Trabalho de Genes - medicina de Genomic

O microbiólogo diz sobre a natureza de doenças genéticas, tecnologia de edição de genoma CRISPR / reparo de ADN e Cas9.

Entre o número vasto de doenças que atacam a corrida humana, além da infecção prion, que pode ser bacteriana ou viral na origem, há certa classe de doenças - não é muito largo - a assim chamada doença genética. E a sua natureza é devido a que alguém do nosso muito infeliz e recebemos do Papa, ou mãe ou ambos uma cópia incorreta do gene que codifica, por exemplo, uma proteína com a função alterada, e a modificação da função leva à ocorrência de vária patologia. Há muitas doenças do sangue desta espécie. Por exemplo, a anemia de célula de foice ou vária trissomia, cystic fibrose é uma doença.

Até agora, a medicina sabe que modificações nas quais os genes são responsáveis por monogenic simples, ou assim chamado, doenças que se determinam de fato pela modificação de só um gene. Na maioria dos casos, esta oração - no sentido que pouco pode tomar-se neste caso: não é uma bactéria em que bate, e neste sentido, nenhum um antibiótico, nada mais que o seu estado fisiológico não pode modificar.

A aproximação neste caso gostaria de aplicar-se, chamado medicina genomic e compreensão puramente conceptual que precisa de uma má cópia do gene, modificação de sequência de ADN reprovada, mal sucedida, para que saltasse atrás, tornou-se o mesmo como em pessoas normais, independentemente de que isto significa. E neste caso, a doença para desaparecer simplesmente porque as razões dele não são mais. De maneira ideal, é bom fazer outra etapa do conceito, porque então foi o ovo, estamos presentes na forma de uma célula única. Somente depois é o desenvolvimento de cada um de nós já se compõe de trilhões de células, curar esta espécie de typo genético em cada uma das células numerosas no nosso corpo seria tecnicamente muito difícil.

E recentemente apareceu aproximações que podem tratar com esta espécie da doença genomic. Esta aproximação chamou a edição de genoma, associa-se com o desenvolvimento de CRISPR / tecnologia de Cas que veio a nós, bem como muitas outras coisas, do mundo de bactérias - as bactérias lutam com vírus, também têm o seu próprio infortúnio. E o caminho do qual as bactérias subiram em consequência da evolução, devido a que foram capazes de descobrir o material genético do vírus devido a interações complementares.

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Em geral, a vida inteira baseia-se na interação complementar. Cada um que ama a filosofia pode pensar imediatamente no yin e yang. Há duas praias de ADN que se ajustam em conjunto como yin e yang, e cada uma das praias de ADN, por um lado, transporta a informação genética na forma de sequências nucleotide e de outro lado, se dividirmos estes dois circuitos, é possível para uma cadeia, ambos na matriz, construa a ausência. Assim, tornamo-nos uma molécula das duas moléculas, e logo quatro, e assim por diante.

CRISPR / a tecnologia de Cas é baseada em como as bactérias usam isto como se segue: usam uma molécula de ácido nucleico curta - nenhum ADN e ARN - para reconhecer a porção de ADN do vírus, e reconhecem-se pela regra complementar. E depois que tal aprendizagem realiza-se - e há reconhecimento do somente vírus de ADN, nada mais, porque é o reconhecimento muito exato - então com a ajuda da proteína especial, o ADN viral degrada-se, e a célula salva-se: o vírus destrói-se.

E resultou que exatamente a mesma coisa trabalha nas células de organismos mais altos, como homem, a saber, se tomarmos uma proteína bacteriana chamada Cas e entrarmos nele em uma célula mamífera, e se a mesma célula mamífera entrar algum outro caminho - têm a tecnologia apropriada - ácido nucleico muito curto ribonucleotide sequência de ARN que exatamente corresponde a uma cópia modificada de um gene humano, área muito pequena, haverá reconhecimento complementar, e logo a cópia do gene, que corresponde ao ARN não se destrói, e simplesmente vai se fazer da fenda duplamente encalhada, o ADN arrombará duas partes - cada um foi uma Molécula de ADN longa, e agora entrou na fenda.

Uma vantagem deste sistema consiste em que é a precisão excessivamente alta, pelo menos para as bactérias, é muito exato.

Só em ARN de guia de complacência cheio e interações de matriz de Moléculas de ADN é isto leva à rachadura da cadeia de ADN.

Porque é bom partir o ADN? Desde que cada um de nós tem dois jogos de genes - um do seu pai, um da mãe - somente imaginam a situação que o gene do pai (a mamãe que nada mal não pode dar-nos, até em caso da hemofilia não é o caso) não se define, tem uma mutação que leva a algum estado fisiológico severo, e minha mãe perfeitamente normal. Deste modo, se podemos partir o pai errado no lugar onde houve uma mutação, a célula é já - evolução de células acostumada ao fato que os intervalos no ADN ocorrem - cura a fenda nas cópias sãs restantes, e se papai uma má cópia do lascado, então a mãe possível de restaurar tudo.

Isto baseia-se medicina genomic, porque se puder fazer a precisão vista por ao lugar do gene, que leva a algumas consequências indesejáveis, então depois em consequência do procedimento, chamado o reparo somente cura a sua edição. E trabalha muito bem, que é o mais surpreendente, que o sistema das bactérias, pelo qual as bactérias repelem vírus, trabalhos em células de organismos mais altos, quando proteína bacteriana - a proteína não é nossa - executa esta espécie da função nas nossas células.

Esta tecnologia dispara-se no sentido que o CRISPR / os Cas-sistemas se usaram para modificar as células de organismos mais altos, foi em 2013 ano. E em 2015 informou-se que finalmente - naturalmente, foi somente uma questão de tempo - tentou alinhar, editar, fixar ligeiramente embriões humanos. Consequentemente tudo se fez por causa dele, isto é o Gral sagrado da medicina genomic.

Empreendi um ovo humano fertilizado, e aquele ovo foi o gene danificado, duas cópias do gene, levando a uma doença de sangue chamada beta thalassemia: o seguinte experimento conduziu-se. O resultado desta doença é a anemia, a transferência insuficiente de oxigênio em glóbulos vermelhos, aproximadamente as centenas de milhões de pessoas sofrem desta doença e dezenas de milhares de pessoas um ano morre. Seria bonito tudo isso curar-se. Dito e feito. E a experiência parece ser muito simples. Como sugerido pelo CRISPR / Cas-tecnologia, o ovo fertilizado foi proteína de Cas introduzida e o guia de ARN que teve de morder a cópia incorreta do gene, para que depois se curasse. E logo depois de tal procedimento, o tratamento de embriões permitiu crescer, porque foi um ovo fertilizado. Graças a Deus permitido por eles para tornar-se longo, somente a uma pequena quantidade de pedaços de células. E logo olhe o que aconteceu a estes embriões ao nível da genoma, se se curam ou não? E o resultado foi tal que alguns curaram em 5-10% da variação original, que seria responsável pela doença, se fosse uma pessoa autêntica, realmente resultada curar - isto é boas notícias. A percentagem é baixa, mas, obviamente, a tecnologia pode modificar-se e aumentar a percentagem.

As más notícias foram que quase todo o presente de células ainda é um grande montante da modificação, isto é, mutações que não estiveram naqueles lugares, que gostariam de chamar a sua atenção aos pesquisadores. Em termos científicos isto chama-se a atividade não-específica, isto é este CRISPR / o Cas-sistema contribuiu para a mordida, e logo modifica-se não só no lugar onde quis, mas também em outros lugares da genoma. Infelizmente, isto é um grande problema que aparece, não pode lutar de nenhum modo com o método razoável, e isto é devido simplesmente à natureza de interações macromoleculares.

Considere a situação onde a região de ADN de 20 nucleotides no comprimento (20 carateres) especificamente interage com o guiado pelo ARN, e que a interação correta - é forte: o bom acordo determina a interação forte e enfim viu pela introdução e todo o resto. Mas em uma jaula - pode mostrar-se puramente por meio de estatística - há 3 multiplicados por 20 (três - porque todos têm quatro cartas do ADN), isto é 60 opções que a sequência correta que se diferencia em só uma carta.

Assim, há 60 sequências que são muito semelhantes ao que quer visar, mas ligeiramente diferente.

Cada um deles reage ligeiramente pior do que o ideal - por exemplo, 10 vezes, mas muitos deles. Além disso, a célula 60 já se multiplicará por 60, que é 3600 variantes de sequência que se diferenciam do que quer tratar só duas cartas e assim por diante. E aqui vem o problema: apesar de que a interação com o objetivo correto é o forte, o número real do incorreto – um bocado ou ligeiramente mais incorreto - as sequências são tão grandes que na maioria dos casos este CRISPR editorial complexo / Cas será, não onde necessário. Embora cada uma destas interações não seja objetivos muito corretos será muito curto e frágil, a quantidade dele será suficiente para assegurar que nisto o lugar errado se introduziu o intervalo de ADN, e logo foi a uma espécie de procedimento é o reparo, que em si mesmo faz uma mutação na genoma.

Como tratar - é pouco nítido. As pessoas tentam usar alguns protocolos bioinformatics para procurar somente tal posição, que é realmente única na genoma. Mas o único problema consiste em que o Senhor é Deus ou alguém mais, aquele que faz as mutações que causam doenças genéticas, não se guia por considerações desta espécie, e então há muitos sítios que nós gostaríamos de curar, mas, infelizmente, vir perto dele é com esta tecnologia é muito difícil.

Outro exemplo, em frente do qual esta tecnologia é exatamente impotente, é as assim chamadas doenças causadas por repetições. Há algumas seções muito simples do ADN - por exemplo, o ADN compõe-se de quatro cartas, mas há seções do ADN, que se repete muitas vezes a mesma carta - GGGG G. Resulta que durante a réplica, quando a reprodução, a cópia desta espécie do ADN ocorre espontaneamente o erro: uma extra inserção da carta G ou falta de uma carta. E as doenças associaram-se com tal mecanismo, muito - de repetições simples da doença. E é claro que o CRISPR / a Cas-tecnologia não pode tratar com tais doenças, porque o sítio é muito fácil degenerar a sequência não pode encontrar-se, pode achar vários caminhos, interação complementar com o sítio possíveis em registros diferentes. E completamente perde a capacidade de controlar o processo de edição, e consequentemente, a possibilidade da doença de cura.