бактериальный геном от вируса. Но присутствуют они не просто так, а уже вместе с нуклеазой Cas9.

Рассмотрим теперь, что происходит при повторном инфицировании этой бактерии тем же самым бактериофагом, кусочки которого в ней имеются. Если в бактерию проникла ДНК бактериофага, то короткая РНК способна связаться с комплементарным участком ДНК этого бактериофага, ведь она когда-то от него и произошла. И как только она это сделала, фермент Cas9, то есть нуклеаза, связанная с молекулой РНК, тут же расщепляет ДНК бактериофага и убивает врага (см. рис.7).

Эту короткую молекулу РНК, которая распознает определенный кусок генетического текста бактериофага и направляет нуклеазу на чужеродную ДНК, называют направляющей (guided) РНК.

Человек редактированный, или Биомедицина будущего - image8.jpg

Рис. 7. Работа CRISPR системы

ЧТО ЖЕ СЛУЧИЛОСЬ С DANONE

Мы рассмотрели, как у бактерии функционирует иммунная система, и стало понятно, что за беда приключилось у компании Danone. Обычная технология, когда в молочную массу добавляли бактериофаги, чтобы удалить посторонние бактерии, не сработала, продукты выходили испорченными. Такой результат получился оттого, что сотрудники компании регулярно применяли свои бактериофаги на одних и тех же штаммах бактерий, которые в конце концов приобрели устойчивость к данным вирусам, стали нечувствительны к ним. А это значит, что бактерии приобрели адаптивный иммунитет, но совершенно другим способом, чем человек, — без всяких антител.

Перейти к странице:
Предыдущая страница
Следующая страница
Жанры
  • Военное дело 3
    • Спецслужбы 3
  • Деловая литература 196
    • Банковское дело 2
    • Деловая литература 2
    • Корпоративная культура 12
    • Личные финансы 20
    • Малый бизнес 2
    • Маркетинг, PR, реклама 44
    • О бизнесе популярно 108
    • Отраслевые издания 2
    • Управление, подбор персонала 17
    • Ценные бумаги, инвестиции 2
    • Экономика 26
  • Детективы и триллеры 2716
    • Боевики 312
    • Дамский детективный роман 21
    • Детективы 424
    • Иронические детективы 180
    • Исторические детективы 411
    • Классические детективы 218
    • Криминальные детективы 153
    • Крутой детектив 114
    • Маньяки 15
    • Медицинский триллер 2
    • Политические детективы 43
    • Полицейские детективы 230
    • Прочие Детективы 805
    • Техно триллер 3
    • Триллеры 1170
    • Шпионские детективы 100
  • Детские 485
    • Детская образовательная литература 13
    • Детская проза 162
    • Детские остросюжетные 53
    • Детские приключения 256
    • Детские стихи 20
    • Детский фольклор 1
    • Книга-игра 1
    • Прочая детская литература 76
  • Детские книги 523
    • Детская фантастика 194
    • Детские детективы 3
    • Книги для подростков 23
    • Сказки 259
  • Документальная литература 795
    • Биографии и мемуары 520
    • Военная документалистика 7
    • Искусство и Дизайн 14
    • Критика 11
    • Научпоп 9
    • Прочая документальная литература 71
    • Публицистика 256
  • Дом и Семья 212
    • Домашние животные 14
    • Здоровье и красота 34
    • Кулинария 33
    • Прочее домоводство 8
    • Развлечения 3
    • Сад и Огород 8
    • Сделай сам 2
    • Спорт 9
    • Хобби и ремесла 7
    • Эротика и секс 108
  • Драматургия 109
    • Драма 106
    • Киносценарии 3
    • Мистерия 1
    • Трагедия 1
  • Жанр не определен 8
    • Разное 8
  • Компьютеры и Интернет 15
    • Базы данных 3
    • Интернет 3
    • Программирование 1
    • Программное обеспечение 1
    • Прочая компьютерная литература 10
  • Любовные романы 26408
    • Исторические любовные романы 945
    • Короткие любовные романы 2641
    • Любовно-фантастические романы 10994
    • Остросюжетные любовные романы 967
    • Порно 90
    • Прочие любовные романы 56
    • Слеш 416
    • Современные любовные романы 10907
    • Фемслеш 44
    • Эротика 6490
  • Научно-образовательная 370
    • Альтернативная медицина 5
    • Астрономия и Космос 7
    • Биология 32
    • Биофизика 2
    • Биохимия 2
    • Ботаника 3
    • Военная история 4
    • Геология и география 2
    • Государство и право 1
    • Детская психология 15
    • Зоология 3
    • Иностранные языки 2
    • Культурология 46
    • Литературоведение 20
    • Медицина 35
    • Обществознание 6
    • Педагогика 20
    • Политика 22
    • Прочая научная литература 58
    • Психотерапия и консультирование 50
    • Религиоведение 7
    • Секс и семейная психология 30
    • Технические науки 4
    • Физика 9
    • Философия 34
    • Химия 3
    • Экология 3
    • Юриспруденция 9
    • Языкознание 18
  • Образование 520
    • Бизнес 45
    • Биография и мемуары 46
    • Здоровье 10
    • История 295
    • Карьера 4
    • Психология 229
  • Поэзия и драматургия 41
    • Басни 2
    • Драматургия 10
    • Лирика 2
    • Поэзия 30
  • Приключения 754
    • Вестерны 14
    • Исторические приключения 413
    • Морские приключения 77
    • Природа и животные 31
    • Прочие приключения 212
    • Путешествия и география 52
  • Проза 2379
    • Антисоветская литература 5
    • Афоризмы 1
    • Военная проза 111
    • Историческая проза 318
    • Классическая проза 131
    • Контркультура 13
    • Магический реализм 91
    • Новелла 14
    • Повесть 24
    • Проза прочее 21
    • Рассказ 73
    • Роман 103
    • Русская классическая проза 71
    • Семейный роман/Семейная сага 3
    • Сентиментальная проза 10
    • Советская классическая проза 47
    • Современная проза 1830
    • Эпистолярная проза 2
    • Эпопея 5
    • Эссе, очерк, этюд, набросок 3
  • Прочее 1510
    • Газеты и журналы 5
    • Изобразительное искусство, фотография 12
    • Кино 13
    • Музыка 11
    • Подростковая литература 6
    • Театр 5
    • Фанфик 1463
  • Религия и духовность 358
    • Астрология 1
    • Буддизм 4
    • Православие 1
    • Прочая религиозная литература 4
    • Религия 24
    • Самосовершенствование 135
    • Хиромантия 1
    • Эзотерика 209
    • Язычество 1
  • Справочная литература 41
    • Прочая справочная литература 3
    • Путеводители 9
    • Руководства 12
    • Справочники 15
    • Энциклопедии 9
  • Старинная литература 149
    • Античная литература 1
    • Древневосточная литература 5
    • Мифы. Легенды. Эпос 34
    • Прочая старинная литература 110
  • Техника 2
    • Автомобили и ПДД 1
    • Архитектура 1
  • Фантастика и фентези 28404
    • Альтернативная история 4137
    • Боевая фантастика 5333
    • Героическая фантастика 1477
    • Городское фэнтези 2262
    • Готический роман 13
    • Детективная фантастика 748
    • Ироническая фантастика 102
    • Ироническое фэнтези 82
    • Историческое фэнтези 527
    • Киберпанк 314
    • Космическая фантастика 1805
    • Космоопера 56
    • ЛитРПГ 1323
    • Любовная фантастика 186
    • Любовное фэнтези 115
    • Мистика 513
    • Научная фантастика 923
    • Попаданцы 9416
    • Постапокалипсис 903
    • Сказочная фантастика 26
    • Социально-философская фантастика 534
    • Стимпанк 151
    • Технофэнтези 140
    • Ужасы 103
    • Ужасы и мистика 818
    • Фантастика 254
    • Фантастика: прочее 231
    • Фэнтези 11536
    • Эпическая фантастика 235
    • Юмористическая фантастика 1065
    • Юмористическое фэнтези 1659
  • Фольклор 7
    • Загадки 1
    • Народные сказки 5
    • Фольклор: прочее 2
  • Юмор 192
    • Анекдоты 1
    • Комедии 1
    • Прочий юмор 66
    • Сатира 3
    • Юмористическая проза 122
    • Юмористические стихи 5
Izibook.club

Бесплатная онлайн библиотека для чтения книг без регистрации с телефона или компьютера. У нас собраны последние новинки, мировые бестселлеры книжного мира.

Контакты
  • pereezdsayta@yandex.ru
Информация
  • Карта сайта
© izibook.club, 2026. | Вход
Этот сайт использует cookie для хранения данных. Продолжая пользоваться сайтом, вы даете свое согласие на работу с этими данными в соответствии с нашей политикой конфиденциальности.
Я согласен