Японському вченому дозволили схрестити ембріони людини та тварини

1 Серпня 2019
біологія наука

Японський дослідник Хіроміцу Накауті, який вивчає стовбурові клітини, отримав дозвіл на вирощення ембріонів тварин, які містять людські клітини. До березня 2019 року діяла часткова заборона на такі експерименти.

Професор Інституту медичних наук Токійського університету та кафедри генетики Стенфордського університету Накауті отримав дозвіл від комітету вчених, що працюють для японського уряду, і планує вирощувати людські клітини в ембріонах мишей і щурів, а потім трансплантувати ці ембріони в сурогатних тварин для подальшого спостереження.

Японський вчений впевнений, що в майбутньому методика допоможе пацієнтам, які потребують донорських органів. У перспективі можна буде вирощувати тканини, органи, а можливо й цілі системи органів для трансплантації.

«Потрібно діяти поетапно й обережно, що дозволить вести діалог зі скептично налаштованою громадськістю, яка відчуває тривогу і занепокоєння», – розповідає Тецуя Ісіі, колега Хіроміцу Накауті.

Раніше науковці з різних країн уже експериментували з гібридними істотами людей і тварин. Однак досі було дозволено лише розвиватися ембріону, народження таких істот ніколи не проводилося. Втім, експерименти Накауті вперше схвалило Міністерство науки Японії. Щоправда, офіційне підтвердження від міністерства очікується лише в серпні.

Деякі експерти у сфері біоетики стурбовані тим, що людські клітини можуть вийти за межі розвитку цільового органу, переміститися в мозок тварини, яка розвивається, і потенційно вплинути на його центральну нервову систему. Але ці проблеми враховували при розробці експерименту.

Однак, Накауті налаштований серйозно і планує діяти поступово. Спочатку він має намір вирощувати гібридні ембріони щурів до терміну 14 з половиною днів, коли органи переважно сформовані і тварина майже готова до народження. Потім він планує подати заявку, щоб отримати дозвіл уряду на вирощування гібридних ембріонів у свиней на термін до 70 днів.

1 Серпня 14:38
біологія наука
Найцiкавiше на сайтi

Редагуй як бог: технологія зміни геному CRISPR-Cas9

За цю технологію ведуться патентні війни між корпорацією ІМТ і Каліфорнійським університетом. Білл Гейтс інвестує у стартап, який допоможе завдяки їй змінити людство. Дженіфер Лопес продюсує кримінальний серіал про її розвиток. Знайомтеся: у спецтемі «Ідеї» – CRISPR-Cas9, високоточна система редагування геному.

Передісторія. Уявімо кишкову паличку. У різних штамів цієї бактерії є різна кількість генів, але переважно їх 4200 – зовсім небагато. І з усім цим щастям паличка повинна вижити сама і ще й розмножитися. Зрозуміло, що вона ставиться до свого геному економно й абищо там не триматиме. Але у 1980-х роках під час розшифровування її геному вчені раптом знайшли, здавалося б, беззмістовну послідовність: мало того, що вона складалася з фрагментів ДНК, що повторювалися багато разів, так ще й нічого не кодувала.

Ці послідовності назвали CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами). У різних штамів бактерій ці послідовності відрізнялися. Що вони роблять, ніхто до кінця не розумів, але їх почали застосовувати як маркери: наприклад, компанія з виробництва ензимів і біопродуктів Danisco, щоб запобігти «крадіжці» цінних штамів молочнокислих бактерій для виготовлення закваски.

Прийшли 2000-і і вчені вирішили порівняти CRISPR-послідовності та вже наявні послідовності в ДНК-базах. Виявилося, що CRISPR схожі на геноми вірусів. Відкриття описали у кількох низькорангових журналах і ним ніхто не зацікавився. Тоді ж поруч з CRISPR-послідовностями виявили Cas-гени (Cas – CRISPR associated protein, або CRISPR-асоційований білок).

Група вчених зробила припущення, що білки групи Cas розпізнають вірус завдяки наборам CRISPR-спейсерів (унікальних послідовностей): як тільки РНК з CRISPR збігається з генним матеріалом вірусу, запускається «імунна реакція». Ба більше, у вже згадуваній компанії Danisco провели експеримент: у геном бактерії вбудували нову CRISPR – і вона стала стійкою до вірусу, геном якого повторювала ця CRISPR. Результати опублікували вже не абиде, а в журналі Science.

Проблема. Уся інформація про те, як функціонує наш організм, записана в генах. Літерами A, G, T, C позначають нуклеотиди, з яких складається ДНК. 6,4 млрд нуклеотидів – і навіть однієї помилки достатньо, щоб спричинити генетичне захворювання. Це і синдром Дауна, і серповидноклітинна анемія, і гемофілія, і рак, і ще дуже багато не таких відомих хвороб, спричинених мутаціями, які руйнують життя неймовірній кількості людей.

Ідея. У вчених виникла думка: чому б не боротися з генетичними хворобами, зігравши на випередження – змінюючи ДНК людини ще до народження? Серед групи білків Cas найбільш універсальним виявився Cas9. Для досягнення мети вирішили використати саме поєднання CRISPR і Cas9. І технологія не підвела.

Рішення. Експерименти з CRISPRCas9 успішно проводили на бактеріях та в умовах in vitro («у пробірці»), а у 2013 році технологія вийшла на новий рівень – CRISPRCas9 запрацював у клітинах еукаріотів (організмів, у чиїх клітинах є ядро – як у людей). А ще через два роки сталося те, що здавалося неможливим: китайські вчені опублікували статтю, де описали свій успішний експеримент з редагування геному людського ембріона. Їм вдалося виправити ген, який відповідав за бета-таласемію (синтез аномального гемоглобіну, що спричиняє анемію).

Якби ембріон вирішили розвивати далі, цілком могла б народитися здорова дитина. При цьому точність редагування була дуже низькою, наукова спільнота відреагувала неоднозначно. Але у 2016 році вчені з США звели вірогідність помилки редагування до нуля і всі визнали – тепер ми можемо змінювати геном людини. Це стало найбільшим науковим відкриттям останніх десятиліть. (Ми вже писали про те, які етичні проблеми ставить перед людством це відкриття.)

Технологія. Як працює CRISPRCas9? У живу клітину система потрапляє завдяки «упаковці» з нешкідливих вірусів, що дозволяють проходити крізь мембрани. ДНК людини – дволанцюгова спіраль, що складається нуклеотидів. РНК, що є в CRISPRCas9, називають «гідом» – місце, де має відбутися розрив (усього 20-30 нуклеотидів) вона впізнає завдяки комплементарності. Комплементарність – це здатність одних нуклеотидів (A, G) «впізнавати» інші (T, C) й утворювати з ними специфічні стійкі пари, що не дають «розплутатися» спіралі з двох ланцюгів ДНК.

За допомогою ферменту Cas9 зв’язки «розрізаються» і непотрібний фрагмент вилучається. Розрив відновлюється за рахунок природних процесів репарації ДНК під час поділу клітини (при диплоїдному наборі хромосом, коли в кожної є пара, яка підставить дружнє хромосомне плече допомоги) або ж правильний фрагмент ДНК вносять разом з системою CRISPRCas9 (при гаплоїдному наборі, коли кожна хромосома є тільки в одному екземплярі).

Що далі? Зараз різні системи CRISPRCas9 використовують у найрізноманітніших цілях: для затримки розвитку бокового аміотрофічного склерозу (хвороба, на яку страждав Стівен Хокінг), для лікування міодистрофії Дюшенна, раку, анемії та «очищення» від ВІЛу (елімінація – усунення вірусу з клітини). А завдяки CRISPR-Cas13 (з іншим білком групи Cas) учені навчилися «вимикати» гени.

За допомогою CRISPRCas9 відтворюють фільми, внутрішні органи свиней роблять придатними для трансплантації людині, диференційовані клітини перетворюють на стовбурові. Під дією технології «відредаговані» томати не потребують запилення для розмноження, а мурахи перестають реагувати на інших членів колонії, натомість обираючи самітне існування. Хоча до самого методу є багато запитань з етичної точки зору і називати його панацеєю ще рано, ми точно стали на поріг медичної революції та маємо шанс пересмислити усе людське існування.

«Наш мозок – наркоман і лінтюх»: науковиця про секс і кохання

Що таке кохання з хімічної точки зору? Чим самозадоволення відрізняється від партнерського сексу? Чому порно – це супердоза наркоманії? Ці та інші питання обговорювали під час конференції «Пристрасть. Відверто про науку та секс», яку організувала платформа NaukRoom. Спеціально для проекту «Тойво» ми записали найцікавіші думки біологині Ольги Маслової.

Наш мозок – наркоман і лінтюх. Він шукає задоволення найкоротшим шляхом, і щойно його знаходить, намагається повторювати – більше, частіше, жорсткіше, з підвищенням інтенсивності. За це відповідає купа речовин у нашому тілі: це і дофамін, і адреналін, норадреналін і багато всього іншого.

Схема виникнення кохання у людей зазвичай включає такі етапи, як пристрасть, тяжіння, магнетизм один до одного, далі – звикання, а потім такий затишний етап. Проте все не завжди лінійно. Інколи навпаки може спершу з’явитися дружнє притяжіння, яке потім переросте у щось інше. Інколи навпаки спершу з’являється тяжіння сексуальне, потім спадає, потім знову поновлюється. Все це може виникати у різних комбінаціях.

Чому ми так часто акцентуємо увагу на тому, що кохання дуже схоже на дію якихось речовин? Тому що дійсно, якщо відірватися від романтики і сердечок, ми побачимо, що закохана людина поводить себе, як людина, яка звикла використовувати певні стимулятори – кофеїн, наприклад. На це вказують певні фізіологічні ознаки: розширені зіниці, спітніння, серце починає битись частіше. Найбільша схожість у тому, що і після кохання, і після вживання чогось є так званий період відміни, ломка і тому подібні речі. Романтично це називають тугою за коханим чи якимись такими речами, але фізіологічно те ж це саме.

За кохання відповідає в тому числі й малесенька молекула фенілетиламіну, яка є складовою багатьох інших речовин, в тому числі й амфетаміну. А ще – шоколаду. Саме з нею пов’язане відчуття ейфорії.

Ольга Маслова, кандидатка біологічних наук, співзасновниця проектів Nobilitet и Needorium

Була одна наукова робота, яка пов’язувала усі процеси, що відбуваються під дією наркотичних речовин, із тими процесами, які ми переживаємо у стані закоханості. Ця робота на повному серйозі порівнювала такі речі: трошки збочений стан контролю, коли ми не здатні себе контролювати, якщо залежні від якоїсь речовини й так само залежні від кохання, а також вплив на соціальний стан. Погодьтесь, коли ми закохані, ми хочемо більше часу проводити із коханою людиною, аніж із іншими – батьками, друзями.

Також звернули увагу на ризиковане вживання. У випадку із наркотичними речовинами люди зазвичай розуміють, що потрібно бути обережним. Про любов – ні, інформації, що це некорисно, немає. Навпаки, вважається, що це класно. За цією ознакою дві теми у порівнянні нібито не збігаються. У відповідь на цю роботу навіть з’явилась інша, в якій йшлося про те, що ідея порівнювати стани закоханості та залежності від наркотичних засобів – негативна, адже це може спотворити саму ідею кохання, відчуття близькості з коханою людиною, деромантизувати думки про кохання.

Антибіотики це вам не котики: прості правила вживання ліків у гіфках

17 Листопада 2018

З 12 по 19 листопада в усьому світі триває Тиждень відповідального вживання антибіотиків. Простою мовою і гіфками Platfor.ma розповідає, як правильно вживати антибіотики, і яких помилок при цьому варто уникати.

Давайте спочатку коротко нагадаємо, з чого все почалось. Перший антибіотик у 1928 році відкрив британський вчений Александер Флемінг. Проводячи рядовий дослід зі стафілококом, він помітив, що до посудини з бактеріями випадково потрапила звичайна пліснява – і виявилось, що їй якось вдається ці бактерії знешкоджувати. З плісняви Флемінг і виокремив пеніцилін, який згодом врятував безліч життів.

Вже у 1943 антибіотки почали вироблятись у промислових масштабах. Завдяки цим препаратам людство змогло лікувати холеру, туберкульоз, сифіліс та багато інших хвороб. Антибіотики прописували усім і від усього – а чому б і ні, якщо вони діють. Але врешті-решт бактеріям набридло весь час помирати. І вони вирішили пристосуватись. Десятиліттями бактерії поступово вчилися протистояти антибіотикам і виробляли щось на кшталт імунітету до ліків. А потім передавали його своїм нащадкам. Так виникла проблема резистентності – стійкості бактерій до препаратів.

Це призвело до того, що лікувати інфекції, які викликають такі бактерії, стало набагато важче, довше, дорожче, а іноді навіть безрезультатно – проти стійких бактерій антибіотики вже не діють. Більше того, не діє ніщо, адже кращих антибактеріальних ліків людство ще не винайшло. Сьогодні через це гине близько 700 тисяч життів щорічно. Деякі дослідники навіть попереджають про наближення пост-антибіотичної ери, коли звичні препарати вже не зможуть нікого лікувати, а найменша подряпина і найбанальніша інфекція будуть спричиняти смерть.

Зараз перед людством стоїть задача призупинити розвиток бактерій, яким байдуже на сучасні антибіотики, і дати час вченим знайти вирішення цієї проблеми: чи то розробити нові ліки, чи придумати інший спосіб обманути інфекції. Але от що важливо пам’ятати – війна проти хвороб залежить від кожного. Аби бути на боці людства, а не бактерій, потрібно виконувати кілька простих правил.

Правило #1

ВЖИВАЙТЕ АНТИБІОТИКИ ЛИШЕ ЗА РЕЦЕПТОМ

Пити антибіотики можна тільки тоді, коли до вас підійшов лікар, зазирнув вам прямо в душу і сказав: «Приймайте антибіотики!» А якщо ви самі вирішили, що якісь ліки зможуть вам допомогти – сусіду ж після них стало краще – то цілком можливо, ви не боретесь з хворобою, а робите її тільки сильнішою, аби потім вона вдарила ще раз, але з набагато більшою потужністю. Отже, запам’ятайте, антибіотики – тільки якщо їх прописав лікар. У випадку, коли медик каже, що антибіотики не потрібні, а ви вирішили потай ковтнути трішечки якого-небудь блабламіцину, ми вам не заздримо. Насправді такі препарати діють тільки курсом, а не окремим «зараз з’їм – і полегшає».

Правило #2

ДОПИВАЙТЕ ПРИЗНАЧЕНИЙ КУРС ДО КІНЦЯ

Ще одна типова помилка. Припустимо, ви порядна і хороша людина – починаєте пити антибіотики тільки тоді, коли їх дійсно призначив лікар. Але десь на середні шляху, відчувши, що вже почуваєтеся краще, раптом вирішуєте не закінчувати курс, кладете залишки препаратів в аптечку і забуваєте про них. І про бактерії теж забуваєте. А от вони ваші антибіотики запам’ятали – не сумнівайтеся. Скоріше за все, в майбутньому бактерії вироблять імунітет до цих антибіотикив і більше не будуть на них реагувати. Тому, щоб не ставати ходячим інкубатором для нового виду інфекції, завжди треба допивати призначені ліки до кінця. А не призначені – і не починати.

Правило #3

НЕ ДОПИВАЙТЕ АНТИБІОТИКИ ЗА КИМОСЬ

Буває і так, що ви не тільки порядна людина, а й щедра. Тоді ви можете просто взяти і віддати залишки препаратів комусь з родичів. Хай теж вилікуються, чому б ні. Але от яка штука: не факт, що антибіотки, які подіяли на бактерії в вашому організмі, взагалі підходять для знешкодження тих бактерій, які розплодилися, припустимо, у вашої тітки (з усієї поваги до неї). Вживайте тільки ті ліки, що вам прописали, і допивайте курс до кінця. У цьому реченні важливе кожне слово.

В курсі лікування:
як антибіотики можуть і допомогти, і зашкодити

1 Листопада 2019

До винайдення антибіотиків – справжньої революції в медичній сфері – десятки тисяч людей гинули від хвороб, які сьогодні трапляються надзвичайно рідко. Холера, туберкульоз, сифіліс поклали на лікарняні ліжка мільйони мешканців Землі. Це картина ще початку XX сторіччя. І, як не лякаюче це звучить – абсолютно реальна перспектива антибіотичного апокаліпсису XXI. Platfor.ma підтримує Всесвітній тиждень інформування про резистентність до антибіотиків та пояснює, чому ці ліки здатні не тільки рятувати життя, а й забирати їх, якщо ви використовуєте їх неправильно.

Антибіотики – це речовини, що виробляються деякими живими організмами або ж синтезуються людиною і використовуються для профілактики та лікування бактеріальних інфекцій. Антибактеріальні речовини існують довше, ніж людство, але їх відкриття для всіх нас пов’язане з ім’ям британського бактеріолога Александера Флемінга. Під час досліджень він помітив, що спори плісняви, які випадково потрапили до чашки Петрі, де дослідник вирощував бактерії стафілококу, продукують спеціальну речовину та не дають бактеріям розростатися. Так Флемінг відкрив пеніцилін, перший сучасний антибіотик.

Це сталось у 1928 році, але молекула пеніциліну була дуже нестабільною. Лише за 10 років співробітникам Оксфордського університету Говарду Флорі та Ернсту Чейну вдалося синтезувати з грибів перші антибіотики. В результаті усі троє дослідників отримали Нобелівську премію, а людство – можливість лікувати людей від хвороб, що раніше вважалися смертельними. Це неабияк знадобилося під час Другої світової війни. Протягом неї антибіотикам вдалося зберегти більше життів, ніж усім рятувальним операціям загалом.

 

Зліва направо Александр Флемінг, Говард Флорі, Ернст Чейн