CHITAT-KNIGI.COM
Читать бесплатно хорошую книгу!
  • 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 2
    • Спецслужбы 2
  • Деловая литература 63
    • Деловая литература 1
    • Корпоративная культура 4
    • Личные финансы 7
    • Малый бизнес 1
    • Маркетинг, PR, реклама 11
    • О бизнесе популярно 34
    • Управление, подбор персонала 6
    • Экономика 5
  • Детективы и триллеры 1121
    • Боевики 141
    • Дамский детективный роман 12
    • Детективы 414
    • Иронические детективы 89
    • Исторические детективы 206
    • Классические детективы 79
    • Криминальные детективы 80
    • Крутой детектив 56
    • Маньяки 9
    • Политические детективы 23
    • Полицейские детективы 136
    • Прочие Детективы 322
    • Техно триллер 2
    • Триллеры 557
    • Шпионские детективы 34
  • Детские 146
    • Детская образовательная литература 4
    • Детская проза 59
    • Детские остросюжетные 19
    • Детские приключения 69
    • Детские стихи 4
    • Прочая детская литература 24
  • Детские книги 255
    • Детская фантастика 95
    • Детские детективы 3
    • Книги для подростков 23
    • Сказки 78
  • Документальная литература 326
    • Биографии и мемуары 208
    • Военная документалистика 1
    • Искусство и Дизайн 6
    • Критика 5
    • Научпоп 5
    • Прочая документальная литература 27
    • Публицистика 104
  • Дом и Семья 69
    • Домашние животные 5
    • Здоровье и красота 14
    • Кулинария 9
    • Прочее домоводство 2
    • Развлечения 3
    • Сад и Огород 1
    • Спорт 2
    • Хобби и ремесла 3
    • Эротика и секс 34
  • Драматургия 25
    • Драма 24
    • Киносценарии 1
  • Жанр не определен 1
    • Разное 1
  • Компьютеры и Интернет 3
    • Базы данных 1
    • Программное обеспечение 1
    • Прочая компьютерная литература 1
  • Любовные романы 13147
    • Исторические любовные романы 419
    • Короткие любовные романы 1075
    • Любовно-фантастические романы 6021
    • Остросюжетные любовные романы 266
    • Порно 35
    • Прочие любовные романы 28
    • Слеш 250
    • Современные любовные романы 5486
    • Фемслеш 25
    • Эротика 2803
  • Научно-образовательная 154
    • Альтернативная медицина 1
    • Астрономия и Космос 3
    • Биология 13
    • Биофизика 2
    • Биохимия 1
    • Ботаника 1
    • Военная история 2
    • Геология и география 3
    • Детская психология 3
    • Зоология 1
    • Культурология 21
    • Литературоведение 11
    • Медицина 17
    • Обществознание 4
    • Педагогика 6
    • Политика 14
    • Прочая научная литература 29
    • Психотерапия и консультирование 14
    • Религиоведение 3
    • Секс и семейная психология 7
    • Технические науки 1
    • Физика 5
    • Философия 12
    • Химия 2
    • Юриспруденция 3
    • Языкознание 6
  • Образование 293
    • Бизнес 45
    • Биография и мемуары 46
    • Здоровье 10
    • История 149
    • Карьера 4
    • Психология 147
  • Поэзия и драматургия 14
    • Басни 1
    • Драматургия 5
    • Поэзия 8
  • Приключения 296
    • Вестерны 2
    • Исторические приключения 168
    • Морские приключения 33
    • Природа и животные 15
    • Прочие приключения 68
    • Путешествия и география 24
  • Проза 926
    • Антисоветская литература 2
    • Военная проза 44
    • Историческая проза 141
    • Классическая проза 62
    • Контркультура 8
    • Магический реализм 38
    • Новелла 4
    • Повесть 15
    • Проза прочее 8
    • Рассказ 38
    • Роман 58
    • Русская классическая проза 31
    • Семейный роман/Семейная сага 1
    • Сентиментальная проза 3
    • Советская классическая проза 29
    • Современная проза 859
    • Эссе, очерк, этюд, набросок 1
  • Прочее 592
    • Газеты и журналы 2
    • Изобразительное искусство, фотография 6
    • Кино 3
    • Музыка 2
    • Театр 1
    • Фанфик 579
  • Религия и духовность 104
    • Буддизм 1
    • Православие 1
    • Прочая религиозная литература 1
    • Религия 9
    • Самосовершенствование 33
    • Эзотерика 63
  • Справочная литература 25
    • Прочая справочная литература 2
    • Путеводители 6
    • Руководства 6
    • Справочники 8
    • Энциклопедии 6
  • Старинная литература 48
    • Античная литература 1
    • Древневосточная литература 4
    • Мифы. Легенды. Эпос 16
    • Прочая старинная литература 28
  • Техника 2
    • Автомобили и ПДД 1
    • Архитектура 1
  • Фантастика и фентези 12808
    • Альтернативная история 1802
    • Боевая фантастика 2678
    • Героическая фантастика 677
    • Городское фэнтези 801
    • Готический роман 3
    • Детективная фантастика 321
    • Ироническая фантастика 73
    • Ироническое фэнтези 59
    • Историческое фэнтези 201
    • Киберпанк 122
    • Космическая фантастика 778
    • Космоопера 16
    • ЛитРПГ 705
    • Любовная фантастика 183
    • Любовное фэнтези 113
    • Мистика 225
    • Научная фантастика 463
    • Попаданцы 3895
    • Постапокалипсис 406
    • Сказочная фантастика 6
    • Социально-философская фантастика 218
    • Стимпанк 63
    • Технофэнтези 28
    • Ужасы 103
    • Ужасы и мистика 346
    • Фантастика 250
    • Фантастика: прочее 119
    • Фэнтези 6310
    • Эпическая фантастика 139
    • Юмористическая фантастика 610
    • Юмористическое фэнтези 497
  • Фольклор 2
    • Народные сказки 2
  • Юмор 79
    • Анекдоты 1
    • Комедии 1
    • Прочий юмор 31
    • Сатира 1
    • Юмористическая проза 42
    • Юмористические стихи 3
CHITAT-KNIGI.COM

Читать онлайн бесплатно книги полностью без регистрации

Контакты
  • chitatknigicom@gmail.com
Информация:
  • Карта сайта
  • Слушать Аудиокниги
  • Руководства по ремонту автомобилей
© chitat-knigi.com, 2021 - 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