​Генетика сегодня - одно из наиболее перспективных направлений в биологии и медицине, ее называют профессией будущего. Знакомство с генетикой ​начинается еще в школе. Но как объяснить ребятам, зачем она нужна? Вопросы школьников были адресованы авторам нового учебного курса по генетике ГК "Просвещение".​

Генетика может возродить динозавров?

Нариман Баттулин, к. б. н., заведующий лабораторией генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН

Окаменелости динозавров представляют собой скорее камни, чем биологические ткани животного. ДНК в этих камнях нет, поэтому непосредственного доступа к геному динозавров у генетиков нет. Однако мы можем многое узнать о вымерших динозаврах, если будем изучать ныне живущих – птиц. На уровне функционирования генома динозавры юрского периода не сильно отличаются от куриц.

В целом, у ДНК есть свой срок годности. В идеальных условиях в замороженных тканях ДНК сохраняется около миллиона лет. Так что ДНК динозавров давно исчезла, но ДНК мамонтов и шерстистых носорогов, выкопанных из вечной мерзлоты тундры, вполне можно выделить и изучить. Как этим занимаются палеогенетики, можно узнать в нашем учебном пособии.

Несмотря на то, что ДНК сохраняется в замороженных тканях мамонтов, она довольно сильно деградирует. Если в живой клетке молекулы ДНК в хромосомах имеют длину до 150 000 000 нуклеотидов, то в выкопанных тканях средний размер фрагмента составляет всего 200 нуклеотидов.

Клонировать мамонтов тоже не получится – чтобы нормально развиваться, эмбрион мамонта должен иметь целые молекулы ДНК. А собрать из таких маленьких кусочков целую молекулу – это все равно, что попытаться собрать фарфоровую вазу, разбитую на 15 миллионов кусочков.

Так что живого динозавра или мамонта мы не увидим, но я надеюсь, что с помощью генной инженерии получится создать волосатого индийского слона (такой проект сейчас разрабатывается), а это уже почти мамонт.

Я смогу создать искусственного человека лет через 15, если пойду в генетики?

Вениамин Фишман, к. б. н., заведующий сектором геномных механизмов онтогенеза Института цитологии и генетики СО РАН

Важно понимать, что все живое (кроме вирусов) состоит из клеток. А клетки – из молекул. Создать даже самую простую клетку – бактериальную – из отдельных молекул ученые пытаются уже давно. Один из нашумевших экспериментов в этой области – опыт группы Крейга Вентера, опубликованный в 2010 году в журнале Science.

Ученые заменили бактериальный геном искусственно синтезированным в лаборатории и показали, что такая "химическая" ДНК может управлять жизнедеятельностью пусть и простого, но живого организма.

Но не спешите радоваться – другие компоненты клетки, особенно белки, синтезировать в лаборатории намного сложнее. ДНК бактерии в тысячу раз короче, чем у человека, и значительно проще упакована. Поэтому сделать жизнеспособную человеческую или бактериальную клетку в химической лаборатории в обозримом будущем вряд ли удастся.

Но есть и хорошая новость. Клетки животных хорошо приспособились жить друг с другом – для этого они создали системы самоорганизации и взаимного контроля. Смешав разные клетки, можно объединить их в некоторое подобие органа или ткани.

Особенно хорошо способность к самоорганизации развита у эмбриональных клеток – ведь им приходится согласовывать свои действия во время формирования эмбриона. Об этом в нашей книге есть целая глава. Ученые давно пользуются способностью эмбриональных клеток к самоорганизации, пытаясь искусственно формировать и выращивать эмбрионы. Учитывая недавний прорыв, который совершила группа Якоба Ханы, научившись выращивать мышиных зародышей в искусственной матке до 11-го дня развития, кажется, что выращивание искусственных людей – не такая уж фантастическая задача.

А вот с выращиванием отдельных органов дело обстоит сложнее, потому что взрослые клетки не так легко самоорганизуются в разные ткани и структуры. Сейчас над этой задачей бьются многие ученые – ведь никто не откажется от запасного сердца или почки, выращенной в генетической лаборатории. Именно это направление будет наиболее активно развиваться через 15 лет.

У генетиков есть какой-нибудь план на случай всемирной катастрофы?

Сергей Седых, к. б. н., научный сотрудник лаборатории ферментов репарации Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Давайте разберемся, что можно понимать под "всемирной катастрофой". Серьезная проблема есть в сфере продовольствия. Почти 10% жителей Земли голодают, и трудно назвать это иначе, чем катастрофой.

Обеспечить продовольствием 8 миллиардов людей "стандартными" методами селекции – скрещиванием и отбором – вряд ли получится. Сегодня десятки трансгенных генетически модифицированных сортов (с использованием технологии рекомбинантной ДНК) и полученных редактированием генома (метод CRISPR\Cas) проходят испытания в нашей стране и уже допущены к выращиванию во многих странах. Именно они позволят не допустить продовольственной катастрофы.

Другой "катастрофой" может быть появление новой болезни, которая будет поражать население. В 2020 году знания, накопленные генетиками и генными инженерами, позволили в кратчайшие сроки создать новые вакцины для профилактики новой коронавирусной инфекции. Думаю, и с другими мы справимся.

Но готовы ли генетики спасти человечество в случае всемирной катастрофы? Мы-то готовы, но лучше, чтобы человечество не доводило себя до катастрофы и прислушивалось к тому, что ему советуют ученые.

Как работает лекарство от Covid-19?

Михаил Карташов, к. б. н., старший научный сотрудник отдела молекулярной вирусологии ГНЦ вирусологии и биотехнологии "Вектор"

Вирусы, несмотря на всю кажущуюся простоту строения, достаточно коварны. В большинстве случаев лечение вирусных инфекций сводится к устранению симптомов. В отличие от тех же бактерий, против которых у врачей существует большой арсенал антибиотиков, настоящего оружия против вирусов разработано еще очень мало (зато есть над чем трудиться будущим поколениям биологов).

Но у вирусов есть одно слабое место, отличающее их от остальных организмов. Для своего размножения они обязательно должны проникать в клетки своего хозяина. Лучшее средство борьбы с ними – установление преграды на этом пути. От инфицирования вирусами нас спасает иммунная система, на страже которой находятся два грозных оружия – специальные клетки-киллеры и антитела. Кроме того, иммунная система имеет хорошую память и надолго запоминает всех чужеродных врагов в лицо.

Чтобы иммунная система смогла отразить нашествие коронавируса еще на подступах к организму, нужно предупредить ее об этом незваном госте и заранее вооружить нужным оружием. Все это достигается с помощью вакцинации.

Ученые изобрели разные типы вакцин от коронавируса. В одних представлены только небольшие кусочки от коронавируса, своего рода отдельные пазлы. В других это может быть безобидный для нашего организма вирус, но измененный таким образом, что отдельными частями напоминает коронавирусные "пазлы". В третьем типе коронавирус уже полностью убит (инактивирован). Главное, что вакцина полностью безопасна для организма, но обучает иммунную систему знать врага в лицо!

У мармеладного медведя тоже есть ДНК?

Елена Воронина, к. б. н., доцент, научный сотрудник лаборатории фармакогеномики Института химической биологии и фундаментальной медицины

Мармеладные мишки производятся на основе желатина или агара. В их состав входят также сахар, сироп глюкозы, крахмал, специи, лимонная кислота, пищевые красители.

ДНК в компонентах не указана, однако, желатин получают из хрящей животных. В хрящевой ткани присутствуют клетки, а в них есть ДНК. Так что в мармеладном мишке могут быть остатки ДНК животного, хрящи которого использовали для приготовления желатина.

Однако стоит отметить, что в процессе получения желатина из хрящей требуется длительное кипячение, которое разрушает ДНК. Поэтому даже если ДНК содержится в мармеладных мишках, то ее очень-очень мало, и она сильно разрушена.

Агар получают из водорослей, и остатки их ДНК также могут сохраняться в мармеладном мишке, но в очень незначительных количествах. Выделить ДНК из мармеладного медвежонка не удастся, так как желатин и агар сильно мешают выделению ДНК, как бы запутывая молекулы ДНК в своих молекулах.



Похожие новости

  • 28/01/2020

    «Открытую лабораторную» проведут в День российской науки

    ​8 февраля состоится четвертая по счету просветительская акция «Открытая лабораторная». Каждый желающий сможет проверить свою картину мира с точки зрения передовых естественно-научных знаний. Поучаствовать в «Лабе-2020» можно будет как офлайн, так и онлайн на сайте laba.
    2242
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    3320
  • 02/09/2016

    Наночастицы: невидимые и влиятельные

    Прибор, сконструированный в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, помогает обнаружить наночастицы за несколько минут.— Есть работы российских, украинских, английских и американских исследователей, которые показывают, что в городах с высоким содержанием наночастиц отмечается повышенный уровень заболеваемости сердечными, онкологическими и легочными заболеваниями, — подчеркивает старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Николаевич Дубцов.
    3607
  • 24/08/2020

    25-26 августа 2020 года состоится XX съезд работников образования Новосибирской области

    ​25-26 августа состоится XX съезд работников образования Новосибирской области. XX съезд работников образования состоится 25-26 августа 2020 года. Тема съезда: «Качество образования: состояние, проблемы, решения».
    1231
  • 08/12/2020

    Академический час для студентов. Лекция к.б.н. М. А. Дымовой (ИХБФМ СО РАН) «Бор нейтрон захватная терапия (БНЗТ)»

    ​В лекции, которая состоится 8 декабря в 14.00,​ будет подробно рассказано об истории открытия БНЗТ, о физических принципах метода, о молекулярно-биологических эффектах облучения. Будет проведен обзор лекарственных средств, которые используются в клинике, а также препаратов, которые только разрабатываются в лабораториях.
    545
  • 30/06/2020

    Сибирские учёные создают инновационные препараты

    Нацпроект и поддержка правительства региона помогают ученым создавать инновационные препараты В ходе пресс-тура, организованного министерством науки и инновационной политики Новосибирской области, представители средств массовой информации смогли побывать в обновленных лабораториях Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и из первых уст услышать о прорывных технологиях в лечении многих заболеваний.
    1052
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    1544
  • 06/09/2016

    Наночастицы - невидимые и влиятельные

    ​Прибор, сконструированный в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, помогает обнаружить наночастицы за несколько минут. — Есть работы российских, украинских, английских и американских исследователей, которые показывают, что в городах с высоким содержанием наночастиц отмечается повышенный уровень заболеваемости сердечными, онкологическими и легочными заболеваниями, — подчеркивает старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Николаевич Дубцов.
    1995
  • 03/08/2020

    Биоцентр СО РАН: биотехнологии выходят на новый уровень

    ​Проект Биоцентра Сибирского отделения РАН находится на согласовании в Минэкономразвития РФ.Он будет создан для продвижения на рынок разработок биологических институтов Академгородка, создания биотех-стартапов, развития клеточной медицины, синтетической биологии и импортозамещения, проблема которого особенно остро встала в этом году в связи с пандемией коронавируса.
    926
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    2586