Реферат на тему генетическая модификация человека pro et contra

Обновлено: 18.05.2024

Ключевые слова: этика науки, биоэтика, улучшение человека, редактирование генома, автономия, Хабермас, генетическая модификация эмбрионов, Хи Янкуи, экспериментальная этика, медицинская этика

Abstract: This article examines the question of moral justification of the use of genetic modification technologies of human embryos and gametes. Recent experiments in China on the genetic modification of embryos to make children’s cells resistant to human immunodeficiency virus, cholera and pox, made this problem extremely relevant and extensively discussed in the society. The author cites arguments, made by the scholars and philosophers for and against allowability of genetic modification. It is emphasized that the scholars in the area of medical and biological sciences fear of causing harm to the health of future genetically modified people, while the philosophers are concerned with other problems. The problem of limiting autonomy is one of the most debatable within the framework of philosophy. For illustrating the arguments, the author presents the materials from the history of science, recent developments in editing on human embryos and gametes, philosophical insights and international documents. Having analyzes the arguments of the parties, the author comes to the conclusion that the genetic modification of human embryos and gametes should not be prohibited, although as any other technology, this one can carry advantages and disadvantages; as well as the implementation of such technology is capable of changing social practices (slippery slope argument). In some circumstances it is necessary to restrict the application of these technologies. The author suggest the basic principles of using such types of technologies.

gene modifying of embryos, Habermas, autonomy, CRISPR/Cas9, human enhancement, bioethics, scientific ethics, He Jiankui, research ethics, medical ethics

В конце ноября 2018 года китайские ученые сообщили о рождении девочек близняшек, чем геном был модифицирован еще до рождения. Главой проекта по созданию первых генеически модфицированных детей (designer babies) был Хи Янкуи (He Jiankui) [1] . Он заявил, что обе девочки здоровы и хорошо себя чувствуют. В идеале приобретенная модификация позволит организмам девочек устоять перед ВИЧ, холерой и оспой: они должны остаться резистентными к этим заболеваниям.

В то же время успех китайских коллег вдохновил американских ученых из Гарварда на модификацию сперматозойдов с целью предотвращения болезни Альцгеймера. Корме того, модификация сперматозойдов позволяет обойти законодательство США, запрещающее генетическую модификацию эмбрионов [4] .

Как мы видим, в научном сообществе нет единого мнения относительно моральной оправданности применения технологии CRISPR/Cas9 и создании генетически модифицированных младенцев. Последние события обострили споры о научной этике, благе общества и необходимости ограничивать ученых в их изысканиях.

В связи с недавними экспериментами на первый план выходят два вопроса: какими же должны стать принципы научного сообщества в области модификации эмбрионов / гамет человека, а также какими эти принципы скорое всего будут, если опираться на уже сложившиеся нравственные установки ученых в области медицинских и биологических наук? Эти два вопроса опираются на разные философские традиции. Первый представляет собой деонтологический подход, второй отражает детерминизм, т.к. являет собой попытку предсказать новые нравственные императивы ученого. На наш взгляд следует использовать комбинацию этих двух подходов, поскольку, с одной стороны, мы должны стремиться к должному, устанавливать моральные правила (максимы) в своей деятельности, с другой стороны, правила и нормы не могут быть оторваны от реальности и условий, в которых их следует применять.

Сам факт проведения подобных экспериментов говорит о том, что в обществе уже были предпосылки, приведшие к реализации проекта. Научное сообщество, как и широкая общественность уже были (хоть и не совсем) готовы к модификации эмбрионов и гамет и рождению designer babies. Сейчас, допустим, сложно представить, что ученые заявят о проведении экспериментов с участием людей, схожих с испытаниями Второй мировой войны, когда автономия человека не соблюдалась, а результатом могла стать мучительная смерть.

Экспериментальная медицина с тех пор всегда обязана была брать информированное согласие людей, желающих лечится пока что непроверенными новыми методами. Медицина развивалась, и в 1980х годах появилось новое направление, обещающее лечение неизлечимых заболеваний – генная терапия соматических клеток. Первые плоды появились уже в 1990х годах [8] . В 1990 году сообщили об излечении от иммунного 4 летнего ребенка Ашанти де Сильва, страдающего от дефицита фермента аденозиндезаминазы, что ведет к серьезным проблемам с иммунной системой. Тем не менее, генная терапия до сих пор может повлечь за собой тяжелые побочные действия, вплоть до онкологии [8] . Поэтому генную терапию соматических клеток используют преимущественно только в тех случаях, когда другие методы не помогают.

Несмотря на побочные действия, генная терапия – это шанс вылечиться от неизлечимых заболеваний, поэтому спрос на нее был, есть и будет, кроме того, медицина не стоит на месте и постепенно побочные действия становятся всё меньше, а люди готовы платить большие деньги, чтобы избавится от тяжелого и, зачастую, смертельного недуга. Развитие генной терапии, на наш взгляд, явилось шагом к генетической модификации эмбриона человека: оставалось лишь сделать шаг от соматических клеток к эмбрионам. Носители генетических заболеваний хотят, чтобы их дети родились здоровыми, и генная терапия эмбрионов пришлась бы как раз кстати.

Так и свершилось некоторое время назад. В 2016 и 2017 годах родились дети от трех родителей [9] . У детей по две мамы и один папа. Перед оплодотворением в пробирке врачи освободились от части генетического материала яйцеклетки, несущего генетически передающуюся болезнь, заменив его материалом из донорской яйцеклетки. В итоге родившиеся дети были здоровы и освобождены от тяжелого генетического груза. До генетической модификации с целью улучшения , а не терапии , оставалось совсем чуть-чуть…

Генетическая модификация эмбрионов долгое время была запрещена во многих странах Европы, а в США и сейчас действует мораторий. Она очень походит на евгенику – проектирование человека до его рождения, и не несет терапевтического эффекта для уже существующих людей. В то же время мы уже давно знаем о превентивной медицине – с целью предотвратить заболевание. Меры, начиная от чистки зубов и закачивая прививками могут быть примерами, давно ставшими для нас привычными. Раз допустимо делать прививку – инъекцию, почему бы не сделать и генетическую прививку? Таким образом, общество плавно подошло к моральной допустимости подобной практики.

Подводя итог, выведем принципы, которых необходимо придерживаться при использовании технологий модификации эмбрионов и гамет человека с целью рождения генетически модифицированных детей.

1) Риски для здоровья должны быть минимальны. Это означает, что нетаргетированные мутации должны встречаться не чаще (или незначительно чаще), чем при рождении обычных детей.

2) Генетическая модификация будущего человека оправдана только в интересах этого человека. Любые вмешательства с целью ухудшения здоровья, придания нестандартного внешнего вида (слишком высокий рост, видоизмененные конечности и т.д.) должны быть запрещены.

3) Все люди равны между собой. Ценность жизни генетически модифицированного и улучшенного человека не должна превышать ценность жизни обычного человека или человека с инвалидностью.

4) Следует минимизировать социальное неравенство и предоставить доступ к технологии менее имущим слоям общества пр помощи системы грантов / специальных программ.

Понятие медицинской нормы в контексте современного биоэтического дискурса.-Вестник РУДН, серия "Философия".-№ 3.-2013.-С.142-150.

Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также попробовать найти похожие статьи

Стоит еще раз объективно рассмотреть все плюсы и минусы генетической модификации. Минусов, естественно, куда больше. Можно только загадывать: какими невероятными открытиями в биотехнологии и генетике удивит нас XXI век.

Кажется, что наука наконец-то способна решить проблему голода, с

оздания новых лекарств, изменения самих основ сельского хозяйства, пищевой и медицинской промышленности. Ведь традиционная селекция, которая существует многие тысячи лет, - процесс небыстрый и трудоемкий, да и возможности внутривидового скрещивания ограниченны. Есть ли у человечества время двигаться вперед такими черепашьими шагами? Население Земли растет, а тут еще и глобальное потепление, возможности резкого изменения климата, дефицит воды.

Добрый доктор Айболит, расположившийся в лаборатории XXI века, готовит нам спасение! Вооружившись микроскопами последнего поколения, под неоновыми лампами колдует он над колбами и пробирками. И вот оно: генетически модифицированные чудо-помидоры, по питательным свойствам не уступающие наваристому плову, с невероятной скоростью размножаются в засушливых районах Афганистана.

Америка больше не бросает на нищие и агрессивные страны бомбы. Теперь она сбрасывает с самолетов ГМ-семена. Нескольких рейсов достаточно, чтобы превратить любую территорию в плодоносящий сад.

А растения, которые будут вырабатывать для нас топливо или любые другие полезные и нужны вещества? При этом никакого загрязнения окружающей среды, никаких заводов и фабрик. Посадил в палисадничке пару розовых кустов или клумбу быстрорастущих ромашек, и каждое утро отжимаешь из них биотопливо.

Еще очень любопытен проект создания породы специальных деревьев, заточенных под усвоение из воздуха и почвы тяжелых металлов и разной прочей гадости. Высаживаешь аллею рядом с каким-нибудь бывшим химическим заводом - и можно разбивать поблизости детскую площадку.

А в Гонконге уже создали чудесную породу рыб для определения загрязнения воды. Рыбки начинают светиться разными цветами в зависимости от того, какую гадость их тела чувствуют в воде.

И это не только мечты. Миллионы людей уже давно пользуются лекарствами, изготовленными с помощью генной инженерии: инсулин, интерферон, вакцина против гепатита В - и это далеко не полный перечень.

Человечество вплотную подошло к черте, переступив которую оно сможет самостоятельно планировать не только эволюцию видов растений и животных, но и свою собственную.

Мы можем использовать живые организмы как материалы - нефть, камни и прочие, по типу того, как их использовали компании в индустриальную эпоху.

Мы можем победить болезни, бедность, голод.

Возможно, что эта история о бедных и дальних странах. Скорее всего, там и без ГМ-продуктов жизнь не сахар. В развитых странах, с образованным населением, с правительством, стоящим на страже интересов своих граждан, этого не может случиться.

Продукты, содержащие ГМ, и в Америке, и во всем остальном мире потребляют бедняки. В Европе производство и распространение ГМ-продуктов строго ограниченно, а все продукты, содержащие больше 1% ГМ, подлежат обязательной маркировке. И знаете, что удивительно, в Европе очень мало толстых людей, даже в бедных районах.

Кому все это надо?

Вот список особенностей ГМ-сои:

Так что ошибаются те, кто думают, что ГМ-растения не требуют обработки полей ядохимикатами.

2. ГМ-семена запатентованы. Отказываясь от сохранения собственных семян, фермеры (или даже целые страны) приобретают семена у частной компании в отрасли, монополизация которой достигла невиданных масштабов. Лучше даже не думать о том, что может случиться, если у компании-владельца семян или патентов окажутся злые, глупые или даже просто неудачливые руководители. Любые антиутопии покажутся детскими сказками. Здесь все-таки речь идет о продовольственной безопасности.

3. Вместе с геном какого-либо ценного признака по технологическим причинам в растение переносят маркерные гены устойчивости к антибиотикам, выделенные из бактерий. Существуют разные мнения насчет опасности содержания подобного гена в продуктах, предназначенных в пищу человеку.

Тут-то мы подходим к главному вопросу. А зачем мне вообще рисковать? Хоть и чуть-чуть? Ни один из вышеперечисленных признаков не приносит лично мне как конечному потребителю продукции никаких дивидендов. Не то что удивительных витаминов или редких питательных веществ, но и чего-нибудь более тривиального, типа улучшения вкусовых качеств.

Тогда, может быть, ГМ-продукты бесконечно выгодны с экономической точки зрения и нынешние фермеры ведут комфортную жизнь банковских клерков? Пока их ГМ-соя самостоятельно сражается с сорняками и выдает невероятные урожаи, они проводят приятные часы в бассейнах и тренажерных залах?

Аргентина — одна из стран, активно и давно вписавшаяся в ГМ-реформу сельского хозяйства. Почему же мы ничего не слышим о процветании их фермеров или об экономическом расцвете в стране? В то же время Европа, постоянно налагающая всё больше и больше ограничений на распространение ГМ-продуктов, озабочена перепроизводством сельскохозяйственной продукции.

Говоря об экономической эффективности ГМ-продуктов в США, не стоит забывать, что американские фермеры получают от своего правительства колоссальные субсидии. Причём не на что угодно, а именно на ГМ-сорта, семена и удобрения для которых и продают крупнейшие биотехнологические компании.

Зачем мы должны в качестве покупателя поддерживать производство и распространение ГМ-продукции, не приносящей никакой пользы, зато очевидно ставящей под контроль гигантских ТНК продовольственный рынок мира?

- А что, вы хотите остановить научный прогресс?

- Пока еще не нашли ничего определённо вредного в ГМ-продуктах, а абсолютно безопасного не бывает.

- Вам нравится есть ядохимикаты, которыми сегодня поливают морковку? ГМ - это возможность избавиться от пестицидов и гербицидов, которые отравляют и нас, и почву.

- Компании знают, что делают. Не дураки там работают. Рынок все сам уладит.

- Зеленые и прочие активисты-общественники известны своим идиотизмом и тупостью. Хорошо бы их самих запретить.

Эти аргументы можно суммировать как политическо-экономические. Гражданам предлагается заткнуться и не задавать лишних вопросов, пока профессионалы из ТНК и невидимая рука рынка организуют вокруг нас прогресс и процветание.

И пока это так, пока граждане не могут поставить под реальный общественный контроль деятельность ТНК, пока невозможно организовать действительно масштабную и независимую экспертизу ГМ-продуктов, отменить патенты на живые организмы, распространение ГМ-продуктов должно быть остановлено.

А пока пусть ученые делают прекрасные открытия в государственных лабораториях. Возможно, они смогут создать и вечный помидор, и волшебную розу, которая будет принадлежать всем жителям Земли. Создать с целью общественного процветания, а не наживы. источник

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Реферат:
Генная модификация

Достижения в области генетики сегодня - источник самых грандиозных надежд и самых острых тревог.
Генно-инженерная деятельность - деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмов[1].
Генетики и селекционеры обсуждают сложнейшие проблемы селекции растений и животных, применения генетических технологий в медицине, безопасности генетически модифицированных продуктов.

Создатели генетически измененных продуктов утверждают, что они совершенно безопасны. Сторонники их широкого использования уверены, что многолетние исследования доказали безвредность такой продукции. Противники убеждены в обратном.
До сих пор не доказано, что эти продукты безопасны для человека. Многие виды генетически модифицированных продуктов запрещаются к использованию на последних стадиях эксперимента как сильные аллергены.
Правы ли скептики, утверждающие, что трансгенные продукты опасны? А может, они станут нашей пищей в 21 веке?
Около 30 лет назад были произведены первые опыты по генетической модификации растений. Например, можно взять один ген от одного животного или растения и вживить его в другое животное или растение. Таким способом, например, можно получить картофель, устойчивый к пестицидам[9].
Генетически модифицированные продукты не только созданы, но их активно употребляют в пищу.
В традиционной селекции происходит скрещивание внутри одного вида. Даже помидор был улучшен селекцией. Но, при селекции происходит обмен между особями одного вида. А генная инженерия позволяет составить новую ДНК и манипулировать ею. Например, если ген светлячка вставить в ДНК табака, то цветок табака начинает светиться, если нуждается в поливе. Селекционными методами этого не возможно добиться!
Протестующие больше всего обращают внимание на негативные процессы этой методики. Но ведь, никто не спорит с тем, что генетически модифицированные продукты нуждается в тестировании!
Все что мы едим, содержит белки[10]. Когда ген попадает в клетки, он закрепляется и начинает вырабатывать новый белок.
Защитники индустрии биотехнологий утверждают, что все процессы, касающиеся генно-модифицированных продуктов, находятся под жестким контролем.
Проводится анализ обыкновенного и трансгенного растения. Ученые должны доказать инспекторам, что пищевые продукты не отличаются по качеству.
Проверка продукта проходит следующие этапы:
1. Сравнение структуры и химического состава обыкновенного и траснсгенного растения.
2. Требуются доказательства того, что употребление нового продукта в пищу не вредит здоровью человека.
Трансгенная соя (обладает устойчивостью к гербицидам) входит в продукты, которые мы употребляем в пищу последние годы.
Токсичен ли новый белок? Несколько лет проводили тестирование белка на токсичность. Кормили мышей дозами в 1000 раз, превышающие дозы, которые потребляет человек. Ученые утверждают, что ничего вредного для организма человека не было выявлено.
Как новые белки перевариваются? Белки, созданные искусственно погружают в раствор, который имеет среду сходную по составу с кишечником. Чем быстрее переваривается продукт, тем лучше.
Эксперименты показали, что новый белок не является аллергеном. Есть и другие способы проверить созданный белок. Если он не проходит проверку, то его уничтожают. Однако, белок трансгенной сои успешно выдержал испытания! Было проведено 1800 анализов, которые показали, что с соевыми бобами все в порядке.
Система тестов работает. Нужно только следовать методике, считают ученые.
Но скептики полагают, что наука знает еще слишком мало, чтобы утверждать, что “все под контролем”. Живые организмы настолько сложны, что предвидеть их поведение практически невозможно.
Однако, традиционные методы селекции не всегда безопасны[11]. Напротив, в генной инженерии точно известны пути внедрения гена. Опять же, скептики уверены, в том, что генная инженерия, использующая новые методы, рискует нанести непоправимый вред природе. Их противники, говорят, что и селекция опасна, т.к. она имеет дело не с одним, а с несколькими генами! А потому результат селекции еще более непредсказуем!
Страшнее всего, то, что лет 30 тому назад экспериментировали с генами, не понимая, что делают!
Сопротивление генно-модифицированной продукции в Европе сильнее, чем где-либо еще в мире. Последнее время внедрение трансгенных продуктов очень затруднено: в Англии таковых продуктов было внедрено около 2000, а теперь осталось меньше 100!

Общественные организации в Европе призывают уничтожать трансгенные растения. Странные растения получают, вживляя в них гены животных. Экологи против этих технологий, общественность высокомерно и презрительно относится к генетически модифицированным продуктам.

3.1 Увеличение початка кукурузы

В Мексике - бедные почвы, а потому очень плохие урожаи кукурузы. Ученым поставлена задача, по увеличению размера початка кукурузы[12]. В результате проведенных исследований, вживили в кукурузу ген, который нейтрализует соли алюминия и растворяет фосфаты, это позволило растению полноценно развиваться на предлагаемых почвах.
Урожай обещал быть в 2 раза больше, но правительство под давлением экологических организаций запретило заниматься этими исследованиями. Экологи игнорируют результаты эксперимента. Противники генной инженерии считают, что такие опыты наносят вред экологии, опасны для здоровья и в конечном итоге приводят к экологической катастрофе. Ведь, никто не даст гарантии, что эти методики не приведут к появлению новых насекомых и сорняков!

3.2 Защита хлопчатника

Университет Аризоны. Ученые работают над увеличением урожайности хлопка. Растение страдает от нашествия розового коробчатого червя. Если популяция вредителя большая, то урожаи хлопка стремительно падают!
Требуется внедрить в хлопчатник такой ген, который будет убивать коробчатого червя. Последние 40 лет для уничтожения насекомых применяли опрыскивание растений химикатами. Страдали и люди, и животные. Попробовали вживить в хлопок ген бактерии. В листьях растения появился белок, который ядовит для червя. Таким образом, необходимость защиты растения химикатами отпадает!
В результате получили сотни гектаров ядовитых растений, которые сами защищаются от вредных насекомых. Опять же, пройдет время, и вредители привыкнут, выработают иммунитет!
Но не только жуки - вредители внушают опасения! Экологи боятся, что появятся особо устойчивые сорняки, и, значит, не будет спасения от сорняков устойчивых к химикатам. Ведь пчелы могут разнести пыльцу на несколько километров, и эти растения заполнят всю округу. Однако, есть данные, что на расстоянии 15 м опыление уже не происходит. Но если даже пыльца модифицированного растения преодолеет расстояние, то она должна скрестится со своим видом. Сверхживучесть сохранить не так просто…

3.3 Рис с витамином “А”

Азия. 100 млн. детей не получают витамин “А”, который необходим для полноценного зрения. Дело в том, что основная пища беднейших слоев населения – рис. Дети слепнут от недостатка витамина “А”!
Благородная задача - вырастить рис сразу с витамином “А” и засеять им поля в отсталых странах. Как это возможно? Нарцисс – ядовитое растение. Из него необходимо взять 2 гена и внедрить в рис, который в таком случае будет содержать витамин “А”!

Ген человеческой печени добавляют в рис! Ученые начали добавлять человеческие гены в рис в попытке поднять генно-модифицированные продукты на новый уровень.
Исследователи ввели в рис ген, полученный из печени человека, производящий энзим, способствующий распаду вредных химических элементов в организме человека. Они надеются, что энзим – CYP2B6 – сделает то же самое с гербицидами и загрязняющими веществами, будучи смешанным с рисом.
Однако противники генно-модифицированных продуктов говорят, что использование человеческих генов отпугнет потребителей, которым претит идея каннибализма и того, что ученые берут на себя функции бога. Сью Майер из британской организации GeneWatch говорит: "Я не думаю, что кто-то захочет купить этот рис". "Люди уже выразили свое отвращение по поводу использования человеческих генов и беспокойство в связи с ощущением, что индустрия биотехнологий не прислушивается к ним. Это еще больше пошатнет их уверенность".
Обычно при генной модификации зерновых культур используются гены, полученные из бактерий. Они устойчивы только к одному виду гербицидов, что означает, что фермеры могут обрабатывать свои поля как угодно часто для борьбы с вредителями, но только одним видом химикатов. Цель добавления в рис человеческого гена – создать растение, устойчивое к нескольким видам гербицидов.
Исследователи в Национальном институте агробиологических наук в Цукубе в Японии обнаружили, что новый вид риса может быть устойчивым к 14 различным видам гербицидов. Профессор Ричард Мейлан, проводивший подобные исследования в Институте Пердью в Индиане говорит, что такой рис можно выращивать на почве, пропитанной промышленными загрязнениями. Он применял в своих исследованиях гены кроликов, но говорит, что не видит причин, по которым нельзя использовать человеческие гены. Он говорит, что разговоры о "пище Франкенштейна" – это чепуха, и добавляет: "Я не думаю, что этические соображения имеют какое-то отношение к использованию человеческих генов в генной инженерии при выращивании продуктов".
Производство риса во всем мире падает, и идет гонка в поисках путей повышения сборов риса, а также новых разновидностей риса, устойчивых к вирусам, с низким содержанием аллергенов и белка.
Однако в Институте Науки в обществе противников генной модификации говорят, что энзим CYP2B6 может ударить по человеку, приведя к созданию новых вирусов или разновидностей рака.
Они добавляют: "Сторонники генной модификации и страны, являющиеся основными производителями риса, исследуют и продвигают генно-модифицированный рис, совершенно не задумываясь о безопасности и долговременной перспективе"[13].

Скептики не уверены, что генные технологии решат социальные проблемы. Мечты о равном распределении продуктов питания по всему миру – утопия.
Сопротивление генно-модифицированной продукции в Европе сильнее, чем где-либо еще в мире. Создатели генетически измененных продуктов утверждают, что они совершенно безопасны. В свою очередь, противники генной модификации считают ее "ящиком Пандоры" с непредсказуемыми последствиями.
Очевидно, что в ближайшие десятилетия генетика еще преподнесет человечеству немало сюрпризов, породит множество сенсаций - мнимых и реальных, вокруг нее будут бушевать споры и даже скандалы. Общество легко слышит тех людей, которые боятся всего нового, но опасность от мобильных телефонов не меньше!
Главное, чтобы вся эта суета не слишком мешала серьезной работе ученых на одном из самых интересных и перспективных научных направлений.

Генная инженерия - практика целенаправленного изменения генетических программ половых клеток с целью придания исходным формам организмов новых свойств или создания принципиально новых форм организмов. Основной метод генной инженерии состоит в извлечении из клеток организма гена или группы генов, соединение их с определенными молекулами нуклеиновых кислот и внедрение полученных гибридных молекул в клетки другого организма.
Биологическая защита - в генной инженерии - создание и использование безопасной для человека и объектов окружающей среды комбинации биологического материала, свойства которого исключают нежелательное выживание генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающей среде и/или передачу им генетической информации
Биотехнология Biotechnology - в широком смысле - пограничная между биологией и техникой научная дисциплина и сфера практики, изучающая пути и методы изменения окружающей человека природной среды в соответствии с его потребностями.
Биотехнология - в узком смысле - совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая инженерии
Выпуск генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду - действие или бездействие, в результате которых произошло внесение генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду.
Генно-инженерная деятельность - деятельность, осуществляемая с использованием методов генной инженерии и генно-инженерно-модифицированных организмов.
Генно-инженерно-модифицированный организм - организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование: - способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала; - отличное от природных организмов; - полученное с применением методов генной инженерии; и - содержащее генноинженерный материал.
Генодиагностика - в генной инженерии - совокупность методов по выявлению изменений в структуре генома.
Замкнутая система - в генной инженерии - система осуществления генно-инженерной деятельности, при которой генетические модификации вносятся в организм или генно-инженерно-модифицированные организмы, обрабатываются, культивируются, хранятся, используются, подвергаются транспортировке, уничтожению или захоронению в условиях существования физических, химических и биологических барьеров или их комбинаций, предотвращающих контакт генно-инженерно-модифицированных организмов с населением и окружающей средой.
Открытая система - в генной инженерии - система осуществления генно-инженерной деятельности, предполагающая контакт генно-инженерно-модифицированных организмов с населением и окружающей средой при их намеренном выпуске в окружающую среду, применении в медицинских целях, при экспорте и импорте, при передаче технологий.
Трансгенные организмы - животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии.
Физическая защита - в генной инженерии - создание и использование специальных технических средств и приемов, предотвращающих выпуск генно-инженерно-модифицированных организмов в окружающую среду и/или передачу им генетической информации.

[1]Генно-инженерно-модифицированный организм - организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование: - способное к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала; - отличное от природных организмов; - полученное с применением методов генной инженерии; и - содержащее генно-инженерный материал.

[2] Фаги, то же, что бактериофаги. …фаг (от греч. Phagos –пожиратель) часть сложных слов, соответствующая по значению словам ”поедающий’, ‘поглощающий” (например, бактериофаг).

[3] Биотехнология - совокупность методов и приемов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая инженерии.

[5]Клон (от греч. Klon – ветвь, отпрыск), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных потомков одной исходной особи (растения, животного, микроорганизма) , образующихся в результате бесполого размножения. Клонирование клеток применяют в онкологии, генетике соматических клеток и др.

[6]Трансгенные организмы - животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с использованием методов генной инженерии.

[8]О государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов. постановление правительство РФ 16 февраля 2001 г. В частности установить, что генно-инженерно-модифицированные организмы, предназначенные для первого на территории Российской Федерации выпуска в окружающую среду, промышленного использования или импорта, подлежат обязательной государственной регистрации.

[9] Пестициды – ядохимикаты – химические препараты для борьбы с сорняками (гербициды), с вредителями (инсектициды) и т.д..

[10]Кстати, у некоторых людей есть аллергия на продукты (например, арахис), которые не подвергались генной модификации.

Генная инженерия - удивительное явление в науке, когда разработка новой методологии дает мощный толчок развитию нашего понимания окружающей природы, ее сокровенных глубин.

Исследования в области генной инженерии вносят уникальный вклад в изучение структурной и функциональной организации геномов различных организмов. Методология генной инженерии постоянно совершенствуется, и все больше исследователей используют ее для решения самых разных задач биологической науки.

Штаммы бактерий, дрожжей и клеточные линии были созданы с использованием методов генной инженерии, которые с высокой эффективностью производят биологически активные белки человека и животных. Это позволяет получать эукариотические полипептиды в огромных количествах по сравнению с недавним прошлым, что упрощает процедуру их очистки до индивидуального состояния. Работа по созданию штаммов-продуцентов очень важна для медицины и ветеринарии и революционизирует быстро развивающуюся отрасль - биотехнологию. Чрезвычайно интересны исследования по созданию трансгенных животных и растений, содержащих и выражающих чужеродную генетическую информацию.

Общие принципы и методы генной инженерии

Генная инженерия - это новая отрасль экспериментальной молекулярной биологии. Возникновение его методологии стало возможным благодаря предыдущей работе многих исследователей в различных областях биохимии и молекулярной генетики. Основные достижения, которые привели к зарождению и успешному развитию генной инженерии, включают следующее:

доказательство в 1944 г. О. Эйвери с соавторами роли ДНК как носителя генетической информации и открытие в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком структуры ДНК;
экспериментальное подтверждение универсальности генетического кода;
интенсивное развитие молекулярной генетики, объектами которой являются в первую очередь бактерия Escherichia coli, а также ее вирусы и плазмиды;
разработка простых методов выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК плазмид и вирусов;
разработка методов введения в чувствительные клетки молекул ДНК вирусов и плазмид в биологически активной форме, обеспечивающей репликацию молекул ДНК и / или экспрессию кодируемых ими генов;
открытие ряда ферментов, использующих ДНК в качестве субстрата для катализируемых ими реакций, особенно рестрикционных ферментов и ДНК-лигаз.

Объединение в начале 1970-х гг. ранее независимо разработанные методы позволили создать современную стратегию генной инженерии, суть которой заключается в следующем:

фрагменты молекул ДНК любого исследуемого организма или искусственно синтезированные сегменты ДНК ферментативно встраиваются в небольшую молекулу ДНК, способную реплицироваться в клетке автономно от хромосомы (плазмидная или вирусная ДНК);
полученные молекулы (гибридная ДНК) вводятся в чувствительные прокариотические или эукариотические клетки, где они реплицируются, умножая встроенные фрагменты ДНК в свой состав;
с помощью определенных методов отбираются клоны клеток или вирусов, содержащие отдельные типы гибридных молекул ДНК;
идентифицированные гибридные ДНК подвергаются разностороннему структурно-функциональному изучению, особую роль играют высокоэффективные методы расшифровки нуклеотидной последовательности (секвенирование) фрагментов ДНК.

Применение генной инженерии в медицине

Синтез чужеродных белков для медицинского использования в растениях

Растения использовались в медицинских целях на протяжении тысяч лет, но генная инженерия позволила создать новые растения, белковые продукты которых важны для лечения различных заболеваний. Гены терапевтически важных белков человека и животных можно вводить в различные системы экспрессии, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Идеальная система экспрессии - это самая безопасная и обеспечивающая производство биологически активного продукта с наименьшими затратами. Система клеток млекопитающих может синтезировать человеческие и животные белки, которые максимально похожи на природные белки, но культивирование таких клеток является дорогостоящим и ограниченным по масштабу. Бактерии могут производиться в больших масштабах, но синтезируемые в них эукариотические белки не всегда имеют правильную третичную структуру. Кроме того, они не могут подвергаться посттрансляционной модификации.

Производство рекомбинантных белков в растениях имеет ряд потенциальных преимуществ перед другими системами экспрессии чужеродных генов. Растительные системы дешевле, чем выращивание в биореакторах (ферментерах). Все, что требуется для нормальной жизни растений, - это содержащиеся в почве минеральные соединения, вода, энергия солнечного света и углекислый газ. В растениях возможна посттрансляционная модификация синтезированных чужеродных полипептидов. Обязательным условием образования функционально активных белков является правильная укладка полипептидной цепи. У млекопитающих за это ответственны по крайней мере два шаперона, BiP / GRP78 и GRP94. У высших растений сигнальные последовательности (например, Lys-Arg-Glu-Leu на С-конце полипептида) направляют белки в эндоплазматический ретикулум, где обнаруживаются шапероны, гомологичные BiP / GRP78 и GRP94.

Важной особенностью растений по сравнению с культурами клеток млекопитающих и трансгенных животных является то, что они не могут вырабатывать такие патогены человека и животных, как вирусы, прионы и т. д., что обеспечивает гораздо большую безопасность генно-инженерных продуктов, выделенных из растений. Примеры в таблице.

Уже существуют технологии сбора и обработки растений в больших объемах, что значительно упрощает и удешевляет работу с посевами трансгенных растений.

Белки, образующиеся в семенах, клубнях и плодах, очень стабильны и могут храниться в них без изоляции в течение длительного времени.

Очистка значительно увеличивает стоимость медицинских рекомбинантных белков. Когда некоторые белки синтезируются в зернах риса, пшеницы, плодах томатов, бананов и т. д., возможно введение их в организм алиментарно (с пищей) без предварительной очистки, что значительно удешевит стоимость таких препаратов.

Наиболее впечатляющие практические достижения

Среди многих достижений генной инженерии, получивших применение в медицине, наиболее значительным является производство человеческого инсулина в промышленных масштабах.

Все широко и печально известны таким заболеванием, как сахарный диабет, когда человеческий организм теряет способность вырабатывать физиологически важный гормон инсулин. В результате в крови накапливается сахар, и пациент может умереть. Инсулин издавна получают из органов животных и применяют в медицинской практике. Однако длительное применение животного инсулина приводит к необратимому повреждению многих органов пациента из-за иммунологических реакций, вызванных инъекцией инсулина животного происхождения, чужеродного для человеческого организма. Но даже потребность в инсулине животного происхождения до недавнего времени удовлетворялась лишь на 60-70%. Так, в 1979 году из 6 миллионов пациентов во всем мире только 4 миллиона получали инсулин. Пациенты умерли без лечения инсулином. А если учесть, что среди больных сахарным диабетом много детей, становится ясно, что для многих стран эта болезнь превращается в национальную трагедию.

Генные инженеры решили клонировать ген инсулина в качестве первой практической задачи. Клонированные гены человеческого инсулина были вставлены с плазмидой в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные штаммы микробов никогда не синтезировали. С 1982 года фирмы в США, Японии, Великобритании и других странах производят генно-инженерный инсулин. Проблема решена. Приблизительно 200 г инсулина получается из 1000 литров бактериальной культуры, что равно количеству, полученному из 1600 кг поджелудочной железы животных. Параллельно решалась проблема иммунологического поражения организмов диабетиков инсулином животного происхождения.

Производство и продажа инсулина была начата американской фирмой Eli Lilly. Мировой рынок инсулина в настоящее время составляет более 400 миллионов долларов, годовое потребление - около 2500 кг.

Более двадцати фирм в Японии и несколько американских фирм разрабатывают еще один очень важный препарат - интерферон, который эффективен при различных вирусных заболеваниях и злокачественных новообразованиях. Первым из этих соединений, появившихся на рынке, был интерферон альфа, за ним последовал интерферон бета.

Другой эффективный противораковый препарат - интерлейкин - производится в Японии и США. Интересно отметить, что сегодня американский рынок генно-инженерных лекарств сопоставим с такими распространенными лекарствами, как антибиотики. К 2000 году стоимость продуктов, созданных с помощью генной инженерии, в Соединенных Штатах достигнет 50 миллиардов долларов в год.

В медицинскую практику уже внедрено около 200 новых диагностических препаратов, более 100 генно-инженерных препаратов проходят клинические исследования. Среди них лекарства, которые лечат артроз, сердечно-сосудистые заболевания, некоторые опухолевые процессы и, возможно, даже СПИД. Среди нескольких сотен фирм генной инженерии 60% работают над производством лекарств и диагностических продуктов.

Генная терапия

Неблагоприятная экологическая обстановка и ряд других подобных причин приводят к тому, что все больше детей рождается с серьезными наследственными дефектами. В настоящее время известно 4000 наследственных заболеваний, для большинства из которых не найдено эффективного лечения.

Генные инженеры уже внесли свой вклад в решение этой проблемы, разработав диагностические продукты, которые могут обнаруживать генетические аномалии во время беременности, что позволяет предотвратить рождение больного ребенка. Однако более одного процента всех новорожденных имеют генетические заболевания, которые приводят к физическим и умственным нарушениям, а также к ранней смерти.

Наиболее многообещающие результаты ожидаются в случаях, когда заболевание вызвано дефектом одного гена. В этом случае считается, что можно будет ввести нормальный ген в соматические клетки, нацеленный на то место на хромосоме, где находится дефектный ген. При гомологичной рекомбинации введенный ген заменит дефектный. В некоторых случаях одной такой процедуры будет достаточно, чтобы вылечить болезнь. Однако на практике очень сложно контролировать судьбу внедренной в клетки ДНК, и для одной правильной вставки в ген приходится более 1000 случайных. Разрабатывается другой подход, когда введенный ген не заменяет дефектный, а компенсирует его функцию, вставляя в хромосому в другом месте.

Исследования ведутся очень интенсивно, хотя до реализации программы лечения большинства наследственных заболеваний еще предстоит пройти долгий и трудный путь. Способность вылечить такие заболевания путем введения нормальных генов - это настолько благородное дело, что в некоторых странах исследования генной терапии считаются высшим приоритетом и финансируются в первую очередь.

Заключение

В заключение хочу скачать, что генная инженерия - молодая отрасль науки и сложно предсказать, что произойдет. Но ее вклад в медицину неоспорим, благодаря генной инженерии излечены многие болезни, и у нее много перспектив.

Генная инженерия может перевернуть всю сущность человечества и начать новую эру или вызвать смерть, если это не используется во благо человечества.

Список литературы

Посмотрите похожие темы рефератов возможно они вам могут быть полезны:

Обзор

Автор

Редакторы

Что такое CRISPR/Cas9 и с чем его едят

Хотя система CRISPR известна с 1980-х, активно о ней заговорили лишь несколько лет назад [1]. Повышенное внимание к технологии генной модификации связано с перспективами, которые она открывает. В частности, лечение генетических заболеваний. Это может изменить медицину. Освоение CRISPR/Cas9 в рамках человеческого тела подобно первым шагам в космосе.

Технология CRISPR (от англ. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats — короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами) основана на направленном редактировании генома с помощью эндонуклеазы Cas9. Словно умные ножницы, фермент Cas9 совершает двунитевые разрезы в нужных участках гена, удаляя дефекты генетической информации (рис. 1). После того как разрыв внесен, включаются системы восстановления ДНК, и нужная неповрежденная последовательность встает на место удаленной дефектной [2].

Рисунок 1. Схема работы CRISPR/Cas9.

Рисунок 2. Общественное мнение относительно технологии CRISPR/Cas9.

Еще один шаг к совершенству

Отсутствие стопроцентной точности в работе эндонуклеазы Cas9 делает технологию небезопасной и ненадежной. Пока система не станет более точной, она не получит широкое распространение в практической медицине. Однако маленькие шаги в сторону реальности метода совершаются. Работа ученых из Массачусетского технологического института выводит технологию CRISPR на новый уровень посредством создания улучшенной версии фермента — eSpCas9.

eSpCas9 имеет повышенную специфичность, что снижает вероятность побочных эффектов при редактировании генома. Разрезы этого фермента более точные. Это позволило снизить риск вероятных ошибок примерно в 10 раз. Несомненно, такое открытие — настоящий прорыв для генного редактирования. Оно стало более специфичным и точным, а значит, стало ближе к практической медицине, чем когда-либо [3].

Первый блин комом

В апреле 2015 года мир должен был ахнуть от удивления: впервые ученым удалось не просто прочитать, а еще и отредактировать геном человека (рис. 3). Удивительно, но это событие не привлекло к себе много внимания. Такие авторитетные издания, как Nature и Science, не пожелали публиковать данные об исследовании ввиду его неэтичности. Связано это с тем, что впервые методику генного редактирования CRISPR/Cas9 проверили на человеческих эмбрионах [4].

Рисунок 3. Человеческие эмбрионы с отредактированным геномом.

Китайские ученые из университета Гуанчжоу использовали нежизнеспособные эмбрионы. Их получили посредством ЭКО. На этапе их образования произошел сбой, который привел к формированию трипронуклеарных эмбрионов, которые содержат не два пронуклеуса — материнский и отцовский, — а три. Такие зародыши обычно погибают еще до имплантации и нежизнеспособны: они содержат аномальный тройной набор хромосом (69 шт.), тогда как в норме кариотип составляют 46 [5]. Лишние 23 хромосомы не дают плоду развиваться нормально, что приводит к его гибели [6].

Перед учеными не стояла задача продлить время жизни трипронуклеарных эмбрионов. Их целью было осуществить генный нокаут бета-талассемии, которой страдали эмбрионы. Задумку не вполне удалось реализовать. Из 86-и лишь полсотни эмбрионов удалось протестировать. Генная модификация произошла в 28 зародышах, но почти во всех случаях — не такая, как надо, или в неправильном месте. Дефектный ген бета-талассемии был успешно удален из клеток лишь четырех эмбрионов.

Модификация людей одобрена законом

Официальное разрешение от вневедомственного органа Министерства здравоохранения Соединенного Королевства — HFEA (Human fertilisation and embryology authority) — на редактирование человеческих эмбрионов с помощью технологии CRISPR/Cas9 в 2016 году получила исследовательская группа из Института Фрэнсиса Крика в Великобритании под руководством биолога Кэти Ниакан. В качестве объекта исследования будут использоваться лишние эмбрионы, которые получают при ЭКО, — те, что оказались не нужны семьям ввиду свершившегося успешного подсаживания других зародышей. Раньше такой материал просто утилизировали за ненадобностью.

Это первое разрешение на подобную деятельность в Великобритании, и ученых не ждет полная свобода действий. Эмбрионы могут быть использованы лишь для определенных целей, которые будут оценены экспертной комиссией (рис. 4). Применять можно семидневные эмбрионы. Срок жизни объектов исследования после начала эксперимента — 14 дней. После этого они должны быть утилизированы. Подсаживание их к суррогатной матери исключено. Пролонгировать беременность генномодифицированными эмбрионами запрещено [7].

Рисунок 4. Человеческому эмбриону вводят отредактированную ДНК в лондонской лаборатории Института Фрэнсиса Крика.

Успех CRISPR/Cas9

Первые полосы научных журналов в августе 2017 года вновь украшала аббревиатура CRISPR/Cas9. На этот раз новостями об успешном эксперименте спешили поделиться ученые из Орегонского университета здоровья и науки (OHSU). Группа ученых во главе с уроженцем Казахстана Шухратом Миталиповым применили технологии редактирования генов CRISPR/Cas9, чтобы изменить ДНК больных человеческих эмбрионов [8].

Среди безумного моря наследственных патологий выбор объекта исследования пал на гипертрофическую кардиомиопатию. Это серьезное генетическое заболевание сердца с аутосомно-доминантным типом наследования. Это значит, что патология проявится при наличии хотя бы одной дефектной копии гена. При этом данный ген не сцеплен с половой хромосомой, поэтому встречается как у мужчин, так и у женщин.

Каждый год гипертрофическая кардиомиопатия уносит жизни 50% больных ей. Мутации в гене MYBPC3, отвечающем за сокращение кардиомиоцитов (клеток сердца), приводят к хаотичному расположению мышечных волокон и их утолщению. Возникает нарушение ритма, сердечная недостаточность и как следствие — смерть.

Особенно часто заболевание поражает молодых спортсменов [9]. Технология CRISPR/Cas9 позволила группе ученых отредактировать дефектный ген. В исследовании использовали 12 здоровых яйцеклеток и сперму, несущую мутантный ген MYBPC3. С помощью CRISPR/Cas9 из ДНК сперматозоидов удалось вырезать дефект, словно ножницами (рис. 5) [10].

Рисунок 5. Схема воздействия CRISPR/Cas9 на ген MYBPC3.

Что может предложить миру CRISPR/Cas9

Каждое крупное открытие в истории человечества встречало сопротивление. С этим столкнулись и Галилео Галилей, и Джордано Бруно, и Парацельс, и Игнац Земмельвейс, осмеянный за свое предложение мыть врачам руки перед осмотром больных. Мир с трудом принимает новые открытия. Сотни известных имен стали признанными лишь после смерти и были гонимы за свои убеждения при жизни.

Инквизиция и научное невежество остались далеко позади. Сегодня медицина развивается очень быстро — в сравнении с минувшими столетиями она движется семимильными шагами. Несомненно, CRISPR/Cas9 станет одним из важнейших биотехнологических открытий XXI века. Что же может предложить миру эта технология?

Рисунок 6. Руками врача буквально лечится геном.

Рисунок 7. Развитие эмбриона из одного оплодотворенного яйца до бластоцисты.

Рисунок 8. Схема возможного использования органов свиней.

Рисунок 9. ГМ-пища.

Тем не менее случайные мутации, которые ненароком могут появиться при редактировании генома, потенциально могут быть еще опаснее, чем имеющиеся (рис. 11).

Рисунок 11. Схематичное изображение гена с опасной мутацией.

Этично ли редактировать людей?

CRISPR/Cas9 предстоит преодолеть не только технические трудности, которые требуют приближенного к ста процентам результата для внедрения в практическую медицину, но и этические (рис. 12). Насколько нравственно редактировать геном человека, данный ему при рождении? Можем ли мы вмешиваться в работу природы и модифицировать ее по своему усмотрению?

Рисунок 12. Обложка книги профессора Калифорнийского университета Пола Кнопфлера — GMO sapiens.

Что же принесет миру технология генного редактирования CRISPR/Cas9 — пользу или вред? Однозначного ответа на этот вопрос не даст никто. Хотя практической пользы от технологии пока получено не было, то будущее, которое рисует CRISPR/Cas9 в рамках биомедицины, рано или поздно наступит. И нам откроется возможность узреть и понять этот новый и смелый отредактированный мир (рис. 13).

Читайте также: