Полная версия страницы  English  

КРИСП технология показала

P.P.Gariaev, 02.07.2020 08:50
Три исследования выявили непреднамеренные последствия редактирования генов в человеческих эмбрионах, включая крупные делеции и перестановки ДНК.



Amanda Heidt
26 июня 2020 года
479
ВЫШЕ: © ISTOCK.COM- ЕЛЕНАБС
Способностьтехнологии редактирования генов CRISPR безопасно модифицировать человеческие эмбрионы была поставлена под сомнение после того, как в нескольких недавних работах были описаны массовые нарушения ДНК в эмбрионах, подвергнутых редактированию.
Каждая из трех работ, опубликованных в этом месяце без рецензирования на препринтном сервере bioRxiv, предназначалась для редактирования только одного гена. Но результаты показали крупномасштабные, непреднамеренные делеции ДНК и перестройки в областях, окружающих целевую последовательность. В то время как прошлые исследования показали, что редактирование генов может привести к мутациям вдали от целевого региона, эти исследования вместо этого привлекают внимание к более локализованным повреждениям, связанным с более крупными последовательностями ДНК, которые могут быть пропущены традиционными проверками безопасности, сообщает Nature.
Эти исследования были предназначены только для исследовательских целей, то есть эмбрионы были уничтожены после окончания эксперимента. Но в ответ на их выводы многие исследователи высказывают свои возражения против дальнейшего редактирования. Само поле все еще борется с последствиями от рождения девочек-близнецов в результате очень спорных экспериментов CRISPR, проведенных Хэ Цзянькуй в Южном университете науки и техники в Китае в 2018 году.
” Здесь нет никакого подслащивания", - говорит Федор Урнов, генетик и исследователь CRISPR в Калифорнийском университете в Беркли, который не был вовлечен в исследование, сообщает OneZero . "Это запретительный приказ для всех редакторов генома, чтобы остаться живыми дневными огнями от редактирования эмбрионов.”
В первом исследовании, опубликованном 5 июня , исследователи из Института Фрэнсиса Крика использовали CRISPR для удаления гена POU5F1—важного фактора эмбрионального развития и плюрипотентности стволовых клеток-у 18 эмбрионов. Когда они проанализировали влияние делеции на геном, они неожиданно обнаружили, что восемь из этих эмбрионов содержали дополнительные аномалии, четыре из которых включали существенные перестройки ДНК и делеции нескольких тысяч пар оснований.
Вторая группа из Колумбийского университета попыталась модифицировать эмбрионы с мутацией, вызывающей слепоту в гене EYS, наиболее распространенном гене, вовлеченном в начало дегенеративного заболевания глаз, называемого пигментным ретинитом. Но в дополнение к ожидаемым изменениям, они сообщили 18 июня, что почти половина из 23 эмбрионов также потеряли большие куски хромосомы, на которой находится EYS. В самых крайних случаях хромосома полностью исчезала.
Наконец, исследование, опубликованное 20 июня исследователями из Орегонского университета здравоохранения и науки, также сосредоточено на коррекции мутации в гене MYBPC3, которая, как известно, вызывает заболевание сердца. Несмотря на то, что они успешно восстановили повреждение почти в половине из 86 эмбрионов—дополнение к их новаторской работе в 2017 году — авторы также сообщили о больших нарушениях в хромосоме, содержащей ген.
Вместе взятые, эти три исследования подчеркивают контраст между внесекретными эффектами, которые происходят, когда инструменты CRISPR редактируют где-то непреднамеренно, и внесекретными редактированиями, в которых изменения правильно локализованы, но имеют некоторые непреднамеренные последствия. В каждом конкретном случае воздействие на цель было неожиданным.
“Это значит, что ты не просто меняют ген, который вы хотите изменить, но вы затрагиваете так много ДНК гена, ты пытаешься изменить то, что вы могли бы быть случайно влияют другие гены и вызывает проблемы”, - Киран Musunuru, кардиолог из Университета штата Пенсильвания, который не участвовал в каких-либо исследованиях, говорит OneZero.
Эти проблемы также показывают, насколько мало известно о способах, которыми организм естественным образом восстанавливает молекулярные сокращения в геноме, сделанные CRISPR technology, сообщает Nature. Вместо того, чтобы аккуратно лечить вновь расщепленные концы ДНК, подвергнутые редактированию, механизм иногда может быть неисправен, что приводит к деградации или нарушению ДНК.
Обращаясь к природе , Урнов говорит, что эти целевые эффекты заслуживают внимания исследователей, продвигающихся вперед. “Это то, что все мы в научном сообществе, начиная немедленно, будем воспринимать более серьезно, чем мы уже имеем. Это не однократная случайность.”
P.P.Gariaev, 02.07.2020 08:51
“Это то, что все мы в научном сообществе, начиная немедленно, будем воспринимать более серьезно, чем мы уже имеем. Это не однократная случайность.” – цитата из верхнего топика.

КРИС технологи поняли серьёзность обнаруженных не целевых эффектов, когда разрезание аномальной молекулы ДНК (гена), при использовании КРИСП техники, вызывает ряд опасных ответных манипуляций с генами эмбрионов. Это предвиделось и предсказывалось, если есть понимание в общем-то простых принципов работы генома, защищающегося от непрошенных разрезаний молекул ДНК. Этот принцип, о котором много объяснял тут, называется нелокальностью генома. Нелокальность генома означает то, что генетическая информация в клеточном пространстве биосистем не является приуроченной к какому-то исключительному месту, например, половым клеткам. Генетическая информация является распределенной системой между определенными уровнями организации биосистем, то есть это и есть нелокальность генома. Таких уровней нелокальностей - девять.
1-й уровень - организменный. Нарушение целостности организма (травмы) сопровождаются регенерацией, частичной или полной, происходящих по-разному, с различной эффективностью и с решающим участием генома.
2-й уровень - органный. Органы регенерируют, тоже в разной степени и тоже с помощью стратегических функций генома.
3-й уровень - тканевой. Ткани регенерируют таким же образом.
4-й - клеточный, те же механизмы. Из клетки может регенерировать целый организм.
5-й - ядерно-хромосомный. Из клеточных ядер, перенося их в энуклеированные клетки, можно клонировать животных, растения и др. организмы.
6-й - молекулярный. Перенесенная ДНК может запустить регенерацию или трансформировать бактерии.
7-й - Текстовый. Зная последовательность нуклеотидов в генах (текст), можно осуществить их ПЦР или химическую полимеризацию с созданием генов de novo c их использованием в тех же целях.
8-й - Голографический. Геном есть, кроме прочего, голограмма - динамическая, поляризационная, спиновая. Назначение такой биоголографии - опять-таки сохранение целостности генома от повреждений.
9-й уровень - квантовая нелокальность генома с теми же целями. Она связана со способностью генов находиться одновременно в суперпозиции двух состояний – вещества и физического поля. Например, в системе
‘Лазерное поле  ПЦР’. В первичном варианте эти процессы показаны нами в стаье:
[Gariaev, P. P., Vladychenskaya, I. P. & Leonova-Gariaeva, E. A., PCR Amplification of Phantom DNA Recorded as Potential Quantum Equivalent of Material DNA. DNA Decipher Journal | March 2016 | Volume 6| Issue 1 | pp. 01-11; Готов. публ.]
Выбор этих состояний зависит от потребностей биосистемы в данный момент времени и других, неизвестных пока, факторов. Квантовая нелокальность генома дает возможность анализа, почему КРИСП технология не корректна, ошибочна. Это следствие упрощенного понимания принципов генетического кодирования, основанного только на идее чисто вещественного понимания ДНК и генов. Классическая генетика и молекулярная биология пока не приемлют идею вещественно-волнового дуализма генов и генома в целом, предложенную А.Г.Гурвичем еще в 1924 году. Это же проявляется в технологиях генетических модификаций (ГМ) продуктов питания. И в КРИСП, и в ГМ технологиях либо уничтожают не нужный ген адресным разрезанием, либо вводят чужеродный ген в геном-реципиент. И то, и другое приводит к хаосу в геномах – объектах таких, не санкционированных Природой, манипуляций. Почему происходит хаотизация? Геномы биосистем, всех их клеток находятся в так называемом (в квантовой физике) СПУТАННОМ СОСТОЯНИИ - Вещества и физического поля. И представляют одно неделимое ЦЕЛОЕ. Генетические манипуляции даже с отдельными клетками и их геномами приводят к мгновенному, квантово нелокальному изменению состоянию ВСЕХ геномов, ВСЕХ клеток. Это же состояние суперпозиций Вещество-Поле необходимо для возврата биосистем-объектов генных манипуляций в прежнее НАТИВНОЕ состояние, независимо от наших оценок такового. Тоже своего рода регенерация. Вот такая избыточная система защиты генома и организма от повреждений. Сюда можно было бы добавить информационную избыточность синонимических кодонов и адаптивные (смысловые) перекодировки Сиом кодонов с теми же целями - вариативные ситуации сохранения нормального метаболизма при негативных (повреждающих) воздействий вешней среды - запредельно высокие или низкие температуры, недостаток пищи и т.д. Всё это - наша защита, наше выживание.

Казалось бы, простые соображения. Но не учитываются. И КРИСП-технологи (также как и ГМ-пищевые технологи) в поисках златого тельца пускаются в генетические авантюры. Вот и последние КРИСП-подвиги вмешательства в геном человеческих зигот. Разрезали в них in situ не хорошую ДНК. Ожидали Нобелевский успех. Но получили не запланированные, не целевые, негативные эффекты. Последствия введения слона в посудную лавку. Что получилось на уровне, например, голографической нелокальности геномов зигот?.

Хромосомный континуум делящихся яйцеклеток на этапе эктодермы ранней гаструлы начинает процесс дифференцировки клеток. При этом ДНК хромосомного континуума, как динамичный жидкий кристалл-холестерик, формирует динамические поляризационные голограммы, кодирующие пространственно-временнУю структуру развивающегося эмбриона. Это в нормальном состоянии ДНК. Но вот КРИСП-технологи, к примеру, режут один из "нехороших" генов, т.е. повреждают ДНК. Образующиеся два фрагмента ДНК либо элиминируются, либо входят в состав хромосомной ДНК. В обоих случаях последовательность нуклеотидов НОВОЙ, ИЗМЕНУННОЙ, ДНК будет ДРУГОЙ. Из физ-химии жидких кристаллов ДНК (холестериков) следует важное последствие измененных последовательностей геномной ДНК - её топология резко меняется, следовательно, меняется и набор динамических голограмм генома, а это катастрофа, хаос в эпигенетическом управлении геномом. Геном стремится восстановить прежнее собственное, относительно нормальное, состояние. Но безуспешно, поскольку искусственные и быстрые КРИСП технологии не предусмотрены эволюцией биосистем, длящейся миллионы лет.
Вот что такое плохая теоретическая генетика.
P.P.Gariaev, 08.07.2020 08:15
Почему рисунки не загружаются?
Это — лёгкая версия форума. Чтобы попасть на полную, щелкните здесь.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.