Какие последствия могут быть от генной инженерии

Технология редактирования генов с помощью системы CRISPR-Cas9 может привести к множеству нежелательных мутаций. К такому выводу пришли ученые из Медицинского центра Колумбийского университета. Представляем вам новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Methods.

CRISPR/Cas9 — молекулярный механизм, существующий внутри бактерий и позволяющий им бороться с вирусами бактериофагами. CRISPR — это находящиеся внутри ДНК микроорганизма «кассеты», которые состоят из повторяющихся участков и уникальных последовательностей — спейсеров. Последние представляют собой фрагменты вирусной ДНК. По сути дела, CRISPR можно представить как банк данных, в которой содержится информация о генах патогенных агентов. Белок Cas9 использует эту информацию, чтобы правильно идентифицировать чужеродную ДНК и обезвредить ее, разрезав в определенном месте.

Точность CRISPR/Cas9 позволяет использовать ее как инструмент редактирования генов, который гораздо эффективнее существовавших ранее методов. Исследователи внедряют в клетку, в геноме которой нужно произвести изменения, ДНК-кассету, содержащую ген белка Cas9 и участок, кодирующий специальную направляющую молекулу РНК (sgRNA). Последняя может прикрепляться к определенному месту в геноме, указывая Cas9, где нужно произвести разрез. После этого можно вставить в разрыв нужный ген или группу генов, создав модифицированную клетку.

Преимущество CRISPR/Cas9 в том, что с помощью нее можно точно внести изменения, уменьшив число нежелательных разрезов (внецелевых эффектов) в других частях генома. Кроме того, она позволяет экономить время и деньги — в отличие от другого широко используемого метода, в котором используются ферменты нуклеазы. Система CRISPR больше подходит для ситуаций, когда надо исправить сразу несколько дефектных генов, поскольку для этого необходимо лишь синтезировать соответствующие sgRNA. В случае нуклеаз для каждого конкретного ДНК-участка необходимо собрать собственный специфичный фермент, что дольше и дороже.

Технология быстро стала популярной, причем не только среди ученых, но и в массовой культуре. Например, она фигурирует в сюжете некоторых серий нового сезона «Секретных материалов» как оружие массового поражения. Свое беспокойство выразил и директор национальной разведки США Джеймс Клэппер, который считает, что генная инженерия несет в себе угрозу. Однако опасность представляет любая технология, если ею неправильно пользоваться. Например, неумелое и частое использование антибиотиков, которые спасли жизни сотням тысяч людей, провоцируют появление супербактерий, устойчивых к противомикробным препаратам.

Несмотря на вымысел, CRISPR/Cas9 саму по себе, как и антибиотики, нельзя использовать в качестве оружия уничтожения людей. Но можно создать модифицированные организмы, например, комаров, которые будут распространять дефектный ген в своей популяции, что может привести к сильному уменьшению числа кровососущих насекомых. Биологи призывают крайне осторожно относиться к таким способам применения.