Sekumpulan saintis antarabangsa yang diketuai oleh orang Sepanyol Juan Balmonte, yang terkenal dengan karyanya di bidang sel stem, berjaya mencipta embrio chimera manusia dan babi, yang pada masa akan datang dapat menjadi sumber organ penderma. Pasukan penyelidik lain menggunakan virus untuk merawat pekak kongenital pada tikus. "Lenta.ru" membincangkan kejayaan kejuruteraan genetik yang berkaitan dengan perubatan.
Penciptaan organisma yang diubahsuai secara genetik bukanlah satu-satunya cara kejuruteraan genetik dapat menyenangkan manusia. Bioteknologi memungkinkan bukan sahaja untuk mengubah gen untuk memperbaiki tanaman dan haiwan pertanian, tetapi juga untuk merawat penyakit yang tidak dapat disembuhkan sebelumnya. Ironinya, untuk ini, para saintis menggunakan musuh manusia yang kekal - virus. Yang terakhir digunakan untuk membuat vektor yang menyampaikan DNA ke sel yang diinginkan. Arah lain yang mungkin menakutkan orang yang tidak terlalu berpengetahuan dalam sains adalah penciptaan embrio chimera yang menggabungkan sel manusia dan organisma lain. Walau bagaimanapun, apa yang kelihatan jahat pada mulanya sebenarnya akan menjadi kaedah yang mudah untuk membuat organ.
Ginjal atau paru-paru yang telah diperoleh dengan menanam embrio chimeric akan sesuai untuk pemindahan kepada orang yang memerlukan. Mereka yang takut akan pemberontakan mutan harus berfikir bahawa faedah sebenar teknologi ini mengatasi ketakutan yang tidak jelas dari penulis fiksyen sains pesimis.
Dari kiri ke kanan: tikus normal, tikus dengan sangkar tikus, tikus dengan sangkar tikus, tikus normal
Imej: Nakauchi et al. / Universiti Tokyo
Untuk menghilangkan ketakutan, anda perlu memahami apa dan bagaimana saintis yang membuat chimera lakukan. Bahan utama yang dikendalikan oleh penyelidik adalah sel stem, yang mempunyai pluripotensi - kemampuan untuk berubah menjadi sel lain di dalam badan (saraf, lemak, otot, dan sebagainya) kecuali kantung plasenta dan kuning telur. Mereka diperkenalkan ke dalam embrio organisma lain, selepas itu embrio berkembang lebih jauh.
Video promosi:
Pigmen
Ini adalah bagaimana pasukan saintis antarabangsa dari Amerika Syarikat, Sepanyol dan Jepun berjaya membuat chimera babi, tikus tikus dan sapi. Mereka melaporkan ini dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Cell, yang menjadi dokumen pertama yang menyokong "chimerization" spesies yang berjaya.
Masalah utamanya ialah tidak cukup memasukkan sel pluripoten ke dalam embrio dan menunggu sesuatu yang baik keluar. Sebaliknya, ia boleh berakhir dengan organisma dengan kecacatan perkembangan bencana, termasuk pembentukan teratoma. Adalah perlu untuk mematikan gen pada embrio penerima supaya tidak dapat membentuk tisu tertentu. Dalam kes ini, sel induk yang ditanamkan mengambil tugas menanam organ yang hilang.
Pertama, saintis menyuntikkan sel induk tikus ke dalam embrio tikus pada tahap blastokista, ketika janin adalah bola dari beberapa sel. Kaedah ini dipanggil pelengkap embrio. Tujuan eksperimen ini adalah untuk mengetahui faktor mana yang memainkan peranan utama dalam kimerisme interspesies. Embrio dipindahkan ke dalam badan tikus betina, setelah itu berkembang menjadi chimera hidup, salah satunya bertahan hingga usia dua tahun.
Gen pada embrio dimatikan menggunakan teknologi CRISPR / Cas9, yang membuat kerosakan di kawasan DNA tertentu. Sebagai contoh, para penyelidik, ketika menguji pendekatan mereka, menyekat aktiviti gen yang memainkan peranan penting dalam pembentukan pankreas. Tikus yang dilahirkan mati akibatnya, tetapi organ yang hilang berkembang ketika sel tikus pluripoten diperkenalkan ke dalam embrio. Para saintis juga mematikan gen Nkx2.5, tanpanya embrio mengalami cacat jantung yang serius dan ternyata kurang berkembang. Chimerization membantu embrio mencapai pertumbuhan normal, namun tidak ada chimera hidup yang diperoleh.
Foto: Juan Carlos Izpisua Belmonte / Institut Pengajian Biologi Salk
Kajian terhadap tikus tikus yang dihasilkan menunjukkan bahawa tisu tikus yang berlainan mengandungi bahagian sel tikus yang berbeza. Ketika para saintis cuba menyuntikkan sel tikus ke dalam blastosista babi dan kemudian melakukan analisis genetik embrio berusia empat minggu, mereka tidak menemui DNA tikus. Ini menunjukkan bahawa tidak semua haiwan sesuai untuk melakukan chimerization antara satu sama lain, dan kejayaan mencangkok sel induk dari beberapa embrio kepada yang lain mungkin bergantung pada faktor genetik, morfologi atau anatomi.
Matlamat utama para saintis adalah untuk membuat chimera lelaki dan babi, untuk mengesan bagaimana tisu manusia akan berkembang di dalam embrio haiwan berkuku tanpa ruminansia. Mereka menggunakan blastocyst babi dan, menggunakan sinar laser, membuat lubang mikroskopik untuk suntikan berikutnya dari pelbagai kumpulan sel pluripoten, yang ditanam dalam keadaan yang berbeza. Kemudian embrio dipindahkan ke babi, di mana mereka berjaya berkembang. Menjejaki dinamika bahan manusia dilakukan dengan menggunakan protein pendarfluor, untuk produksi sel induk manusia diprogramkan.
Akibatnya, sel terbentuk dalam embrio babi, yang merupakan pendahulu pelbagai jenis tisu, termasuk jantung, hati dan sistem saraf. Hibrid babi-manusia dibiarkan berkembang selama tiga hingga empat minggu, setelah itu hancurnya kerana alasan etika.
Tikus pekak
Saintis Amerika dari Boston baru-baru ini dapat memulihkan pendengaran pada tikus yang menderita gangguan genetik fungsi telinga dalam yang jarang berlaku. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan sistem penyampaian gen biologi (vektor) berdasarkan virus yang dinetralkan. Para penyelidik telah mengubah virus yang berkaitan dengan adeno yang menjangkiti manusia tetapi tidak menyebabkan penyakit.
Ejen berjangkit mampu menembusi sel rambut - reseptor sistem pendengaran dan alat vestibular pada haiwan. Ahli bioteknologi telah menggunakan vektor untuk memperbaiki gen Ush1c yang rosak pada sel tikus hidup yang baru dilahirkan. Mutasi ini menyebabkan pekak, buta, dan ketidakseimbangan. Akibatnya, pendengaran haiwan bertambah baik, yang memungkinkan mereka membezakan suara yang tenang.
Oleh itu, kejuruteraan genetik bukanlah cara untuk mencipta mutan yang mengancam manusia. Ini adalah kaedah dan kaedah yang terus meningkat untuk meningkatkan kehidupan dan kesihatan orang, terutama mereka yang sangat memerlukannya. Oleh kerana penciptaan chimera dan terapi gen tidak begitu mudah dilaksanakan dan kadang-kadang memerlukan penyelesaian yang bijak, pengembangan bioteknologi tidak berjalan secepat yang kita mahukan. Walau bagaimanapun, puluhan makalah ilmiah diterbitkan setiap tahun yang memperdalam dan memperkayakan pengetahuan dan kemahiran kita.
Alexander Enikeev
