Генная инженерия: плюсы и минусы

Введение
1.История генной инженерии
2.Суть процесса и достижения генной инженерии
3.Плюсы и минусы генной инженерии
4.Перспективы развития генной инженерии
Заключение
Список литературы

Генная инженерия: плюсы и минусы

Примером этому могут послужить публикации о том, что из бразильского ореха исследователи клонировали (т.е. выделили) ген определенного белка, который очень полезен. Ген хотели перенести на другие растения, чтобы добавить им это полезное качество. Но в процессе экспериментов выяснилось, что данный белок наряду с полезными свойствами обладает еще и способностью вызывать аллергические реакции у животных и людей. Эксперименты сразу прекратили. В продажу новый продукт не попал. Но сами бразильские орехи с этим белком продаются в каждом магазине, и никто не беспокоится о том, что они могут вызвать аллергическую реакцию.
Широкую огласку получило выступление на пресс-конференции в Москве доктора биологических наук Ирины Ермаковой, сотрудника Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.11 Последнее время она серьезно занималась проблемой генетически модифицированных продуктов, и пришла к выводу, что, выращивая модифицированные продукты, ученые создают опасность для человека и окружающей среды. В частности, крысы, которых кормила модифицированной соей, вскоре стали очень агрессивными и перестали заботиться о своем потомстве. У 55% крыс потомство умерло вскоре после рождения (средняя смертность у потомства крыс в обычных условиях составляет 7%), и у многих погибших крысят обнаружили раздутый кишечник. Из тех же, кто выжил, около трети животных не достигли нормального роста, размера и веса. Вместе с тем крысы по своей морфологии и биохимии очень похожи на человека. Когда же Ирина Ермакова начала искать научные труды по этой проблеме, выяснилось, что их практически нет. Только после долгих поисков ей все-таки удалось обнаружить несколько работ, и в них говорилось исключительно о негативном влиянии генетически модифицированных продуктов на организм. Так, в одной работе излагались результаты экспериментов с божьими коровками. После того как этих насекомых покормили генетически модифицированной кукурузой, у них сократились срок жизни и плодовитость.
Кроме того, генетически модифицированные организмы обладают способностью к репродукции (размножению). Это должно вызывать ряд опасений, поскольку неизвестно как в дальнейшем поведет себя в природе новый организм.12
Другой нерешенной сегодня проблемой является то, что в процессе создания ГМО кроме целевых, направленных изменений происходят и ненаправленные, неконтролируемые. И, если в случае с бразильским орехом ГМ-продукт, приобретший нежелательное свойство, тут же перестали выращивать, то в другом случае, произошедшем в Аргентине, нежелательное свойство созданной там ГМ-сои стало очевидно только после нескольких лет употребления её в пищу детьми. Вот что произошло: в трансгенной сое в Аргентине стало накапливаться больше фитоэстрогена – растительного аналога человеческого полового гормона. Как следствие, после активного использования в пищу этого продукта, у детей стало происходить убыстренное половое созревание. Это не тот эффект, которого хотели ученые, но получили они именно это. Не исключено, что ГМ-продукты могут вызывать долговременные последствия, которые могут сказаться на следующих поколениях, поскольку сколько-нибудь долговременных исследований никто не проводил.13
4. Перспективы развития генной инженерии
Не смотря на множество противников генной инженерии, на данный момент достигнут значительный прогресс в практической области создания новых продуктов для медицинской промышленности и лечения болезней человека (табл.1).
Таблица 1
Использование генно-инженерных продуктов в медицине
Продукт
Природные продукты и сфера применения генно-инженерных продуктов
Антикоагуляторы
Активатор тканевого плазминогена (АТП), активирует плазмин. Фермент, вовлечённый в рассасывание тромбов; эффективен при лечении больных инфарктом миокарда.
Факторы крови
Фактор VIII ускоряет образование сгустков; дефицитен у гемофиликов. Использование фактора VIII, полученного генно-инженерными методами, устраняет риск связанный с переливанием крови.
Факторы стимулирующие образование колоний
Ростовые факторы иммунной системы, которые стимулируют образование лейкоцитов. Применяют для лечения иммунодефицита и борьбе с инфекциями.
Эритропоэтин
Стимулирует образование эритроцитов. Применяют для лечения анемии у больных с почечной недостаточностью.
Ростовые факторы
Стимулируют дифференциацию и рост различных типов клеток.
Применяют для ускорения лечения ран.
Гормон роста человека
Применяют при лечении карликовости.
Человеческий инсулин
Используется для лечения диабета
Интерферон
Препятствует размножению вирусов. Также используется для лечения некоторых форм раковых заболеваний.
Лейксины
Активируют и стимулируют работу различных типов лейкоцитов. Возможно применение при залечивании ран, при заражении ВИЧ, раковых заболеваний, иммунодефиците.
Моноклональные антитела
Высочайшая специфичность связанная с антителами используется в диагностических целях. применяют также для адресной доставки лекарств, токсинов, радиоактивных и изотопных соединений к раковым опухолям при терапии раков, имеется много других сфер применения.
Супероксид дисмутаз
Предотвращает поражение тканей реактивными оксипроизводными в условиях кратковременной нехватки кислорода, особенно в ходе хирургических операций, когда нужно внезапно восстановить ток крови.
Вакцины
Искусственно полученные вакцины (первой была получена вакцина против гепатита В) по многим показателям лучше обычных вакцин.
К концу 1980-х удалось успешно внедрить новые гены в десятки видов растений и животных — создать растения табака со светящимися листьями, томаты, легко переносящие заморозки, кукурузу, устойчивую к воздействию пестицидов.
Одна из важных задач - получение растений, устойчивых к вирусам, так как в настоящее время не существует других способов борьбы с вирусными инфекциями сельскохозяйственных культур. Введение в растительные клетки генов белка оболочки вируса, делает растения устойчивыми к данному вирусу. В настоящее время получены трансгенные растения, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций.14
Еще одна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Применение инсектицидов не вполне эффективно, во-первых, из-за их токсичности, во-вторых, потому, что дождевой водой они смываются с растений. В генно-инженерных лабораториях Бельгии и США были успешно проведены работы по внедрению в растительную клетку генов земляной бактерии Bacillus thuringiensis, позволяющих синтезировать инсектициды бактериального происхождения. Эти гены ввели в клетки картофеля, томатов и хлопчатника. Трансгенные растения картофеля и томатов стали устойчивы к непобедимому колорадскому жуку, растения хлопчатника оказались устойчивыми к разным насекомым, в том числе к хлопковой совке. Использование генной инженерии позволило сократить применение инсектицидов на 40 - 60%.
Генные инженеры вывели трансгенные растения с удлиненным сроком созревания плодов. Такие помидоры, например, можно снимать с куста красными, не боясь, что они перезреют при транспортировке.
Список растений, к которым успешно применены методы генной инженерии, составляет около пятидесяти видов, включая яблоню, сливу, виноград, капусту, баклажаны, огурец, пшеницу, сою, рис, рожь и много других сельскохозяйственных растений.15
На людях технология генной инженерии была впервые применена для лечения Ашанти Де Сильвы, четырёхлетней девочки, страдавшей от тяжёлой формы иммунодефицита. Ген, содержащий инструкции для производства белка аденозиндезаминазы (ADA), был у неё повреждён. А без белка ADA белые клетки крови умирают, что делает организм беззащитным перед вирусами и бактериями.
Работающая копия гена ADA была введена в клетки крови Ашанти с помощью модифицированного вируса. Клетки получили возможность самостоятельно производить необходимый белок. Через 6 месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня.
После этого область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий ведут исследования по использованию генной терапии для лечения заболеваний. Сегодня мы знаем, что с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию, некоторые виды рака, болезнь Хантингтона и даже очищать артерии. Сейчас идёт более 500 клинических испытаний различных видов генной терапии.16
Неблагоприятная экологическая обстановка и целый ряд других подобных причин приводят к тому, что все больше детей рождается с серьезными наследственными дефектами. В настоящее время известно 4000 наследственных заболеваний, для большинства из которых не найдено эффективных способов лечения.
Сегодня существует возможность диагностировать многие генетические заболевания ещё на стадии эмбриона или зародыша. Пока можно только прекратить беременность на самой ранней стадии в случае серьёзных генетических дефектов, но скоро станет возможным корректировать генетический код, исправляя и оптимизируя генотип будущего ребёнка. Это позволит полностью избежать генетических болезней и улучшить физические, психические и умственные характеристики детей.
Сегодня мы можем отметить, что за тридцать лет своего существования генная инженерия не причинила никакого вреда самим исследователям, не принесла ущерба ни природе, ни человеку. Свершения генной инженерии как в познании механизмов функционирования организмов, так и в прикладном плане весьма внушительны, а перспективы поистине фантастичны.
В 1990 году в США был начат проект "Геном человека", целью которого было определить весь генетический год человека. Проект, в котором важную роль сыграли и российские генетики, был завершён в 2003 году. В результате проекта 99% генома было определено с точностью 99,99% (1 ошибка на 10000 нуклеотидов). Завершение проекта уже принесло практические результаты, например, простые в применении тесты, позволяющие определять генетическую предрасположенность ко многим наследственным заболеваниям.17
По самым смелым предположениям, благодаря генной инженерии, будут полностью ликвидированы генетические причины заболеваний, все люди будут совершенно здоровыми. Старение будет остановлено и никому не придётся сталкиваться с увяданием, с упадком сил, с дряхлостью. Люди станут практически бессмертными - смерть будет становиться всё более редким явлением, перестав быть неизбежностью.
Известно, например, что одной из причин старения является сокращение теломер при каждом делении клетки. Теломеры - это копии фрагмента TTAGGG, расположенные на концах всех хромосом и защищающие ДНК как металлические наконечники шнурков. Обычно клетка умирает, пережив около 50 процессов деления, однако учёным удалось добиться неограниченного деления клеток. В конце 1990-х ученым удалось внедрить в клетки открытый ими ген, отвечающий за выработку белка теломеразы, восстанавливающего теломеры, и тем самым сделать их бессмертными.
Конечно, отдельные группы, не отягченные соответствующими знаниями, но, преследующие какие то личные, идеологические или лоббистские цели могут пытаться запретить подобные технологии, но как показывает история развития науки, надолго это сделать им не удастся.
Прогресс вряд ли остановится на исправлении недостатков. Излечив болезни и остановив старение, человек примется за улучшение собственного организма, за его перестройку по собственным планам и желаниям. Люди смогут произвольным образом лепить свое собственное тело и мозг, добавлять себе новые способности, возможность жить под водой, летать, питаться энергией солнечного света, добавлять новые отделы мозга, новые органы тела. Любители модификации своего тела смогут сделать свои тела похожими на тела животных или даже химер, таких как кентавры или русалки.
Человек вряд ли ограничится собственной перестройкой. Он сможет воссоздать организмы, исчезнувшие ранее с лица Земли - мамонтов, птицу дронта, динозавров, а также создавать совершенно новые организмы - драконов, единорогов, живые дома, летающие деревья. Любой организм, существование которого не противоречит законам природы, сможет быть создан. Новые виды животных, растений и даже совершенно новых существ будут создаваться в промышленных целях, как форма творчества, для освоения космоса. Кроме того, человек наверняка захочет помочь братьям своим меньшим подняться с животного уровня. С помощью генной модификации можно будет усилить интеллект собак, шимпанзе, дельфинов, других животных. Человек больше не будет одинок в царстве жизни на Земле.