Технология CRISPR — где границы ее возможностей?

Революционная технология редактирования генома CRISPR-Cas9 появилась семь лет назад, и с тех пор разные отрасли открывают все новые возможности ее применения.

Биохимики всего мира постоянно проводят исследования, которые показывают, что потенциал этого метода практически безграничен. Перспективы, которые открывает CRISPR, обещают преимущества многим отраслям: от фармацевтики до сельского хозяйства, пищевых технологий, медицины, ботаники, энергетики, промышленного производства, химии и, разумеется, военной промышленности.


Бесконечные возможности

Новый метод редактирования генома намного совершеннее тех грубых приемов работы с ДНК, которые использовались для производства инсулина. Специалисты говорят, что редактировать геном с помощью CRISPR не сложнее, чем править программный код с помощью соответствующего программного обеспечения. Технология CRISPR не только проще, но и быстрее и дешевле, чем предыдущие методы. Нужны только знания, правильно подобранное лабораторное оборудование и тщательно подготовленный образец системы коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами, — или сокращенно CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats).

----------------------

Оснащение лаборатории для работы с CRISPR

Работа с CRISPR — это очень деликатная процедура, требующая опыта, точности и тонкой настройки лабораторного оборудования. Если ученый собирается применять технологии на основе CRISPR, ему нужно оснастить лабораторию необходимым оборудованием.

Для подготовки образцов лаборатории нужно иметь гомогенизатор, центрифугу и шейкер. Для извлечения небольшого количества РНК из трудно поддающихся обработке образцов требуется высококачественный гомогенизатор. Поскольку при работе с CRISPR используются образцы разных размеров, необходим гомогенизатор, который может работать без насадок — так, как работают гомогенизаторы OHAUS с шаровой мельницей. Статистически подтверждено, что при линейном движении в таком гомогенизаторе образцы измельчаются лучше, чем при горизонтальном. Это позволяет увеличить выход экстракта и в конечном счете получить больше образцов оптимального гранулометрического состава, пригодных для использования.

Не все центрифуги одинаковы. OHAUS предлагает высококачественные центрифуги с охлаждением и различными роторами, что позволяет исследователям получать воспроизводимые результаты и не беспокоиться об износе оборудования.

Прочность конструкции важна также для орбитальных шейкеров. OHAUS предлагает различные шейкеры, созданные для работы в условиях колебания температуры, в том числе орбитальные шейкеры тяжелого типа, шейкеры для эксплуатации в экстремальных условиях и шейкеры-инкубаторы с охлаждением, способные работать при влажности до 100 %. Инкубацию обычно запускают на ночь. И меньше всего ученому хочется при возвращении в лабораторию обнаружить, что машина сломалась или что эксперимент не удался. Вот почему при работе с CRISPR надежность лабораторного оборудования чрезвычайно важна.

Куда бы исследования ни завели ученых, компания OHAUS готова поддержать их и предоставить надежные и точные инструменты.

------------------

Где же взять этот волшебный белковый эликсир с таким сложным названием? У бактерий.

За счет этих повторяющихся элементов спирали ДНК можно точно выбрать, вырезать и даже заменить фрагмент генетического материала и таким образом изменить ДНК любого организма — бактерий, вирусов, плесени, растений, кораллов, насекомых, рептилий, птиц, рыб, млекопитающих и, конечно, людей.

Новая эпоха в медицине

Одна из самых обнадеживающих областей применения CRISPR — разработка способов лечения рака и других тяжелых заболеваний. Наступает новая эпоха в диагностике, лечении и даже профилактике заболеваний. Уже удалось получить некоторые результаты в лечении серповидно-клеточной анемии и муковисцидоза. На очереди могут быть рак и ВИЧ. Вполне вероятно, что вскоре появится возможность устранять те фрагменты ДНК, которые отвечают за предрасположенность к тем или иным наследственным заболеваниям.

Это, наверное, самое интересное потенциальное применение CRISPR, но именно оно вызывает у некоторых людей настороженность. Существует тонкая грань между терапией (лечением болезней) и улучшением организма (например, с помощью пластической хирургии), а также между болезнями и патологическими состояниями (глухота или карликовость). Также есть различие между редактированием генома и селекцией или модификацией зародышевой линии. Если первое можно использовать на эмбрионе для снижения риска наследственного заболевания, то второе — для уменьшения вероятности того, что у человека будет избыточный вес или карие глаза. Вопросы допустимого и недопустимого редактирования и селекции генов в будущем, скорее всего, станут темой горячих политических споров. Если предположить, что здравый смысл восторжествует и что CRISPR будет применяться добросовестно и только по необходимости, перспективы этого метода в медицине будут очень широкими. Откроются огромные, доселе неизвестные возможности лечения заболеваний.


Будут найдены новые пути исследования заболеваний, трансплантации органов и разработки лекарств. Новые лекарства будут появляться гораздо чаще, поскольку CRISPR дает возможность создавать новые типы химических соединений и специально разработанные молекулы. Человек сможет даже менять саму природу: с помощью этого метода ученые могут найти способ спасти виды от вымирания, предотвратить гибель коралловых рифов и других экосистем. Уже одно это должно обрадовать защитников окружающей среды, однако CRISPR открывает и другие перспективы, среди которых — производство биотоплива и экологически чистые источники энергии.


Применение практически в любой отрасли

В сельском хозяйстве появятся новые методы защиты посевов от насекомых, грибков и даже сурового климата — засух или наводнений. Ко всему прочему, CRISPR уже испытывали на комарах. Возможно, с помощью этой технологии удастся создать совершенно новый способ борьбы с распространением малярии.

Разумеется, коммерческие предприятия с нетерпением ждут, когда можно будет воспользоваться преимуществами новой технологии. У производителей появятся новые материалы, которые будут легче, прочнее или дешевле в производстве. Пищевая промышленность получит более качественные овощи и новые виды фруктов. У ученых-ботаников будут новые методы изучения растений, а у зоологов — животных.

Конечно, это случится не сразу. Придется преодолеть еще немало препятствий, и мы узнаем, каковы пределы возможностей этого нового и чрезвычайно мощного метода. Потенциал применения CRISPR может быть безграничным. Это еще одно достижение человечества. Возможно, жить в мире теперь станет лучше.