Soluteknologian mielenkiintoisia faktoja. Solu- ja geenitekniikka

Hehkuvatko kissat pimeässä? Se saattaa kuulostaa tieteiskirjallisuudesta, mutta ne ovat olleet olemassa vuosia. Kaali, joka tuottaa skorpionin myrkkyä? Valmistettu. Ja seuraavan kerran kun tarvitset rokotteen, lääkäri saattaa antaa sinulle banaanin.

Näitä ja monia muita geneettisesti muunnettuja organismeja on nykyään olemassa, niiden DNA:ta on muutettu ja sekoitettu toisen DNA:n kanssa täysin uusien geenien luomiseksi. Et ehkä tiedä sitä, mutta monet näistä geneettisesti muunnetuista organismeista ovat osa elämää ja jopa osa päivittäistä ruokavaliotamme. Esimerkiksi Yhdysvalloissa noin 45 % maissista ja 85 % soijapavuista on geenimuunneltuja, ja arviolta 70-75 % päivittäistavarakaupan hyllyillä olevista päivittäistavaratuotteista sisältää geneettisesti muunneltuja ainesosia.

Alla on luettelo oudoimmista nykyään olemassa olevista geenimanipuloiduista kasveista ja eläimistä.

Hehkuvat pimeässä kissat

Vuonna 2007 eteläkorealainen tiedemies muutti kissan DNA:ta saadakseen sen hehkumaan pimeässä, sitten otti sen DNA:n ja kloonasi siitä muita kissoja luoden kokonaisen ryhmän pörröisiä, fluoresoivia kissaeläimiä. Ja näin hän teki sen: Tutkija otti urospuolisten turkkilaisten angoroiden ihosolut ja esitteli viruksen avulla geneettiset ohjeet punaisen fluoresoivan proteiinin tuottamiseksi. Sitten hän asetti geneettisesti muunnetut tumat muniin kloonausta varten, ja alkiot istutettiin takaisin luovuttajakissoihin, jolloin niistä tehtiin korvikeäitejä omille klooneilleen.

Joten miksi tarvitset lemmikin, joka työskentelee osa-aikaisena yövalona? Tiedemiehet sanovat, että eläimet, joilla on fluoresoivia proteiineja, mahdollistavat ihmisten geneettisten sairauksien keinotekoisen tutkimuksen.

Eko sika

Ekosika tai Frankenspig, kuten kriitikot sitä kutsuvat, on sika, joka on muunnettu geneettisesti sulattamaan ja prosessoimaan paremmin fosforia. Sianlantaa sisältää runsaasti fytaatiksi kutsuttua fosforin muotoa, joten kun viljelijät käyttävät sitä lannoitteena, tämä kemikaali joutuu vesistöihin ja aiheuttaa leväkukintoja, jotka puolestaan ​​tuhoavat vedessä olevan hapen ja tappavat vesieliöitä.

Saastumista torjuvat kasvit

Washingtonin yliopiston tutkijat työskentelevät kehittääkseen poppelipuita, jotka voivat puhdistaa saastuneita alueita imemällä saasteita pohjavedestä juuriensa kautta. Sitten kasvit hajottavat saasteet vaarattomiksi sivutuotteiksi, jotka imeytyvät juuriin, runkoon ja lehtiin tai vapautuvat ilmaan.

Laboratoriokokeissa siirtogeeniset kasvit poistavat jopa 91 % trikloorieteenistä nesteliuoksesta, joka on yleisin pohjavettä saastuttava kemikaali.

myrkyllinen kaali

Tiedemiehet ovat äskettäin eristäneet myrkkygeenin skorpionin hännästä ja ovat alkaneet etsiä tapoja ruiskuttaa se kaaliin. Miksi tarvitsemme myrkyllistä kaalia? Torjunta-aineiden käytön vähentämiseksi ja toukkien estämiseksi pilaamasta satoa. Tämä geneettisesti muunneltu kasvi tuottaa myrkkyä, joka tappaa toukat purettuaan lehtiä, mutta myrkky on muutettu vaarattomaksi ihmisille.

Vuohet kutomassa verkkoja

Vahva ja joustava gossamer-silkki on yksi luonnon arvokkaimmista materiaaleista, ja sitä voitaisiin käyttää useiden tuotteiden valmistukseen tekokuiduista laskuvarjolinjoihin, jos sitä voitaisiin valmistaa kaupallisesti. Vuonna 2000 Nexia Biotechnologies väitti löytäneensä ratkaisun: vuohi, joka tuottaa hämähäkinverkkoproteiinia maidossa.

Tutkijat lisäsivät hämähäkinverkkogeenin vuohen DNA:han siten, että eläin tuottaisi hämähäkinverkkoproteiinia vain maidossa. Tätä "silkkimaitoa" voidaan sitten käyttää "Biostal"-nimisen verkkomateriaalin valmistamiseen.

nopeasti kasvava lohi

AquaBountyn geneettisesti muunneltu lohi kasvaa kaksi kertaa nopeammin kuin tämän lajin tavalliset kalat. Kuvassa kaksi samanikäistä lohta. Yhtiö kertoo, että kalalla on sama maku, kudosrakenne, väri ja haju kuin tavallisella lohella; sen syötävyydestä käydään kuitenkin edelleen keskustelua.
Geneettisesti muokatussa Atlantin lohessa on ylimääräistä kasvuhormonia chinook-lohesta, jonka ansiosta kalat voivat tuottaa kasvuhormonia ympäri vuoden. Tutkijat ovat onnistuneet pitämään hormonin aktiivisena käyttämällä ankeriaankaltaisesta kalasta peräisin olevaa geeniä, joka toimii hormonin "kytkimenä".

Jos FDA hyväksyy lohen myynnin, se olisi ensimmäinen kerta, kun Yhdysvaltain hallitus sallii muunnetun eläimen jakamisen ihmisravinnoksi. Liittovaltion määräysten mukaan kaloja ei tarvitse merkitä geneettisesti muunnetuksi.

Tomaatti Flavr Savr

Flavr Savr tomaatti oli ensimmäinen kaupallisesti kasvatettu ja geenimuunneltu ruoka, jolle myönnettiin lisenssi ihmisravinnoksi. Lisäämällä antisense-geenin Calgene toivoi hidastavansa tomaatin kypsymisprosessia estääkseen tomaatin pehmenemisen ja mätänemisen, samalla kun se saisi silti säilyttää luonnollisen maun ja värin. Seurauksena tomaatit osoittautuivat liian herkiksi kuljetukselle ja täysin mauttomia.

banaanirokotteet

Pian ihmiset voivat saada hepatiitti B- ja kolerarokotteen vain puremalla banaania. Tutkijat ovat onnistuneesti luoneet banaaneja, perunoita, salaattia, porkkanoita ja tupakkaa rokotteiden valmistamiseksi, mutta he sanovat, että banaanit ovat ihanteellisia tähän tarkoitukseen.

Kun viruksen muunneltu muoto viedään nuoreen banaanipuuhun, sen geneettinen materiaali muuttuu nopeasti pysyväksi osaksi kasvin soluja. Puun kasvaessa sen solut tuottavat virusproteiineja, mutta eivät viruksen tarttuvaa osaa. Kun ihmiset syövät palan geenimanipuloitua banaania, joka on täynnä virusproteiineja, heidän immuunijärjestelmänsä luo vasta-aineita taudin torjumiseksi. sama tapahtuu perinteisten rokotteiden kanssa.

Vähemmän ilmavaivat lehmät

Lehmät tuottavat merkittäviä määriä metaania ruoansulatusprosessiensa seurauksena. Sitä tuottaa bakteeri, joka on ruohoa ja heinää sisältävän selluloosapitoisen ruokavalion sivutuote. Metaani on hiilidioksidin jälkeen toiseksi suurin kasvihuonesaaste, joten tutkijat ovat pyrkineet luomaan lehmän, joka tuottaa vähemmän tätä kaasua.

Albertan yliopiston maataloustutkijat ovat löytäneet metaanin tuottamisesta vastaavan bakteerin ja luoneet karjasarjan, joka vapauttaa 25 % vähemmän kaasua kuin tavallinen lehmä.

geneettisesti muunnetut puut

Puut on muunnettu geneettisesti kasvamaan nopeammin, parempaa puuta varten ja jopa havaitsemaan biologisia hyökkäyksiä. Geenimuunneltujen puiden kannattajat sanovat, että bioteknologia voi auttaa pysäyttämään metsäkadon ja vastaamaan puun ja paperin kysyntään. Esimerkiksi australialainen eukalyptuspuu on muunnettu kestämään alhaisia ​​lämpötiloja, ja suitsukemänty on luotu pienemmällä ligniinipitoisuudella, aineen, joka antaa puille kovuuden. Vuonna 2003 Pentagon jopa palkitsi männyn luojat, joka muuttaa väriä biologisen tai kemiallisen hyökkäyksen aikana.

Kriitikot kuitenkin sanovat, että tieto siitä, miten luodut puut vaikuttavat luontoon, on edelleen riittämätöntä; muiden haittojen ohella ne voivat levittää geenejä luonnollisiin puihin tai lisätä palovaaraa.

lääkemunia

Brittitutkijat ovat luoneet geneettisesti muunnettuja kanoja, jotka tuottavat syöpälääkkeitä munissa. Eläinten DNA:han on lisätty ihmisen geenejä, ja siten ihmisen proteiineja erittyy munanvalkuaisiin sekä monimutkaisia ​​lääkeproteiineja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin ihosyövän ja muiden sairauksien hoitoon käytetyt lääkkeet.

Mitä näissä tauteja torjuvissa munissa oikein on? Kanat munivat miR24:llä, molekyylillä, joka voi hoitaa pahanlaatuisia kasvaimia ja niveltulehdusta, sekä ihmisen interferoni b-1a:ta, viruslääkettä, joka muistuttaa nykyaikaisia ​​multippeliskleroosilääkkeitä.

Kasveja, jotka sitovat aktiivisesti hiiltä

Joka vuosi ihmiset lisäävät noin yhdeksän gigatonnia hiiltä ilmakehään, ja kasvit imevät noin viisi tästä määrästä. Jäljelle jäävä hiili edistää kasvihuoneilmiötä ja ilmaston lämpenemistä, mutta tutkijat pyrkivät luomaan geneettisesti muunnettuja kasveja näiden hiilijäämien talteenottamiseksi.

Hiili voi pysyä kasvien lehdissä, oksissa, siemenissä ja kukissa vuosikymmeniä, ja juuriin joutunut voi olla siellä vuosisatoja. Tällä tavalla tutkijat toivovat voivansa luoda bioenergiakasveja, joilla on laaja juuristo, joka pystyy sitomaan ja varastoimaan hiiltä maan alle. Tutkijat työskentelevät parhaillaan geneettisesti muuntelevien monivuotisten kasvien, kuten ruohokasvien ja miscanthus-kasvien, suuren juurijärjestelmän vuoksi. Lue lisää siitä

Henkilöstö Biotekniikka ja eläinlääketiede

osasto IBZ ja VSE

Erikoisuus Eläinlääkintä

Opiskelumuoto täysaikainen

Hyvin II

OPISKELIJARIIPPUNAISTA TYÖTÄ

Tieteenala Eläinlääkintävirologia ja biotekniikkaEläinten anatomia

Opiskelija Fazylova Mavludabonu Izatulloevna

Valvoja:

Kbn, apulaisprofessori
Nikolaeva Oksana Nikolaevna
(akateeminen tutkinto, arvonimi, koko nimi)

Suojausluokitus:

____________________________

____________________________

(allekirjoitus)

"____" _________________ 20__

1. Geenitekniikka mikrobiologiassa ja virologiassa……………………3

1.1 Geenitekniikan menetelmät…………………………………………………….…5

1.2 Mielenkiintoisia faktoja geenitekniikasta…………………………………..…..12

2. Soluviljelmän dynaaminen (telamenetelmä) viljely.…13

3. Diagnostisten seerumien valmistaminen ja niiden kontrolli………………16

3.1 Diagnostisten seerumien valvonta………………………………………19

Bibliografinen luettelo……………………………………………………….21

Geenitekniikka mikrobiologiassa ja virologiassa

Geenitekniikka on menetelmien summa, joka mahdollistaa geenien siirron organismista toiseen, tai se on teknologia uusien biologisten objektien ohjaamiseksi rakentamiseen. Geenitekniikka ei ole tiedettä - se on vain joukko työkaluja, joissa käytetään solu- ja molekyylibiologian, genetiikan, mikrobiologian ja virologian nykyaikaisia ​​saavutuksia. Työ olemassa olevien orgaanisten muotojen muuttamiseksi tuli mahdolliseksi vasta DNA-molekyylin purkamisen jälkeen vuonna 1953. Ymmärsimme vihdoin geenin olemuksen, sen merkityksen proteiineille, luimme elävien organismien genomien koodin, eivätkä tiedemiehemme tietenkään jääneet tähän. Olemme oppineet eristämään geenin kehosta ja syntetisoimaan sitä laboratoriossa. Hallitsi geenimuunteluteknologian antamaan sille haluttu rakenne; löysi tapoja viedä transformoitu geeni solun tumaan ja kiinnittää se olemassa oleviin geneettisiin muodostelmiin.

Geenitekniikka on biotekniikan ydin. Se pohjimmiltaan tiivistyy geneettiseen rekombinaatioon, ts. geenien vaihto kahden kromosomin välillä, mikä johtaa sellaisten solujen tai organismien syntymiseen, joissa on kaksi tai useampia perinnöllisiä determinantteja (geenejä), joissa vanhemmat erosivat toisistaan. Rekombinaatiomenetelmä in vitro tai geenimanipulaatio käsittää DNA:n eristämisen tai syntetisoimisen toisistaan ​​eroavista organismeista tai soluista, hybridi-DNA-molekyylien saamiseksi, yhdistelmä-DNA-molekyylien viemisen eläviin soluihin, olosuhteiden luomisen koodattujen tuotteiden ilmentymiselle ja erittymiselle. geenien mukaan.

Tiettyjä rakenteita koodaavat geenit joko eristetään (kloonataan) sellaisenaan (kromosomit, plasmidit) tai katkaistaan ​​tarkoituksellisesti näistä geneettisistä muodostelmista restriktioentsyymeillä. Nämä entsyymit, ja niitä on jo yli tuhat, pystyvät katkaisemaan DNA:ta monista erityisistä sidoksista, mikä on tärkeä työkalu geenitekniikassa. Äskettäin on löydetty entsyymejä, jotka katkaisevat RNA:ta tietyistä sidoksista, kuten DNA restriktaasseista. Näitä entsyymejä kutsutaan ribotsyymeiksi. Suhteellisen pieniä geenejä voidaan saada kemiallisella synteesillä. Tätä varten on ensin selvitettävä aminohappojen lukumäärä ja sekvenssi aineen proteiinimolekyylissä, ja sitten näistä tiedoista tunnistetaan geenin nukleotidisekvenssi, koska jokainen aminohappo vastaa kolmea nukleotidia (kodonia). Syntetisaattorin avulla luodaan kemiallisesti luonnollisen geenin kaltainen geeni. Yhdellä menetelmällä saatu kohdegeeni fuusioidaan toiseen geeniin käyttämällä ligaasientsyymejä, joita käytetään vektorina hybridigeenin liittämiseksi soluun. Plasmidit, bakteriofagit, ihmisen, eläinten ja kasvien virukset voivat toimia vektoreina. Yhdistelmä-DNA:n muodossa ilmentynyt geeni (plasmidi, faagi, virus-DNA) integroidaan bakteeri- tai eläinsoluun, joka saa uuden ominaisuuden - tuottaa ilmennetyn geenin koodaamaa ainetta, joka on tälle solulle epätavallinen. Ekspressoidun geenin vastaanottajina käytetään useimmiten E. colia, B. subtilista, Pseudomonasia, ei-lavantautien Salmonella-serovarjoja, hiivoja ja viruksia. Geenitekniikalla on luotu satoja lääkkeitä lääketieteelliseen ja eläinlääketieteelliseen käyttöön, on saatu yhdistelmä-DNA-teknisiä supertuottajia, joista monet ovat löytäneet käytännön käyttöä. Lääketieteessä on jo käytössä geneettisesti muunneltuja rokotteita hepatiitti B:tä vastaan, interleukiinit-1, 2, 3, 6, insuliini, kasvuhormonit, interferonit α, β, γ, tuumorinekroositekijä, kateenkorvapeptidit, myelopeptidit, kudosplasminogeeniaktivaattori, HIV erytropoietiini antigeenit, veren hyytymistekijä, monoklonaaliset vasta-aineet ja monet antigeenit diagnostisiin tarkoituksiin.

Geenitekniikan menetelmät

1. Hybridologinen analyysi on genetiikan päämenetelmä. Se perustuu risteytysjärjestelmän käyttöön useiden sukupolvien aikana ominaisuuksien ja ominaisuuksien periytymisen luonteen määrittämiseksi.

2. Sukututkimusmenetelmänä on käyttää sukutauluja. Tutkia ominaisuuksien periytymismalleja, mukaan lukien perinnölliset sairaudet. Tätä menetelmää käytetään ensisijaisesti ihmisen ja hitaasti lisääntyvien eläinten perinnöllisyyden tutkimuksessa.

3. Sytogeneettisellä menetelmällä tutkitaan kromosomien rakennetta, niiden replikaatiota ja toimintaa, kromosomien uudelleenjärjestelyjä ja kromosomien lukumäärän vaihtelua. Sytogenetiikan avulla havaitaan erilaisia ​​sairauksia ja poikkeavuuksia, jotka liittyvät kromosomien rakenteen rikkomiseen ja niiden lukumäärän muutokseen.

4. Populaatiostaattista menetelmää käytetään risteytysten tulosten käsittelyssä, ominaisuuksien välisen suhteen tutkimisessa, populaatioiden geneettisen rakenteen analysoinnissa jne.

5. Immunogeneettinen menetelmä sisältää serologisia menetelmiä, immunoelektroforeesia jne., kissalla tutkitaan veriryhmiä, proteiineja ja entsyymejä kudosten veriseerumissa. Sitä voidaan käyttää immunologisen yhteensopimattomuuden toteamiseen, immuunipuutosten tunnistamiseen jne.

6. Ontogeneettisellä menetelmällä analysoidaan geenien toimintaa ja ilmentymistä ontogeniassa erilaisissa ympäristöolosuhteissa. Perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden ilmiöiden tutkimiseen käytetään biokemiallisia, fysiologisia ja muita menetelmiä.

Yhdistelmä-DNA-tekniikka käyttää seuraavia menetelmiä:

1. spesifinen DNA:n pilkkominen restriktionukleaasien avulla, mikä nopeuttaa yksittäisten geenien eristämistä ja manipulointia;

2. puhdistetun DNA-fragmentin kaikkien nukleotidien nopea sekvensointi, joka mahdollistaa geenin ja sen koodaaman aminohapposekvenssin rajojen määrittämisen;

3. yhdistelmä-DNA:n rakentaminen;

4. nukleiinihappojen hybridisaatio, joka mahdollistaa spesifisten RNA- tai DNA-sekvenssien tunnistamisen suuremmalla tarkkuudella ja herkkyydellä;

5. DNA-kloonaus: in vitro -monistaminen polymeraasiketjureaktiolla tai DNA-fragmentin lisääminen bakteerisoluun, joka sellaisen transformaation jälkeen tuottaa tämän fragmentin miljoonina kopioina;

6. yhdistelmä-DNA:n vieminen soluihin tai organismeihin.

Geenitekniikan ydin on seuraava: biologit, tietäen mikä geeni mistäkin on vastuussa, eristävät sen yhden organismin DNA:sta ja lisäävät sen toisen organismin DNA:han. Tämän seurauksena on mahdollista pakottaa solu syntetisoimaan uusia proteiineja, mikä antaa eliölle uusia ominaisuuksia Tiedämme, että geneettisen tiedon vaihtoa tapahtuu myös luonnossa, mutta vain saman lajin yksilöiden välillä. Poikkeuksena ovat tapaukset, joissa eri lajien yksilöt (esim. koirat ja susit) risteytyvät.Geenien siirtymistä vanhemmilta jälkeläisille saman lajin sisällä kutsutaan vertikaaliseksi. Koska saadut yksilöt ovat pääsääntöisesti hyvin samankaltaisia ​​vanhempiensa kanssa, luonnossa geneettinen laite on erittäin tarkka ja varmistaa kunkin lajin pysyvyyden. Kaikki tämä tuli mahdolliseksi entsyymien ansiosta - proteiinipohjaiset muodostelmat, jotka ovat vastuussa solun työn järjestämisestä. Erityisesti voidaan mainita entsyymit, kuten restriktioentsyymit. Yksi niiden tehtävistä on suojata solua vierailta geeneiltä. Tämä luotettava vartija leikkaa vieraan DNA:n erillisiin osiin, ja on olemassa monia erilaisia ​​restriktaasseja, joista jokainen osuu tiukasti määriteltyyn paikkaan.Valittuasi joukon tällaisia ​​entsyymejä voit helposti leikata molekyylin tarvittaviin osiin. Sitten sinun on yhdistettävä ne, mutta uudella tavalla. Se auttaa geneettisen materiaalin luonnollisia ominaisuuksia yhdistämään uudelleen toisiinsa. Tässä auttavat myös ligaasientsyymit, joiden tehtävänä on nimenomaan yhdistää kaksi molekyyliä uuden kemiallisen sidoksen muodostamiseksi.Tästä on luotu poikkeava hybridi. Se on DNA-molekyyli, joka kuljettaa uutta geneettistä tietoa. Tällaista muodostumista geenitekniikassa kutsutaan vektoriksi. Sen päätehtävänä on siirtää uusi lisääntymisohjelma tähän tarkoitukseen tarkoitettuun elävään organismiin. Mutta jälkimmäinen voi jättää sen huomiotta, hylätä sen ja ohjata vain alkuperäisiä geneettisiä ohjelmia.

Tämä on mahdotonta ilmiön, jota kutsutaan transformaatioksi bakteereissa ja transfektioksi ihmisissä ja eläimissä, ansiosta. Sen ydin on siinä, että jos organismin solu on imenyt vapaan DNA-molekyylin ympäristöstä, se integroi sen aina genomiin. Tämä merkitsee uusien perinnöllisten ominaisuuksien ilmaantumista sellaiseen soluun, joka on ohjelmoitu imeytyneeseen DNA:han, joten uuden geneettisen ohjelman aloittamiseksi tarvitaan vain yksi asia - että se päätyy oikeaan soluun. Tämä ei ole helppoa, koska sellaisessa monimutkaisessa muodostelmassa kuin solussa on monia suojamekanismeja, jotka estävät vieraiden esineiden tunkeutumisen siihen.Kaikki esteet voidaan ohittaa. Ensinnäkin, pienet - esimerkiksi vieraiden geenien vieminen bakteereihin. Tässä vektorina on täysin mahdollista käyttää plasmidia - pyöreää, pienikokoista DNA-molekyyliä, joka sijaitsee soluissa kromosomien ulkopuolella ja jolla on ylimääräisiä seksuaalisia ominaisuuksia. Bakteerit vaihtavat jatkuvasti plasmideja, joten osoitettua molekyyliä ei ole vaikea ohjelmoida uudelleen ja ohjata se soluun, vaan valmiin geenin vieminen kasvi- ja eläinsolujen perinnölliseen laitteistoon on paljon vaikeampaa. Täällä virukset tulevat apuun - geneettiset elementit, jotka on pukeutunut proteiinikuoreen ja jotka voivat siirtyä solusta toiseen. Virusten DNA-molekyylit - faagit - ovat täydellisiä sellaiseen työhön. Ne "työstetään" vaadituiksi parametreiksi ja sisällytetään eläin- tai kasviorganismin geneettiseen laitteistoon. Siinä se, työ on tehty. Implantoitu geneettinen koodi alkaa toimia. Joskus tulee epäonnistumisia, jos osa uuden DNA:n geeneistä osoittautuu ”hiljaiseksi”. Niitä on monia jokaisessa organismissa. Joillekin eläville olennoille ne toimivat täydellisesti, kun taas toisille ne eivät ilmene millään tavalla.Peittokuvat ja puutteet otetaan huomioon ja analysoidaan huolellisesti. Jatkuvasti tehdään töitä, joissa tutkitaan erilaisia ​​geeniyhdistelmiä: poistetaan osa niistä molekyylistä tai päinvastoin - lisätään komponentteja, jotka eivät ole ollenkaan tyypillisiä tietylle elävälle organismille.. Prokaryoottien horisontaalinen geeninsiirto ei ole vain laboratoriotulos geneettisestä tekniikka, mutta yleinen luonnonilmiö.

Lateraalisiirron kolme päämekanismia on perustettu: transformaatio, konjugaatio ja transduktio.

1. Transformaatio on joidenkin bakteerien normaali fysiologinen geneettisen materiaalin vaihdon toiminto.

2. Konjugaatiolla on vähiten rajoituksia lajien väliselle geneettisen tiedon vaihdolle, mutta siihen liittyy läheinen fyysinen kontakti mikro-organismien välillä, mikä on helpoimmin saavutettavissa biofilmeissä.

3. Transduktio (latinasta transductio - liike) on geneettisen materiaalin siirtoa solusta toiseen joidenkin virusten (bakteriofagien) avulla, mikä johtaa vastaanottajan solun perinnöllisten ominaisuuksien muutokseen.

Vaarallisimpia virusten aiheuttamia sairauksia eläimillä ja ihmisillä ovat raivotauti, isorokko, influenssa, polio, AIDS, hepatiitti jne. Viruksilla on virulenssi - tämä on mikrobien patogeenisen toiminnan aste. Sitä voidaan pitää kykynä sopeutua isäntäorganismiin ja voittaa sen puolustusmekanismit.

Geenitekniikan edut:

A) Geenitekniikan avulla on mahdollista lisätä hyödyllisten aineiden ja vitamiinien pitoisuutta geenimuunneltuissa tuotteissa verrattuna "puhtaisiin" lajikkeisiin. Voit esimerkiksi "lisätä" A-vitamiinia riisiin kasvattaaksesi sitä alueilla, joilla ihmisillä on sen puutetta.

B) Maataloustuotteiden kylvöalaa on mahdollista laajentaa merkittävästi sopeuttamalla niitä ääriolosuhteisiin, kuten kuivuuteen ja kylmyyteen.

C) Kasvien geneettisellä muuntamisella on mahdollista vähentää merkittävästi torjunta-aineilla ja rikkakasvien torjunta-aineilla tehtävän peltokäsittelyn tehoa. Silmiinpistävä esimerkki tästä on maabakteerin Bacillus thuringiensis geenin tuominen maissin genomiin, joka jo antaa kasville oman suojan, niin sanotun Bt-toksiinin, ja geneetikkojen aikomuksen mukaan tekee lisäkäsittelyä. merkityksetön.

D) Geneettisesti muunnetuille elintarvikkeille voidaan antaa lääkinnällisiä ominaisuuksia. Tutkijat ovat jo onnistuneet luomaan analginia sisältävän banaanin ja salaatin, joka tuottaa rokotteen hepatiitti B:tä vastaan.

E) Geenimuunneltujen kasvien ruoka voi olla halvempaa ja maukkaampaa.

E) Muunnetut lajit auttavat ratkaisemaan joitain ympäristöongelmia. Suunnitellaan laitoksia, jotka imevät tehokkaasti sinkkiä, kobolttia, kadmiumia, nikkeliä ja muita metalleja teollisuusjätteiden saastuttamasta maaperästä.

G) Geenitekniikka parantaa elämänlaatua, hyvin todennäköisesti - pidentää sitä merkittävästi; on toivoa löytää organismin ikääntymisestä vastuussa olevat geenit ja rekonstruoida ne.

Geenitekniikan haitat:

Tällä hetkellä geenitekniikka on teknisesti epätäydellinen, koska se ei pysty hallitsemaan uuden geenin lisäämisprosessia. Geneettisesti muunnettujen kasvi- ja eläinlajien jalostus muodostaa tietyn vaaran, koska niiden kehitys ja käyttäytyminen luonnonympäristössä on arvaamatonta.

Ympäristöriskit:

1) supertuholaisten ilmaantuminen;

2) luonnontasapainon rikkominen;

3) siirtogeenien vapautuminen hallinnasta.

Lääketieteelliset riskit:

1) Lisääntynyt allergeeniriski;

2) mahdollinen myrkyllisyys ja terveysvaara;

3) Resistenssi antibiooteille;

4) uusia ja vaarallisia viruksia saattaa ilmaantua.

Sosioekonomiset syyt, miksi geneettisesti muunnettuja kasveja pidetään vaarallisina:

1. Ne muodostavat uhan miljoonien pienviljelijöiden selviytymiselle.

2. He keskittävät maailman ruokavarojen hallinnan pienen ihmisryhmän käsiin. Vain kymmenen yritystä voi hallita 85 prosenttia maailman maatalouskemikaalimarkkinoista.

3. Ne riistävät länsimaiset kuluttajat valinnanvapauden tuotteiden ostamisessa.

Mielenkiintoisia geenitekniikan faktoja

1. Fakta. Vuonna 2005 yli 5 miljardia dollaria suunniteltiin käytettävän bioteknologiatuotteisiin ja eläinlääkintäpalveluihin Yhdysvalloissa. Yhdysvaltain maatalousministeriön (USDA) mukaan erityyppisille eläinbioteknisille tuotteille on myönnetty 105 lisenssiä. Nämä ovat eläinrokotteita, biologisia tuotteita ja diagnostisia välineitä.

2. Fakta. Ensimmäiset geenimanipuloidut elävät olennot, GloFish-koristekalat, tulivat markkinoille tammikuussa 2004. Niihin on istutettu merivuokkogeeni, ja jos katsot näitä kaloja pimeässä, ne fluoresoivat kirkkaan punaisella valolla.

3. Fakta. Lemmikit, kuten koirat ja kissat, hyötyvät suuresti bioteknologisesti tuotetuista rokotteista ja diagnostisista sarjoista.

4. Fakta. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kloonieläimet syövät, juovat ja käyttäytyvät täsmälleen samalla tavalla kuin tavalliset eläimet.

5. Fakta. Ainakin kolme uhanalaista eläinlajia on kloonattu onnistuneesti: eurooppalainen muflon ja luonnonvaraiset härät gaur ja banteng. Voit nähdä kloonatun bantengin San Diegon eläintarhassa Kaliforniassa.

6. Fakta. Vuonna 1984 yhdellä amerikkalaisista klinikoista potilaalle istutettiin paviaanisydän, joka toimi 20 päivää. Nykyään lääkärit käyttävät rutiininomaisesti sian sydänläppiä siirtämään ne ihmisiin ja siirtävät myös näiden eläinten ihon palovammoja saaneisiin ihmisiin. Useat tutkijaryhmät eri maissa työskentelevät geneettisesti muunnettujen sikojen luomiseksi, joiden elimiä ihmiselle siirrettynä hänen immuunijärjestelmänsä ei hylkää.

7. Fakta. Biotekniikan avulla kasvatetut eläimet, jos ne eroavat tavallisista eläimistä, ovat parempaan suuntaan: kloonaus ja geenitekniikka ovat vain yksi työkalu uusien rotujen jalostukseen, ja ihmiset ovat tehneet tätä tuhansia vuosia tiedostamatta ja noin sata vuotta. - perustuu datagenetiikkaan. Tiedemiehet ja teknikot hoitavat koe-eläimiä paljon paremmin kuin maanviljelijä tavallisista eläimistään.

8. Fakta. Useat tutkijaryhmät eri maissa tutkivat kloonattujen eläinten lihaa ja maitoa satojen indikaattoreiden suhteen eivätkä löytäneet eroja tavanomaisella tavalla hedelmöityneiden eläinten lihasta ja maidosta.

9. Fakta. Kloonattaessa tai geneettisesti muunnettuja eläimiä hankittaessa monet alkiot eivät todellakaan ole elinkelpoisia, ja synnytyskuolleisuus on suurempi kuin tavanomaisessa eläinjalostuksessa.

10. Fakta. Yleisesti ottaen kloonien ja perinteisten eläinten terveydentila ei eroa - tämä on todistettu vuosikymmeniä jatkuneella tutkimuksella, mukaan lukien Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian tekemä.

11. Fakta. Eläimet - geenitekniikassa käytettäviä klooneja ja eläimiä hoidetaan, kuten eläinlääkäreiden havainnot osoittavat, erityisen huolellisesti.

12. Fakta. Itse asiassa Dolly eli jopa pidempään kuin lampaat yleensä elävät ja kuoli vanhempana niveltulehduksen kehittymisen vuoksi. Kuolema johtui normaalista vanhuudesta, eikä sillä ole mitään tekemistä sen kanssa, että hänet kloonattiin.

Olet todennäköisesti kuullut Etelä-Koreassa luoduista pimeässä hohtavista kissoista. Nämä ovat geneettisesti muunnettuja kissoja, joiden ihossa on luminoivaa pigmenttiä, jonka ansiosta ne voivat hehkua punaisena ultraviolettivalossa. Sitten tutkijat kloonasivat ne, ja he siirsivät onnistuneesti fluoresoivan geenin seuraavan sukupolven kissaklooneille. Onko tämä parempaan vai huonompaan suuntaan, sitä ei vielä tiedetä, mutta yksi asia on selvä - geenitekniikka on vakiintunut ja kehittyy edelleen, mikä herättää kysymyksiä: milloin ymmärrämme, että olemme menneet liian pitkälle? Mikä on raja, joka erottaa tieteen edistyksen ja peruuttamattomat muutokset elävän olennon DNA:ssa?

Jos tämä tuntuu sinusta epätodennäköiseltä, alla esitetyt kymmenen hämmästyttävää esimerkkiä geenitekniikasta vakuuttavat sinut toisin.

10 hämähäkkivuohetta

Verkkoa käytetään noin puolessatoista miljoonassa kohteessa, ja määrä kasvaa joka päivä. Sen uskomattoman vahvuuden kokoon nähden sitä on testattu käytettäväksi luodinkestävissä liiveissä, keinojänteissä, siteissä ja jopa tietokonesiruissa ja valokuitukaapeleissa leikkaukseen. Riittävän verkon saaminen vaatii kuitenkin kymmeniä tuhansia hämähäkkejä ja pitkän odotusajan, puhumattakaan siitä, että hämähäkkeillä on tapana tappaa muita hämähäkkejä alueellaan, joten niitä ei pidä kasvattaa kuten esimerkiksi mehiläisiä.

Siksi tutkijoiden katseet kiinnittyivät vuohiin, ainoihin eläimiin maailmassa, jotka voisivat hyötyä hämähäkin DNA:n lisäämisestä DNA:hansa. Professori Randy Lewis Wyomingin yliopistosta on eristänyt geenit, joiden avulla hämähäkit voivat tuottaa luurankofilamenttia tai vahvimman verkkotyypin, jota hämähäkit käyttävät verkkojen rakentamiseen (useimmat hämähäkit tuottavat kuutta erilaista filamenttia). Sitten hän yhdisti nämä geenit niihin geeneihin, jotka ovat vastuussa maidon tuotannosta vuohilla. Sitten hän paritteli useita kertoja vuohen, jolla oli muuttuneet geenit, jolloin syntyi seitsemän poikasta, joista kolme peri geenin, joka oli vastuussa hämähäkinseittien tuotannosta.

Nyt ei jää enää muuta kuin lypsä vuohia ja suodattaa hämähäkinseitit pois ja ehkä joskus jopa taistella rikollisuutta vastaan. Professori Lewisille ironia ei ole vieras – hänen toimistonsa on ripustettu Spider-Manin julisteisiin.

9 Laulavat hiiret


Useimmissa tapauksissa tutkijat tekevät kokeita johonkin tarkoitukseen. Joissakin tapauksissa he kuitenkin vain ruiskuttavat joukon geenejä hiiriin ja odottavat tuloksia. Näin he toivat esiin hiiren, joka visertää kuin lintu. Tämä tulos tuli yhdestä Evolved Mouse Project -projektin tutkimuksesta, japanilaisesta tutkimusprojektista, joka ottaa karkean lähestymistavan geenitekniikkaan - he muokkaavat hiiriä, antavat niiden lisääntyä ja panevat merkille tulokset.

Eräänä kauniina aamuna uutta hiiren pentuetta testattaessa he havaitsivat, että yksi hiiri ”lauli kuin lintu”. Tuloksen rohkaisemana he kiinnittivät huomionsa tähän hiireen, ja nyt heillä on käytössään sata tällaista yksilöä. Lisäksi he huomasivat jotain muuta mielenkiintoista: kun tavalliset hiiret kasvoivat laulun parissa, he alkoivat käyttää erilaisia ​​ääniä ja sävyjä, samanlaisia ​​kuin ihmisten käyttämä murre. Alla on video yhdestä näistä hiiristä.

Mihin laulavia hiiriä voidaan käyttää? Kuka tietää. Mutta projektin tavoitteena on keinotekoisesti nopeuttaa evoluutiota, ja tämä kiihtyvyys on ainakin saamassa outoa vauhtia. Professori Takeshi Yagi väittää myös, että heillä on hiiri, jolla on "lyhyet raajat ja mäyräkoiramainen häntä". Kaikki on outoa.

8. Superlohi


Tämä esimerkki osuu todennäköisesti supermarketteihin melko pian: geneettisesti muokattu Atlantin lohi, joka on erityisesti suunniteltu kaksi kertaa tavallista lohta kokoiseksi ja tekee sen myös kaksi kertaa nopeammin kuin tavallinen lohi. Tämän AquaBountyn luoman ja "AquaAdvantage lohen" nimetyn lohen DNA:ssa on kaksi muutosta: ensimmäinen on chinook-lohigeeni, jota ei käytetä ravinnoksi yhtä laajasti kuin Atlantin lohta, mutta joka kuitenkin kasvaa paljon nopeammin nuori ikä.

Toinen muutos on pohjassa asuva mureenikala, joka kasvaa ympäri vuoden - kun taas lohi kasvaa yleensä vain kesällä. Tuloksena on jatkuvasti kasvava lohi, joka on ihmisravinnoksi hyväksyttyjen geneettisesti muunneltujen eläinten listan kärjessä. Muuten, Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto hyväksyi sen jo viime vuoden joulukuussa.

7 banaanirokotetta


Vuonna 2007 intialainen tutkijaryhmä julkaisi tutkimuksensa banaanilajin luomisesta, joka rokottaa ihmisiä hepatiitti B:tä vastaan. Lisäksi ryhmä onnistui modifioimaan porkkanoita, salaatteja, perunoita ja tupakkaa sisältämään rokotteita, mutta heidän mukaansa banaanit ovat luotettavimpia. kuljetusväline. järjestelmä.

Rokote toimii näin: viruksen tai mikrobin heikennetty versio ruiskutetaan ihmiseen. Injektoitu virus tai mikrobi ei ole tarpeeksi vahva sairastuakseen, mutta se riittää, että elimistö tuottaa vasta-aineita. Nämä vasta-aineet voivat suojata sinua, jos viruksen vahva variantti yrittää päästä kehoon.

Mutta on monia syitä, miksi rokotteet voivat olla hyödyttömiä tai jopa haitallisia, aina allergisista reaktioista siihen, että ne eivät yksinkertaisesti toimi. Miksi influenssarokotteen ottamista siis suositellaan joka vuosi? Tämä johtuu siitä, että virukset mukautuvat rokotteeseen, mikä tarkoittaa, että uudentyyppisiä muunnettuja banaaneja on kehitettävä jatkuvasti, jotta ne pysyisivät viruksen geneettisten muunnelmien kilpailussa. Entä jos et halua rokotetta? Lääkärimatkan estäminen on helppoa, geneettisesti muunnettujen elintarvikkeiden välttäminen pöydältä on vaikeampaa, koska kaikissa GMO-elintarvikkeissa ei tarvitse olla asianmukaisia ​​merkintöjä.

6. Ympäristöystävälliset siat


Joskus luontoäiti näyttää tietoisesti rakentavan meille likaisia ​​temppuja. Aluksi hän laittoi kaiken lihan eläimiin, jotka saattoivat paeta meiltä. Sitten hän muutti nämä eläimet ympäristön saasteiksi. Onneksi tiede tulee tässä vaiheessa avuksemme. Hän auttoi meitä keksimään "vihreitä sikoja" (Enviropig) - sikoja, jotka on geneettisesti muunneltu erityisesti imemään enemmän fytiinihappoa, mikä puolestaan ​​vähentää sikojen erittämän fosforipitoisen jätteen määrää.

Tavoitteena on vähentää fosforisaastetta, joka syntyy sianlannan levittämisestä maahan, joka on yksi monista tavoista, joilla sikatilat käsittelevät ylimääräistä sikajätettä. Tavallisen sian lannan ylimääräinen fosfori kerääntyy maaperään ja päätyy läheisiin vesilähteisiin, mikä on ongelma. Vedessä olevan ylimääräisen fosforin ansiosta levät kasvavat kiihtyvällä vauhdilla ja vievät vedestä kaiken hapen ja menettävät siten kaikilta kaloilta tarvitsemansa hapen.

Hankkeen aikana kasvatettiin 10 sukupolvea "vihreitä sikoja", mutta vuonna 2012 sitä ei enää rahoitettu.

5. Kananmuniin perustuvat lääkkeet


Jos henkilöllä on syöpä, hän voi lopulta parantaa sen syömällä enemmän munia. Mutta ei vain munia, vaan ihmisgeenejä sisältäviä munia. Brittitutkija Helen Sang on kehittänyt kanojen ihmisen DNA:ta, joka sisältää proteiineja, jotka voivat torjua ihosyöpää.

Kun kanat munivat, puolet munanvalkuaisen normaalista proteiinista sisältää syövän hoidossa käytettyjä lääkeproteiineja. Nämä lääkkeet voidaan eristää ja antaa potilaille. Ajatuksena on, että lääkkeiden kehittäminen tällä tavalla on paljon halvempaa ja tehokkaampaa, eikä se vaadi kalliita bioreaktoreita, jotka ovat tällä hetkellä alan standardi.

Tällä järjestelmällä on monia mahdollisia etuja, mutta jotkut ihmiset ovat esittäneet kysymyksen siitä, luokiteltaisiinko lääketuotannossa käytettävät kanat "lääketieteellisiksi laitteiksi" vai "eläimiksi", koska ensimmäisessä tapauksessa se antaisi tuottajille mahdollisuuden kiertää ihmisoikeuslakeja. .

4. Humanisoitu lehmänmaito


Humanisoituja kanoja oli ilmeisesti vähän, joten Kiinan tiedemiehet ovat jo injektoineet ihmisgeenejä yli 200 lehmään saadakseen ne tuottamaan ihmisen rintamaitoa. Ja mielenkiintoisinta on, että se toimi. Johtavan tutkijan Ning Li mukaan kaikki 200 lehmää tuottavat tällä hetkellä samanlaista maitoa kuin imettävät naiset.

Heidän menetelmänsä sisälsi ihmisen geenien kloonauksen ja niiden sekoittamisen lehmien sikiön DNA:han. He suunnittelevat kehittävänsä GM-vaihtoehdon vauvanruoalle, jota voidaan antaa vastasyntyneille, mutta ihmiset ovat huolissaan imettävien GM-vauvojen turvallisuudesta.

3. Skorpionikaali


Androctonus australis skorpioni on yksi maailman vaarallisimmista skorpioneista. Sen myrkky on teholtaan yhtä myrkyllistä kuin mustan mamban myrkky ja voi aiheuttaa kudosvaurioita ja verenvuotoa, puhumattakaan useiden ihmisten kuolemasta vuodessa. Toisaalta meillä on kaali, vihannes, joka menee keittoon ja jota käytetään hapankaaliin. Vuonna 2002 Pekingin College of Life Sciences -yliopiston tutkijat yhdistivät nämä kaksi ja julistivat tuloksena olevan tuotteen turvalliseksi ihmisravinnoksi.

He eristivät spesifisen toksiinin skorpionin myrkystä ja muuttivat kaalin genomia tuottamaan toksiinia vihannesten kasvaessa. Mutta miksi he tekisivät myrkyllisen vihanneksen? Ilmeisesti heidän käyttämänsä toksiini, AaIT, on myrkyllistä vain hyönteisille, mutta ei ihmisille. Toisin sanoen se toimii sisäänrakennetun torjunta-aineena, joten kun joku hyönteinen, kuten toukka, yrittää syödä kaalia, se halvaantuu välittömästi, ja sitten se saa niin vakavia kouristuksia, että se kuolee kouristukseen.

Ainoa huolestuttava asia on se, että kehon geneettinen komponentti muuttuu jokaisen seuraavan sukupolven myötä. Jos kaalin genomissa on jo myrkyllisiä geenejä, kuinka kauan kestää, ennen kuin geenit muuntuvat joksikin, joka on todella myrkyllistä ihmiselle?

2 sikaa, joilla on ihmiselimiä


Ehkä pisimmälle ihmis- ja eläingenomien risteytystä yrittäneet ovat olleet muutamat yksittäiset tutkijat, jotka ovat alkaneet kasvattaa sikoja, joiden elimet ovat valmiita ihmisen siirtoon. Ksenotransplantaatio eli muiden lajien elinten siirto ihmisiin jäi ratkaisemattomaksi ongelmaksi sikojen tuottaman tietyn entsyymin vuoksi, jonka ihmiskeho hylkäsi.

Missourin yliopiston tutkija Randall Prather kloonasi neljä sikaa, joista puuttuu tämän entsyymin tuottamisesta vastaava geeni. Skotlantilainen yritys, joka kloonaa menestyksekkäästi Dolly-lampaat, on myös onnistuneesti kloonannut viisi sikaa, joista myös puuttuu geeni.
On mahdollista, että lähitulevaisuudessa tällaisia ​​geneettisesti muunnettuja sikoja kasvatetaan elintehtaina. Toinen mahdollisuus on, että sikojen sisällä kasvatetaan todellisia ihmiselimiä. Tämä tutkimus on edelleen kiistanalainen, mutta rotan haima on jo kasvatettu hiiren sisällä.

1. Supersotiers Darpa (Darpa)


Yhdysvaltain puolustusministeriön DARPA-yhtiö on ollut kiinnostunut ihmisen genomista jo vuosia, ja kuten voit odottaa yritykseltä, joka on luonut 99 prosenttia maailman tappavista roboteista, heidän kiinnostuksensa ei rajoitu koulutustarkoituksiin. Ihmisen hybridialkioiden luomiskiellon kiertäminen on melko vaikeaa, mutta he kokeilevat erilaisia ​​​​tapoja luoda "supersotilaita" syventääkseen tutkimustaan ​​ihmisen genomista.

Vuodelle 2013 suunnitellussa budjetissa yhdelle hankkeelle osoitettiin 44,5 miljoonaa dollaria. Rahat myönnettiin kehittämään "biologisia järjestelmiä, jotka pystyvät ylittämään ihmiskehon biologisen arkkitehtuurin ja sen toiminnan useita puolia molekyylitasolta geneettiselle tasolle". Projektin tavoitteena on luoda sotilaita, joilla on superkykyjä taisteluun.

Heillä on kuitenkin valmisteilla toinen projekti, joka on itse asiassa pelottava: heidän Human Assisted Neural Devices -ohjelmansa tavoitteena on "selvittää, voidaanko neuroniverkostoja moduloida differentiaalisesti käyttämällä optogeneettistä neurostimulaatiota eläimissä". Optogenetiikka on neurotieteen synkkä haara, jota käytetään "manipuloimaan hermotoimintaa ja hallitsemaan eläinten käyttäytymistä".

Budjetissa todetaan myös, että he toivovat saavansa toimivan teknologian demon "alakädelliseen" jo tänä vuonna, mikä on merkki siitä, että he ovat jo edistyneet. Tämä johtaa ehdottomasti siihen johtopäätökseen, että tätä tekniikkaa käytetään myöhemmin supersotilaiden tai ihmiszombeiden luomiseen.

Mitä me olemme tehneet...

hullu tiede

Hehkuvatko kissat pimeässä? Se saattaa kuulostaa tieteiskirjallisuudesta, mutta ne ovat olleet olemassa vuosia. Kaali, joka tuottaa skorpionin myrkkyä? Valmistettu. Ja seuraavan kerran kun tarvitset rokotteen, lääkäri saattaa antaa sinulle banaanin.

Näitä ja monia muita geneettisesti muunnettuja organismeja on olemassa nykyään, DNA on muutettu ja sekoitettu muun DNA:n kanssa täysin uuden geenisarjan luomiseksi. Et ehkä tiedä sitä, mutta monet näistä geneettisesti muunnetuista organismeista ovat osa elämää ja jopa osa päivittäistä ruokavaliotamme. Esimerkiksi Yhdysvalloissa noin 45 % maissista ja 85 % soijapavuista on geenimuunneltuja, ja arviolta 70-75 % päivittäistavarakaupan hyllyillä olevista päivittäistavaratuotteista sisältää geneettisesti muunneltuja ainesosia.

Alla on luettelo oudoimmista nykyään olemassa olevista geenimanipuloiduista kasveista ja eläimistä.

Hehkuvat pimeässä kissat

Vuonna 2007 eteläkorealainen tiedemies muutti kissan DNA:ta saadakseen sen hehkumaan pimeässä, sitten otti sen DNA:n ja kloonasi siitä muita kissoja luoden kokonaisen ryhmän pörröisiä, fluoresoivia kissaeläimiä. Ja näin hän teki sen: Tutkija otti urospuolisten turkkilaisten angoroiden ihosolut ja esitteli viruksen avulla geneettiset ohjeet punaisen fluoresoivan proteiinin tuottamiseksi. Sitten hän asetti geneettisesti muunnetut tumat muniin kloonausta varten, ja alkiot istutettiin takaisin luovuttajakissoihin, jolloin niistä tehtiin korvikeäitejä omille klooneilleen.

Joten miksi tarvitset lemmikin, joka työskentelee osa-aikaisena yövalona? Tiedemiehet sanovat, että eläimet, joilla on fluoresoivia proteiineja, mahdollistavat ihmisten geneettisten sairauksien keinotekoisen tutkimuksen.

Eko sika

Ekosika tai Frankenspig, kuten kriitikot sitä kutsuvat, on sika, joka on muunnettu geneettisesti sulattamaan ja prosessoimaan paremmin fosforia. Sianlantaa sisältää runsaasti fytaatiksi kutsuttua fosforin muotoa, joten kun viljelijät käyttävät sitä lannoitteena, tämä kemikaali joutuu vesistöihin ja aiheuttaa leväkukintoja, jotka puolestaan ​​tuhoavat vedessä olevan hapen ja tappavat vesieliöitä.

Saastumista torjuvat kasvit

Washingtonin yliopiston tutkijat työskentelevät luodakseen poppelipuita, jotka pystyvätpuhtaat likaiset paikat pohjaveden sisältämien saasteiden imeytymisen kautta juurijärjestelmän kautta. Sitten kasvit hajottavat saasteet vaarattomiksi sivutuotteiksi, jotka imeytyvät juuriin, runkoon ja lehtiin tai vapautuvat ilmaan.

Laboratoriokokeissa siirtogeeniset kasvit poistavat jopa 91 % trikloorieteenistä nesteliuoksesta, joka on yleisin pohjavettä saastuttava kemikaali.

myrkyllinen kaali

Tiedemiehet ovat äskettäin eristäneet myrkkygeenin skorpionin hännästä ja ovat alkaneet etsiä tapoja ruiskuttaa se kaaliin. Miksi tarvitsemme myrkyllistä kaalia? Torjunta-aineiden käytön vähentämiseksi ja toukkien estämiseksi pilaamasta satoa. Tämä geneettisesti muunneltu kasvi tuottaa myrkkyä, joka tappaa toukat purettuaan lehtiä, mutta myrkky on muutettu vaarattomaksi ihmisille.

Vuohet kutomassa verkkoja

Vahva ja joustava gossamer-silkki on yksi luonnon arvokkaimmista materiaaleista, ja sitä voitaisiin käyttää useiden tuotteiden valmistukseen tekokuiduista laskuvarjolinjoihin, jos sitä voitaisiin valmistaa kaupallisesti. Vuonna 2000 Nexia Biotechnologies väitti löytäneensä ratkaisun: vuohi, joka tuottaa hämähäkinverkkoproteiinia maidossa.

Tutkijat lisäsivät hämähäkinverkkogeenin vuohen DNA:han siten, että eläin tuottaisi hämähäkinverkkoproteiinia vain maidossa. Tätä "silkkimaitoa" voidaan sitten käyttää "Biostal"-nimisen verkkomateriaalin valmistamiseen.

nopeasti kasvava lohi

AquaBountyn geneettisesti muunneltu lohi kasvaa kaksi kertaa nopeammin kuin tämän lajin tavalliset kalat. Kuvassa kaksi samanikäistä lohta. Yhtiö kertoo, että kalalla on sama maku, kudosrakenne, väri ja haju kuin tavallisella lohella; sen syötävyydestä käydään kuitenkin edelleen keskustelua.
Geneettisesti muokatussa Atlantin lohessa on ylimääräistä kasvuhormonia chinook-lohesta, jonka ansiosta kalat voivat tuottaa kasvuhormonia ympäri vuoden. Tutkijat ovat onnistuneet pitämään hormonin aktiivisena käyttämällä ankeriaankaltaisesta kalasta peräisin olevaa geeniä, joka toimii hormonin "kytkimenä".

Jos FDA hyväksyy lohen myynnin, se olisi ensimmäinen kerta, kun Yhdysvaltain hallitus sallii muunnetun eläimen jakamisen ihmisravinnoksi. Liittovaltion määräysten mukaan kaloja ei tarvitse merkitä geneettisesti muunnetuksi.

Tomaatti Flavr Savr

Flavr Savr tomaatti oli ensimmäinen kaupallisesti kasvatettu ja geenimuunneltu ruoka, jolle myönnettiin lisenssi ihmisravinnoksi. Lisäämällä antisense-geenin Calgene toivoi hidastavansa tomaatin kypsymisprosessia estääkseen tomaatin pehmenemisen ja mätänemisen, samalla kun se saisi silti säilyttää luonnollisen maun ja värin. Seurauksena tomaatit osoittautuivat liian herkiksi kuljetukselle ja täysin mauttomia.

banaanirokotteet

Pian ihmiset voivat saada hepatiitti B- ja kolerarokotteen vain puremalla banaania. Tutkijat ovat onnistuneesti luoneet banaaneja, perunoita, salaattia, porkkanoita ja tupakkaa rokotteiden valmistamiseksi, mutta he sanovat, että banaanit ovat ihanteellisia tähän tarkoitukseen.

Kun viruksen muunneltu muoto viedään nuoreen banaanipuuhun, sen geneettinen materiaali muuttuu nopeasti pysyväksi osaksi kasvin soluja. Puun kasvaessa sen solut tuottavat virusproteiineja, mutta eivät viruksen tarttuvaa osaa. Kun ihmiset syövät palan geenimanipuloitua banaania, joka on täynnä virusproteiineja, heidän immuunijärjestelmänsä luo vasta-aineita taudin torjumiseksi. sama tapahtuu perinteisten rokotteiden kanssa.

Vähemmän ilmavaivat lehmät

Lehmät tuottavat merkittäviä määriä metaania ruoansulatusprosessiensa seurauksena. Sitä tuottaa bakteeri, joka on ruohoa ja heinää sisältävän selluloosapitoisen ruokavalion sivutuote. Metaani on hiilidioksidin jälkeen toiseksi suurin kasvihuonesaaste, joten tutkijat ovat pyrkineet luomaan lehmän, joka tuottaa vähemmän tätä kaasua.

Albertan yliopiston maataloustutkijat ovat löytäneet metaanin tuottamisesta vastaavan bakteerin ja luoneet karjasarjan, joka vapauttaa 25 % vähemmän kaasua kuin tavallinen lehmä.

geneettisesti muunnetut puut

Puut on muunnettu geneettisesti kasvamaan nopeammin, parempaa puuta varten ja jopa havaitsemaan biologisia hyökkäyksiä. Geenimuunneltujen puiden kannattajat sanovat, että bioteknologia voi auttaa pysäyttämään metsäkadon ja vastaamaan puun ja paperin kysyntään. Esimerkiksi australialainen eukalyptuspuu on muunnettu kestämään alhaisia ​​lämpötiloja, suitsukkeen mänty on luotu vähemmällä ligniinillä, aineella, joka antaa puille kovuuden. Vuonna 2003 Pentagon jopa palkitsi männyn luojat, joka muuttaa väriä biologisen tai kemiallisen hyökkäyksen aikana.

Kriitikot kuitenkin sanovat, että tieto siitä, miten luodut puut vaikuttavat luontoon, on edelleen riittämätöntä; muiden haittojen ohella ne voivat levittää geenejä luonnollisiin puihin tai lisätä palovaaraa.

lääkemunia

Brittitutkijat ovat luoneet geneettisesti muunnettuja kanoja, jotka tuottavat syöpälääkkeitä munissa. Eläinten DNA:han on lisätty ihmisen geenejä, ja siten ihmisen proteiineja erittyy munanvalkuaisiin sekä monimutkaisia ​​lääkeproteiineja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin ihosyövän ja muiden sairauksien hoitoon käytetyt lääkkeet.

Mitä näissä tauteja torjuvissa munissa oikein on? Kanat munivat miR24:llä, molekyylillä, joka voi hoitaa pahanlaatuisia kasvaimia ja niveltulehdusta, sekä ihmisen interferoni b-1a:ta, viruslääkettä, joka muistuttaa nykyaikaisia ​​multippeliskleroosilääkkeitä.

Kasveja, jotka sitovat aktiivisesti hiiltä

Joka vuosi ihmiset lisäävät noin yhdeksän gigatonnia hiiltä ilmakehään, ja kasvit imevät noin viisi tästä määrästä. Jäljelle jäävä hiili edistää kasvihuoneilmiötä ja ilmaston lämpenemistä, mutta tutkijat pyrkivät luomaan geneettisesti muunnettuja kasveja näiden hiilijäämien talteenottamiseksi.

Hiili voi pysyä kasvien lehdissä, oksissa, siemenissä ja kukissa vuosikymmeniä, ja juuriin joutunut voi olla siellä vuosisatoja. Tällä tavalla tutkijat toivovat voivansa luoda bioenergiakasveja, joilla on laaja juuristo, joka pystyy sitomaan ja varastoimaan hiiltä maan alle. Tutkijat työskentelevät parhaillaan geneettisesti muuntelevien monivuotisten kasvien, kuten ruohokasvien ja miscanthus-kasvien, suuren juurijärjestelmän vuoksi.

Tämän sarjan ensimmäinen artikkeli - amerikkalaisista kansanmyyteistä geneettisesti muunnetuista kasveista - on luettavissa.

Myytti: Lääketieteellisestä biotekniikasta voi olla vain hyötyä ihmisille.

Fakta: Vuonna 2005 yli 5 miljardia dollaria suunniteltiin käytettävän bioteknologiatuotteisiin ja eläinlääkintäpalveluihin Yhdysvalloissa. Yhdysvaltain maatalousministeriön (USDA) mukaan erityyppisille eläinbioteknisille tuotteille on myönnetty 105 lisenssiä. Nämä ovat eläinrokotteita, biologisia tuotteita ja diagnostisia välineitä. Tämän alueen tieteelliseen tutkimukseen investoidaan vuosittain yli 400 miljoonaa dollaria. Terveyden ylläpitoon ja sairaiden eläinten hoitoon käytetään vuosittain 18 miljardia dollaria, josta 2,8 miljardia on bioteknologian tuotteita.

Myytti: Geenitekniikka ja eläinten kloonaus ovat tieteiskirjallisuutta, kaukana tulevaisuudessa.

Fakta: Ensimmäiset geenimanipuloidut elävät olennot, GloFish-koristekalat, tulivat markkinoille tammikuussa 2004. Niihin on istutettu merivuokkogeeni, ja jos katsot näitä kaloja pimeässä, ne fluoresoivat kirkkaan punaisella valolla. Ensimmäinen tilauksesta kloonattu lemmikki - kissa, joka oli geneettisesti identtinen kuolleen prototyypin kanssa - "palasi" omistajalleen joulukuussa 2004. Jokaisella on varaa ostaa hehkuva vihreä tai punainen kala; kissan kloonaus on 50 000 dollarin herkku. Eri bioteknologiayritykset ovat kloonaaneet satoja nautakarjaa, mutta näiden eläinten lihaa tai maitotuotteita ei ole vielä tullut markkinoille. Eikä vain nautakarja, vaan myös lampaat, siat, hiiret, kanit, hevoset, rotat, muulit, kissat - kaikki nämä eläimet on kloonattu onnistuneesti laboratoriossa.

Myytti: Bioteknologiasta ei ole mitään hyötyä lemmikeille.

Myytti: Kloonit ovat erilaisia ​​kuin tavalliset eläimet.

Fakta: Tutkimukset ovat osoittaneet, että kloonieläimet syövät, juovat ja käyttäytyvät täsmälleen samalla tavalla kuin tavalliset eläimet.

Myytti: Kotieläimille bioteknologiasta ei ole hyötyä.

Fakta: Bioteknikot luovat uusia menetelmiä parantaakseen eläinten terveyttä ja lisätäkseen siipikarjan ja karjan tuottavuutta. Nämä parannetut menetelmät mahdollistavat eläintautien ja muiden ongelmien tehokkaamman havaitsemisen, hoidon ja ehkäisyn. Geneettisesti muunnetut rehukasvit sisältävät enemmän ravinteita ja ovat helpommin sulavia, parantavat rehun laatua ja vähentävät karjankasvatuskustannuksia. Kuten pitkään käytössä ollut keinosiemennys tai koeputkihedelmöitys, myös kloonauksella voidaan merkittävästi parantaa uusien rotujen jalostusmenetelmiä, vähentää perinnöllisten sairauksien riskiä ja parantaa eläinten terveyttä.

Myytti: Kloonaustekniikka ei todellakaan uhkaa villieläimiä. Miksi hän on heille?

Fakta: Tutkijat ympäri maailmaa käyttävät kloonaustekniikkaa uhanalaisten lajien pelastamiseen. Viimeisten neljän vuoden aikana tutkijat ovat onnistuneesti kloonaaneet ainakin kolme uhanalaista eläinlajia: eurooppalaisen muflonin ja villihärjät gaur ja banteng. Voit nähdä kloonatun bantengin San Diegon eläintarhassa Kaliforniassa (tammikuussa 2004 otetussa kuvassa Yahava-niminen härkä on 8 kuukauden ikäinen). Useat eläintarhat ja uhanalaisten eläinten suojeluorganisaatiot, mukaan lukien Lontoon Zoological Society sekä San Diegon ja Cincinnatin eläintarhat, ovat luoneet niin sanottuja "jäädytettyjä eläintarhoja" eli kryopankkeja, joissa on uhanalaisten lintulajien kudosnäytteitä ja munia. varastoidaan erittäin alhaisissa lämpötiloissa. , nisäkkäät ja matelijat.

Myytti: Geenitekniikka voi edistää lintuinfluenssan, hullun lehmän taudin ja Länsi-Niilin viruksen puhkeamista, jotka voivat myöhemmin tarttua eläimistä ihmisiin.

Fakta: Lintuinfluenssan tai hullun lehmän taudin kaltaisilla sairauksilla ei ole mitään tekemistä geenitekniikan kanssa. Bioteknikot ympäri maailmaa työskentelevät erittäin intensiivisesti rokotteiden luomiseksi erilaisia ​​tartuntatauteja vastaan. Ja Etelä-Korean tutkijat geenitekniikan avulla kasvattivat lehmärotua, jonka kehossa ei syntetisoidu prioneja - proteiineja, joiden muuttunut muoto on hullun lehmän taudin syy. Työtä tehdään myös malarian ja muiden veren välityksellä leviävien tautien kantajien hyttysten biologiseen torjuntaan.

Myytti: Eläinten elinten siirtäminen ihmisiin on pelkkää fiktiota.

Fakta: Ajatus ksenotransplantaatiosta - elinten siirrosta eläinlajista toiseen - on pitänyt tutkijat hereillä vuosikymmeniä. Vuonna 1984 yhdellä amerikkalaisista klinikoista potilaalle istutettiin paviaanisydän, joka toimi 20 päivää. Nykyään lääkärit käyttävät rutiininomaisesti sian sydänläppiä siirtämään ne ihmisiin ja siirtävät myös näiden eläinten ihon palovammoja saaneisiin ihmisiin. Useat tutkijaryhmät eri maissa työskentelevät geneettisesti muunnettujen sikojen luomiseksi, joiden elimiä ihmiselle siirrettynä hänen immuunijärjestelmänsä ei hylkää.

Myytti: Bioteknologian menetelmiä sovellettaessa eläimiin käytämme vain niitä.

Fakta: Bioteknologian menetelmien soveltamisen myötä eläinten terveys ja hyvinvointi vain paranevat. Lemmikkieläinten terveys paranee merkittävästi erilaisten rokotteiden, kuten raivotaudin, käytön myötä, ja lisätutkimukset ja -diagnostiikka auttavat tunnistamaan esimerkiksi kissan HIV:n. Myöskään kotieläimiä ei jätetä huomiotta. Bioteknologian menetelmät auttavat lisäämään populaatiota ja parantamaan merkittävästi koko karjan terveyttä ja samalla eliminoivat perinnöllisiä sairauksia. Geneettisesti muunnetut eläimet sairastuvat vähemmän - esimerkiksi ensimmäiset utaretulehdukselle vastustuskykyiset lehmät on tuotettu hiljattain. Keinosiemennys ja alkioiden in vitro -viljely auttavat palauttamaan uhanalaisten luonnonvaraisten lajien määrän vähenemisen.

Myytti: Kloonatuista tai geneettisesti muunnetuista eläimistä saatu liha, maito ja munat ovat terveydelle haitallisia.

Fakta: Biotekniikan avulla kasvatetut eläimet, jos ne eroavat tavallisista eläimistä, ovat parempaan suuntaan: kloonaus ja geenitekniikka ovat vain yksi työkalu uusien rotujen jalostukseen, ja ihmiset ovat tehneet tätä tuhansia vuosia tiedostamatta ja noin sata vuotta. - perustuu datagenetiikkaan. Tiedemiehet ja teknikot hoitavat koe-eläimiä paljon paremmin kuin maanviljelijä tavallisista eläimistään (jos vain siksi, että yksittäisen muuntogeenisen lehmän tai vuohen kasvattaminen on tuhansia kertoja kalliimpaa ja vaikeampaa kuin tavallisen lehmän tai vuohen kasvattaminen). Eläinlääkärit ja ravitsemusasiantuntijat tarkkailevat niitä huolellisesti syntymästä lähtien ja seuraavat myöhempää kasvua ja kehitystä. Yhdysvaltain maatalousministeriö (USDA) ja National Institutes of Health (NIH) tarkastavat säännöllisesti ja erittäin huolellisesti tilat, joissa pidetään "keinotekoisia" eläimiä.

Useat tutkijaryhmät eri maissa tutkivat kloonattujen eläinten lihaa ja maitoa satojen indikaattoreiden suhteen eivätkä löytäneet eroja tavanomaisella tavalla hedelmöityneiden eläinten lihasta ja maidosta.

Myytti: Kloonattujen eläinten kuolleisuus syntyessään ylittää huomattavasti tavanomaisten, perinteisten eläinten kuolleisuusluvut.

Fakta: Kloonattaessa tai geneettisesti muunnettuja eläimiä hankittaessa monet alkiot eivät todellakaan ole elinkelpoisia, ja synnytyskuolleisuus on suurempi kuin tavanomaisessa eläinjalostuksessa. Mutta jopa tavallisilla uusien rotujen jalostusmenetelmillä vain ne muutamat kasvattajien vaatimukset täyttävät eläimet jäävät eläviksi, ja loput sallitaan lihalle. Ja mikä tahansa kotieläin päätyy ennemmin tai myöhemmin kattilaan...

Myytti: Kloonien terveys on paljon huonompi kuin tavallisten eläinten.

Fakta: Yleisesti ottaen kloonien ja perinteisten eläinten terveydentila ei eroa - tämä on todistettu vuosikymmeniä jatkuneella tutkimuksella, mukaan lukien Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian tekemä.

Myytti: Eläinten kloonaus voi johtaa arvaamattomiin seurauksiin.

Fakta: Ensimmäinen eläinten kloonaustutkimus alkoi 1970-luvulla. Yli 30 vuoden aikana National Academy of Sciences ja Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) ovat arvioineet yli 40 alalla työskentelevän tutkimusryhmän tuloksia. Monissa tapauksissa on tutkittu useita sukupolvia eläimiä, jotka ovat syntyneet tavanomaisella tavalla kloonatuista esivanhemmista. Tutkijat eivät paljastaneet eroja tavallisiin eläimiin. Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian raportit julkaistiin vuosina 2002 ja 2004.

Myytti: Jos geneettisesti muunnetut eläimet joutuvat luonnollisiin olosuhteisiin, ne voivat aiheuttaa vaaran villieläimille ja ympäristölle.

Fakta: Geneettistä muuntamista sovelletaan (ja tullaan soveltamaan lähitulevaisuudessa) vain tuotanto- ja kotieläimiin. Todennäköisyys, että tällaiset eläimet putoavat itse luontoon, on mitätön. Jos hypoallergeeninen kissa tai utaretulehdukselle vastustuskykyinen lehmä kuitenkin pakenee omistajan luota, ne eivät aiheuta vaaraa villieläimille ja ympäristölle. Yleensä useimmat kotieläimet (mahdollisesti kissoja ja koiria lukuun ottamatta) eivät ole sopeutuneet elämään luonnossa. Vaikka siirtogeeninen lammas, jolla on erityisen tiheä turkki, onnistuisi selviytymään vuoristossa ja saamaan lapsia villivuohen kanssa, tällaisten hybridien sopeutumiskyky ympäristöön on heikompi kuin niiden villien sukulaisten. Joitakin huolenaiheita herättävät esimerkiksi siirtogeeninen lohi ja monien muiden lajien kalat, jotka kasvavat kymmenen kertaa nopeammin kuin saman lajin normaalit kalat. Mutta vaikka tällaiset lohet uisivat mereen ja risteytyvät luonnonvaraisten lohien kanssa, eivät he itse ja heidän jälkeläisensä pysty kilpailemaan tavallisten kalojen kanssa, jotka tarvitsevat kymmenen kertaa vähemmän ruokaa. Ja äärimmäisessä tapauksessa mereen ilmestyy toinen kalalaji - kalastajien iloksi.

Myytti: Tutkimuksen aikana eläimiä yksinkertaisesti pilkataan.

Fakta: Itse asiassa se ei ole ollenkaan niin. Kloonieläimiä ja geenitekniikassa käytettäviä eläimiä hoidetaan erityisen huolellisesti eläinlääkäreiden havaintojen mukaisesti. Valitettavasti eläinaktivistiryhmät uskovat usein virheellisesti, että kaikkia koe-eläimiä kohdellaan huonosti ja että tietokoneeläinmallit voivat korvata todelliset eläimet tutkimuksessa. Tietenkin tietokonemallit ovat nyt yksi tärkeimmistä paikoista lääketieteellisessä tutkimuksessa, mutta silti laajempi tutkimus kaipaa poikkeuksetta eläviä malleja. Yhdysvaltain maatalousministeriö (USDA) ja National Institutes of Health suorittavat säännöllisesti tutkimuslaitoksia koskevia tarkastuksia. Eläinaktivistiryhmät ovat viime vuosina toteuttaneet yhä useammin väkivaltaisia ​​tekoja, kuten ilkivaltaa, tietovarkauksia, tutkijoiden häirintää ja hakkaamista, aina heitä ja heidän perheitään vastaan ​​kohdistuvaan tappouhkaukseen asti. Kaikki nämä tosiasiat ja uhkien luonne huomioon ottaen Federal Bureau of Investigation (FBI) pitää tällaisten aktivistiryhmien toimintaa sisäisinä terrorismin uhkaina. Vastauksena tällaisiin toimenpiteisiin ryhdytään biolääketieteellisten tutkimustietojen suojaamiseksi. Vuonna 1992 Yhdysvaltain kongressi harkitsi lisämuutoksia lainsäädäntöön, jotka määräävät suuria rahallisia sakkoja tällaisiin instituutioihin kohdistuvista rikoksista, jos niille aiheutettu vahinko on 10 tuhatta dollaria tai enemmän. Varsinkin 11. syyskuuta 2001 tapahtuneiden terrori-iskujen jälkeen yksittäiset valtiot ovat pyrkineet lisäämään aktivistien toiminnan valvontaa ja ryhtymään koviin lainsäädännöllisiin lisätoimiin.

Myytti: Tunnettu lammas Dolly oli sairas ja kuoli ennenaikaisesti, koska hänet kloonattiin.

Fakta: Itse asiassa Dolly eli jopa pidempään kuin lampaat yleensä elävät ja kuoli vanhempana niveltulehduksen kehittymisen vuoksi. Kuolema johtui normaalista vanhuudesta, eikä sillä ole mitään tekemistä sen kanssa, että hänet kloonattiin. Jotkut kloonauksen vastustajat väittävät edelleen, että Dollylla oli lyhennetty telomeerejä, kromosomien päissä olevia rakenteita, jotka määräävät solujen jakautumisen ja vaikuttavat todennäköisesti elinikään. Tällainen lyhennys havaittiin kuitenkin vain yhdessä varhaisessa tutkimuksessa. Näitä tietoja ei vahvistettu Dollyn itsensä tai muiden kloonattujen eläinten solujen lisätutkimuksella. Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että kloonatut eläimet eivät eroa tavallisista telomeerirakenteen suhteen.

Kääntäjä Alexander Mikhailov, Encyclopedia of Delusions
Verkkolehti "Commercial Biotechnology"