Просто геном

Группа авторов, 2020

Стоит ли нам манипулировать геномом нерожденных и менять генофонд homo sapiens, который нельзя будет перезапустить так, чтобы он развивался в обратную сторону? Готовы ли мы, как вид, взять на себя ответственность за собственную эволюцию и целенаправленно редактировать наши геномы? Как только мы полностью поймем генетические факторы, которые определяют здоровье и работоспособность человека, мы сможем выбрать или, возможно, даже спроектировать эмбрионов с генетическим составом, отличным от такового у их родителей. Или даже лучше, чем у родителей. Книга знакомит со множеством возможностей, открытым человечеству благодаря новейшим достижениям генетиков, описывает захватывающие перспективы и ставит серьезные проблемы, связанные с генной инженерией. В формате PDF A4 сохранен издательский макет.

© ООО «Страта», 2020

Генетика. Краткая история открытий

1865 год — австрийский биолог Грегор Мендель открыл факторы наследственности и разработал гибридологический метод, т. е. правила скрещивания организмов и учета признаков у их потомства

1868 год — швейцарский биохимик Фридрих Мишер выделил из спермы лосося фосфорсодержащее вещество, происходящее из клеточных ядер, которое назвал нуклеином (теперь его называют дезоксирибонуклеиновой кислотой)

1875 год — впервые продемонстрирована возможность использования близнецов для изучения относительного влияния на организм наследственности и окружающей среды

1900 год — опубликованы три независимые рыботы с изложением основных законов наследования. Год считается формальным рождением генетики как науки

1902 год — впервые появилась хромосомная теория наследственности

1905 год — английский биолог Уильям Бэтсон предложил слово «генетика» (от греч. γιγνομαι — порождать) для нового направления науки

1909 год — датский биолог Вильгельм Иогансен предложил термин «генотип»

1910 год — американский биолог Томас Морган установил, что гены расположены в хромосомах в линейном порядке, образуя группы сцепления, и закономерности наследования по половому признаку

1920 год — немецкий генетик Ганс Винклер предложил термин «геном»

1922 год — русский генетик Николай Вавилов сформулировал «закон гомологических рядов» о параллелизме в изменчивости родственных групп растений, то есть о генетической близости этих групп

1926 год — русский генетик Сергей Четвериков опубликовал статью, заложившую основы популяционной генетики и синтеза генетики и теории эволюции

1927 год — американский генетик Герман Мёллер доказал мутационный эффект рентгеновских лучей

1929-1930 годы — впервые продемонстрирована сложная природа организации гена, сделаны первые реальные шаги на пути создания современного представления о тонкой структуре гена

1935 год — осуществлено экспериментальное определение размеров гена. Получена трактовка гена с позиций квантовой механики, тем самым создан фундамент для открытия структуры ДНК

1944 год — начало эры ДНК

1944 год — советский вирусолог Лев Зильбер сформулировал вирусно-генетическую теорию рака

1951 год — получена первая рентгеннограмма молекулы ДНК

1953 год — Френсис Крик и Джеймс Уотсон, британский и американский биологи, создали структурную модель ДНК в форме двойной спирали

1956 год — установлено число диплоидного набора хромосом у человека: 46

1961 год — начата расшифровка «языка жизни» — кода, которым в ДНК записана информация о структуре белковых молекул

1962 год — осуществлено первое клонирование животного организма, лягушки

1970 год — выделена первая рестриктаза — фермент, разрезающий ДНК в строго определенных местах

1972 год — заложены основы генной инженерии

1973 год — разработана стратегия переноса генов в бактериальную клетку

1978 год — осуществлен перенос гена инсулина в бактериальную клетку, где на нем синтезирован белок проинсулин

1980 год — получена первая трансгенная мышь 1984 год — открыты регуляторные гены, ответственные за построение общего плана тела животных 1984 год — создан метод геномной дактилоскопии, в котором последовательности ДНК используются для идентификации личности

1987 год — созданы первые дрожжевые искусственные хромосомы YAC, сыгравшие серьезную роль как векторы для клонирования больших фрагментов геномов

1988 год — создан проект «Геном человека» Национального института здоровья США. Инициатором и руководителем проекта стал знаменитый учёный Джеймс Уотсон

1988 год — предложен метод «нокаута» генов

1990 год — в СССР и в США, а затем в Англии, Франции, Германии, Японии, Китае начали работать научные программы по расшифровке генома человека

1990 год — идентифицирован первый ген человека, ответственный за наследственное заболевание

1990 год — проведено первое успешное лечение наследственного иммунодефицита с помощью генной терапии

1994 год — представлено первое коммерчески выращенное ГМО-растение, одобренное для потребления человеком: медленно созревающий томат Flavr Savr

1995 год — геномика становится самостоятельным разделом генетики

1997 год — впервые клонировано млекопитающее: овца Долли

1998 год — расшифровано около 3 % генома человека

1999 год — клонированы мышь и корова

2001 год — опубликован первый вариант генома

2002 год — полностью расшифрован геном мыши

2003 год — 99 % генома человека секвенировано с точностью 99,9 %

2005 год — реализован проект «Геногеография», исследующий изменчивость ДНК и Y-хромосом населения Земли с целью составления детального генетического атласа народов мира

2007 год — обнаружен ген роста у человека

2008 год — стартовал международный проект по расшифровке геномов тысячи человек

2009 год — завершена расшифровка генома неандертальца

2012 год — американский биохимик Дженнифер Дудна и французский микробиолог Эммануэль Шарпентье опубликовали работу о механизме CRISPR/Cas9 и возможностях его использования в качестве технологии геномного редактирования

2015 год — впервые применен генный дрейф к плодовой мухе

2015 год — четыре независимые лаборатории внедрили CRISPR мышам, страдающим мышечной дистрофией, и доказали, что разрушительное действие болезни можно обратить вспять

2015 год — впервые ввели CRISPR в 86 человеческих эмбрионов

К 2016 году — проведено более 2 тысяч испытаний генной терапии различных заболеваний; появились первые протесты по поводу технологии CRISPR

2017 год — впервые отредактирован геном живого человека

2017 год — впервые на ДНК записан музыкальный файл

2018 год — впервые проведен транскрипционный анализ единичных клеток в развивающемся эмбрионе, позволяющий по-новому оценить ранние механизмы эмбрионального развития и устранить генетические поломки

2019 год — стартовали испытания антираковой CRISPR-терапии на людях. Предварительные данные свидетельствуют о ее безопасности и отсутствии побочных эффектов

2019 год — технология CRISPR модифицирована для одновременного редактирования нескольких генов

2019 год — разработан метод праймированного редактирования. Его создатели добавили к ферменту Cas9 два новых компонента — позаимствованный у вируса белок обратную транскриптазу и специальную гидовую РНК (pegRNA). Получившийся в результате инструмент разрезает только одну нить ДНК, что снижает риск ошибок. Успешность данной методики составляет 20-50 % по сравнению с 10 % у обычной CRISPR