Генная инженерия

Манипуляции с геномом живого организма с помощью биотехнологий называются генной инженерией. Она подразумевает перемещение генов внутри видов и за их пределы для создания усовершенствованных или абсолютно новых организмов.

Ученые использовали ген медуз в качестве маркера — чтобы понять, успешная пересадка гена эмбрионам мышей. Ген отвечает за производство белка, благодаря которому медузы имеют зеленоватое свечение. Ген прижился, и от органов и тканей мышей стало исходить флуоресцентное свечение

Люди тысячелетиями меняли геномы животных с помощью селективного разведения, но это процесс медленный и неточный. Когда ученые осознали роль ДНК, они стали искать способы манипулировать ею. В 1972 г. Пол Берг объединил ДНК вируса обезьяны с ДНК фага лямбда и создал «трансгенный» вирус. Два года спустя Рудольф Йениш вывел трансгенных мышей, поместив в клетки их эмбрионов ДНК ретровируса (который воздействует на ДНК хозяина). Это были первые генетически сконструированные млекопитающие. Ученые также стремились сделать посевы более устойчивыми к холоду и заболеваниям. Первые полевые испытания генетически модифицированных растений прошли в 1986 г.: биологи испытывали, в частности, табак, устойчивый к гербицидам. Несмотря на разногласия, к 2009 г. 11 трансгенных зерновых выращивались в коммерческих целях в 25 странах.

Процедура генной модификации предполагает изолирование нужного гена. Затем его либо вводят с помощью вируса — который проникает в клетку-мишень и выпускает ДНК, — либо используют так называемую генную пушку — с ее помощью облучают клетки огромным числом ДНК, удерживаемых крошечными частичками золота. Большинство ДНК и клеток погибают, но некоторые попадают в клетку невредимыми и внедряются в ее ядро.

Рудольф Йениш — поинер в области создания генномодифицированных организмов. Он впервые модифировал мышь и с тех пор использовал этих животных для поиска способов борьбы с неврологическими заболеваниями и раком

Множество применений

Генная инженерия нашла применение в медицине, сельском хозяйстве, промышленности и фундаментальной науке. Наиболее успешно технология применяется в медицине: в мире налажено массовое производство белкового инсулина, используемого для контроля над диабетом. Ген, кодирующий человеческий инсулин, вводят в подходящую генетическую конструкцию и используют микроорганизмы, например бактерии или дрожжи, для получения белка.

Каждая бактерия производит малый объем инсулина, но миллиарды бактерий могут дать нескончаемый запас. Генная инженерия также используется для создания некоторых вакцин и для улучшения штаммов микроорганизмов, применяемых в биотехнологии. Сам пенициллин был открыт как природный антибиотик плесневых грибов и не является продуктом генной инженерии. Генетики изменяли геномы сельскохозяйственных растений для повышения их сопротивляемости вредителям, заболеваниям, сложным природным условиям и гербицидам.