Logo
Cover

Технология генного редактирования CRISPR-Cas9 была открыта около десяти лет назад. Ее возможности так велики, что сегодня о CRISPR говорят повсюду. В самых разных областях, от медицины до сельского хозяйства и охраны окружающей среды, появились проекты, основанные на редактировании генома. Digital Trends выбрал из них самые необычные — которые потенциально способны преобразить жизни сотен миллионов людей.

323

Комары, устойчивые к малярии

Малярия ежегодно убивает сотни тысяч людей, в основном в тропических регионах. Комары — главный фактор распространения. Возбудитель болезни «путешествует» в теле насекомого и попадает в человеческий организм, когда комар пьет кровь.

Мы могли бы победить малярию, уничтожив комаров, но это приведет к непредсказуемым последствиям в экосистеме. Поэтому исследователи из Университета Джона Хопкинса (США) предложили более элегантное решение: использовать CRISPR и создать комаров, которые будет неспособны переносить возбудителя малярии. Для этого достаточно удалить единственный ген.

В теории, выпустив достаточно генно-отредактированных комаров, можно будет сделать всю популяцию устойчивой к малярии. Первые модифицированные насекомые пока плохо выживают в природе. Однако ученые продолжают работу над проектом и намерены исправить этот недостаток и намерены исправить этот недостаток.

Свиньи-доноры

Трансплантология переживает кризис нехватки донорских органов. По мнению ряда исследователей, решить проблему может CRISPR. Генное редактирование позволяет изменить геном свиней, сделав из них безопасных доноров для людей.

Для этого нужно вырезать из ДНК животного эндогенные ретровирусы, которые могут угрожать здоровью человека. Животные, свободные от вирусов, уже появились. Теперь ученым и медикам предстоит отработать пересадку их органов человеку.

Кодирование информации в ДНК

ДНК может быть идеальным носителем информации. Это в очередной раз доказали исследователи из Гарвардского университета, которые с помощью CRISPR закодировали в геноме бактерии E. coli GIF-файл размером 36 на 26 пикселей. Изображение создано на основе кадров скачущей лошади, снятых в 1878 году.

Код, хранящийся в бактериальной ДНК, можно впоследствии воспроизвести с 90-процентной точностью.

Спасение коралловых рифов

Коралловые рифы с их богатейшими экосистемами гибнут по всему миру из-за изменений климата. Это означает не только вымирание десятков тысяч видов, но и экономическую катастрофу для миллионов людей, живущих за счет рыболовства и туризма.

Чтобы спасти кораллы, международная исследовательская группа намерена изучить, как они реагируют на изменения окружающей среды на генетическом уровне. В этой работе им поможет CRISPR. Возможно, в дальнейшем мы начнем выращивать генетически отредактированные «суперкораллы», устойчивые к потеплению климата. По крайней мере, такие идеи уже озвучиваются.

Повышение урожаев

Численность человечества продолжает стремительно расти, и это вызывает ряд проблем. Одна из главных — необходимость кормить растущее население с учетом ограниченности ресурсов нашей планеты. Согласно исследованию, проведенному Фондом Билла и Мелинды Гейтс, использование CRISPR позволит создать растения, которые будут использовать воду на 25% эффективнее.

Идея заключается в том, чтобы «обмануть» растение, частично закрыв его устьица, которые испаряют воду. На урожайности эта уловка никак не скажется, зато для полива потребуется намного меньше воды.

К настоящему времени этот эффект был продемонстрирован только на табаке, но необходимый ген есть в ДНК огромного количества культур.

Теплоустойчивые коровы

Наиболее ценные породы коров не могут выживать в жарком климате. А скот, приспособленный к суровым условиям тропической Африки и Азии, дает мало молока и мяса. Исследователи из Флориды решили совместить лучшие качества разных пород, создав животное, которое будет процветать в жарких странах, принося хозяевам достаточно белка.

За основу ученые взяли гибрид классической породой ангус и теплоустойчивого скота брахман. Корову назвали брангус. Исследователи намерены выделить у брангусов гены теплоустойивости и создать новые формы скота, толерантного к жаркой среде обитания.

Лечение амиотрофического склероза

Все помнят Ice Bucket Challenge — флэшмоб, который помог собрать деньги на исследования и лечение бокового амиотрофического склероза. Возможно, ключ к лечению этой болезни предоставит технология CRISPR.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли смогли отключить дефектный ген, который вызывает БАС у мышей. Хотя полностью избавиться от болезни не удалось, лечение увеличило продолжительность жизни грызунов на 25%. Ученые надеются, что применив методику к людям, они смогут обеспечить пациентам с этой болезнью несколько дополнительных лет полноценной жизни.

Диагностика болезней на дому

Стартап Mammoth Biosciences намерен использовать CRISPR в качестве доступного диагностического инструмента. Компания занимается разработкой домашних тестов, которые смогут обнаружить целый спектр болезней — от венерических заболеваний до рака.

Каждый тест будет содержать гидовую РНК, способную найти генетический фрагмент, характерный для того или иного заболевания. Затем, вместо того чтобы разрезать найденный фрагмент, система подаст сигнал молекуле-индикатору. Она, в свою очередь, поменяет цвет тестовой полоски.

В стартапе утверждают, что пользоваться «волшебной полоской» будет не сложнее, чем тестом на беременность, а результаты будут доступны в течение часа. Однако пока нет данных, когда подобные диагностические наборы появятся в свободной продаже.

Генные технологии не ограничиваются CRISPR. Возможно, скоро мы будем отовсюду слышать о ДНК-компьютерах и генетических нанороботах. По крайней мере, английские ученые научились менять форму ДНК. Это открывает дорогу целому ряду инновационных технологий.