Генетическая инженерия. 6

 

 Генетической инженерией  называют прикладную молекулярную и клеточную генетику, разрабатывающую приемы экспериментального вмешательства, позволяющие по заранее намеченному плану перестраивать геном организмов, изменяя содержащуюся в нем генетическую информацию.

Формальной  датой рождения генной инженерии  считают 1972 г., когда группа П. Берга в США создали первую рекомбинантную молекулу ДНК (рекДНК), объединившую в своем составе генетический материал из трех источников: полный геном онкогенного вируса обезьян SV40, часть генома умеренного бактериофага λ и гены лактозного оперона E. сoli. Сконструированная рекомбинантная молекула не была исследована функционально, т.к. у авторов этой работы возникли опасения, что методы генетической инженерии могут привести к возникновению микроорганизмов, опасных для здоровья человека, например, бактерий Е. сoli, способных перенести онкогенные вирусы в кишечник человека. Поэтому международным научным сообществом было принято решение проводить такие исследования под строжайшим контролем со стороны государства.

 

В понятие генетической инженерии  не включают перестройку геномов  обычными генетическими методами, т.е. искусственным вызыванием мутаций  и получением рекомбинаций путем  скрещивания.

Цель прикладной генетической инженерии заключается в конструировании таких рекомбинантных молекул ДНК, которые при внедрении в генетический аппарат придавали бы организму некие другие свойства.

 

 

Перенос генетического материала (дезоксирибо-нуклеиновой кислоты, ДНК) из одного организма в другой проводят по следующей схеме:

 

1.   Из организма — донора нужных генов  экстрагируют   нативную   ДНК   (клонируемая ДНК, встраиваемая ДНК, ДНК-мишень, чужеродная ДНК),  подвергают ее ферментативному гидролизу (расщепляют, разрезают) и соединяют (лигируют, сшивают) с другой ДНК (вектор для клонирования, клонирующий вектор) с образованием новой, рекомбинантной молекулы (конструкция «клонирующий вектор—встроенная ДНК»).

 

2.    Эту конструкцию вводят в клетку-хозяина  (реципиент), где она реплицируется  и передается потомкам. Этот процесс  называется трансформацией.

 

3.    На следующем этапе идентифицируют  и отбирают клетки, несущие рекомбинантную ДНК (трансформированные клетки), а затем получают специфический белковый продукт, синтезированный клетками-хозяевами, что служит подтверждением клонирования искомого гена.

 

    Возможность проведения манипуляций с ДНК зависит от ферментов, которые разрезают, модифицируют и соединяют фрагменты ДНК из разных организмов. Для разрезания молекул ДНК используют ферменты эндонуклеазы, а для соединения фрагментов ДНК используют ферменты лигазы.

 

Ревертаза (РНК-зависимая ДНК-полимераза) – фермент, синтезирующий ДНК по матрице РНК.

 

ДНК-полимераза – синтезирует нуклеиновые кислоты (ДНК).

 

Терминальная  трансфераза – наращивает на концах фрагментов ДНК однонитевые участки путём последовательного присоединения нуклеотидов; используется для создания на соединяемых фрагментах ДНК «липких» концов.

 

Нуклеазы  – большой класс ферментов, расщепляющих молекулы нуклеиновых кислот; имеются  нуклеазы, расщепляющие одно- или двуцепочечные ДНК или РНК путём отщепления по одному нуклеотиду или небольших олигонуклеотидов.

 

Эндонуклеазы  рестрикции (рестриктазы) – ферменты, которые узнают специфические нуклеотидные последовательности и разрезают молекулу ДНК на фрагменты. Рестриктазы  были обнаружены в бактериальных клетках, они разрезают чужеродную ДНК в определенных участках - сайтах узнавания. Сайты рестрикции (сайты узнавания) – это последовательности ДНК, узнаваемые рестриктазой (обычно 4 – 8 п.н.). В настоящее время известно более 400 видов рестриктаз и более 90 сайтов узнавания.

Особенности рестриктаз:

• Узнают короткие специфические последовательности ДНК
• Разрезают молекулы ДНК с образованием одноцепочечных (липких) или двухцепочечных (тупых) фрагментов.

 

Сшивка фрагментов ДНК производится тремя основными методами, зависящими от того, какие концы имеют фрагменты  сшиваемых ДНК.

 

1. Сшивка по одноименным "липким" концам (рестриктазно-лигазный метод)

Метод является самым распространенным и популярным. Впервые этим способом гибридная ДНК была получена С. Коэном с сотрудниками в 1973 году.

Схема рестриктазно - лигазного метода. Рестриктаза Hind III вносит в ДНК симметричные разрывы, образуя однонитевые комплементарные участки (липкие концы). Фермент лигаза используется для соединения фрагментов ДНК. Фрагменты ДНК1 соединяются с вектором (ДНК2) с помощью стандартных 3’ →5’ фосфодиэфирных связей.

2. Сшивка по "тупым" концам (коннекторный метод)

Тупые концы также могут быть соединены  за счет действия ДНК-лигазы, если и лигаза, и тупые концы присутствуют в реакционной смеси в высоких концентрациях. В этом случае реакция лигирования имеет свои особенности и ее эффективность ниже, чем при сшивке по липким концам. Впервые такие эксперименты были выполнены в 1972 году Полом Бергом в Стенфордском университете, США. Липкие концы также можно ферментативным путем присоединить к молекулам ДНК с тупыми концами. Для ковалентного соединения двух фрагментов используется ДНК-лигаза.

3. Сшивка фрагментов с разноименными липкими концами

В ситуации, когда необходимо сшить  фрагменты, образованные разными эндонуклеазами рестрикции, и имеющие разные, то есть некомплементарные друг другу липкие концы, применяют так называемые линкеры (или "переходники"). Линкеры - это химически синтезированные олигонуклеотиды, представляющие собой сайты рестрикции или их комбинацию. Впервые эту идею предложил Шеллер с сотрудниками в 1977 году.

 

Векторы в  генной инженерии.

Объединение разных генов в молекуле ДНК бесполезно, если вновь образованные рекомбинантные ДНК не будут реплицироваться (воспроизводиться) в клетке – хозяине. Таким образом, если одна часть рекомбинантной молекулы ДНК несет нужный ген, который предполагается клонировать, то другая должна содержать информацию, необходимую для репликации в клетке рекомбинантной ДНК. Чтобы решить эту проблему используют клонирующие векторы («vector» лат. – переносчик).

Векторы – это молекулы ДНК, способные  соединяться с чужеродной ДНК, переносить ее в другую клетку и обеспечивать репликацию, т.е. воспроизведение. В качестве векторов  генно-инженерных работах чаще всего используют ДНК бактериальных плазмид и вирусы.

Клонирующие векторы должны иметь:

- малый  размер

- хорошую  проницаемость в клеточной мембране

- способность  размножаться в клетке реципиента

- иметь  область в молекуле ДНК, в  которую можно встроить фрагмент  чужеродной молекулы ДНК.

 

Гены и их получение.

Ген (от греч. génos — род, происхождение), элементарная единица наследственности, представляющая отрезок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК (у некоторых вирусов — рибонуклеиновой кислоты — РНК). Каждый ген определяет строение одного из белков живой клетки и тем самым участвует в формировании признака или свойства организма.

На данный момент существует множество методов, позволяющие  идентифицировать генетически важные участки ДНК, проложили путь к  разработке исключительно эффективных  методов определения нуклеотидных последовательностей и создания рекомбинантных молекул.

Секвенирование ДНК — представляет собой определение нуклеотидной последовательности фрагмента ДНК путем получения серии комплементарных молекул ДНК, различающихся по длине на одно основание и позволяет довольно быстро определить полную нуклеотидную последовательность сегмента длиной 100 - 500 нуклеотидных пар, образующегося при расщеплении ДНК рестрикционными эндонуклеазами.

Существует два основных метода секвенирования:

1. Секвенирование ДНК по Максаму и Гилберту: метод химической деградации (1977г) основан на химическом расщеплении ДНК по одному основанию.

 

2. Секвенирование ДНК по Сэнгеру: метод "терминаторов" (терминирующих аналогов трифосфатов) 1977г. ферментативный метод.

метод включает следующие этапы:

1) гибридизацию изучаемого  фрагмента ДНК с праймером,

2) ферментативный синтез  ДНК, 

3) денатурацию полученных  продуктов формамидом (в результате образуются уникальные различающиеся по длине олигонуклеотидные последовательности, содержащие праймер),

4) электрофорез в полиакриламидном  геле на четырех дорожках (по  числу типов нуклеотидов) и 

5) анализ результатов на  радиоавтографе.

Автоматическое секвенирование.

При появлении автоматических секвинаторов стало возможным прочитать 25млн пар оснований всего за 4 часа, а весь геном человека ( порядка 3 млрд нуклеотидов) за 100 дней.

В основе автоматического секвенирования - метод Сэнгера.

 

Альтернативные  методы секвенирования ДНК:

-Пиросеквенирование (pyrosequencing), по Ротбергу

-Полони-секвенирование

-Nanopore sequencing 

Принцип метода секвенирования по Ротбергу

Принцип этого метода—секвенирование методом синтеза, оно же пиросеквенирование или секвенирование в реальном времени, — впервые описал в 1988 году Эдвард Химан.

Полони-секвенирование (полимеразная колония).

Использует  очень маленькие фрагменты ДНК, следовательно лучше подходит для повторного чтения.

(А)Амплификация полоний.

Библиотека  линейной ДНК с универсальными сайтами  для посадки праймеров

амплифицируется в полиакриламидном геле. Единичная копия молекулы ДНК дает начало полимеразной колонии (полонии).

(В)  Флюоресцентное секвенирование in situ.

Полонии денатурируют и отжигают праймеры для секвенирования. Полонии

секвенируются путем последовательного добавления отдельных флюоресцирующих нуклеотидов.

Секвенирование с помощью нанопор (Nanopore sequencing)- метод состоит в изменении электрического потенциала при прохождении ДНК через нанопору. Каждая пара оснований ДНК имеет свою неповторимую электрическую «надпись», которую можно идентифицировать, приложив напряжение на золотые электроды нанопоры в то время как ДНК будет находится в ней.

 

Гибридизация  как высокочувствительный метод  выявления специфических последовательностей  нуклеотидов.

 

Если  водный раствор ДНК нагреть до 100оС и повысить рН до 13, то ДНК диссоциирует на 2 цепи (денатурирует), так как комплементарные связи между основаниями разрушаются. В 1961 году было обнаружено, что этот процесс обратим: выдерживание ДНК при температуре 65оС вело к восстановлению структуры двойной спирали. Этот процесс называется ренатурация или гибридизация. Процессы гибридизации происходят между любыми одинарными цепями, если они комплементарны: ДНК - ДНК, РНК - РНК, ДНК - РНК.

Для теста необходимо иметь чистый одноцепочечный фрагмент ДНК(ДНК-Зонд), комплементарный той последовательности, которую хотим обнаружить. Этот фрагмент получают либо клонированием, либо путем химического синтеза. Одноцепочечная ДНК, используемая в качестве индикатора, называется ДНК-зонд. Она может содержать от 15 до 1000 нуклеотидов.

В большинстве случаев мутации, ведущие  к наследственным болезням, рецессивны, то есть болезнь развивается, если человек получает дефектные гены от обоих родителей.

Анализ  проводят по следующей схеме: исследуемую ДНК гидролизуют рестриктазами, фракционируют электрофорезом, переносят разделенные фрагменты на нитроцеллюлозный фильтр и проводят реакцию гибридизации с мечеными олигонуклеотидами. Этот метод был разработан Саузерном в 1975 году.

Метод является исключительно полезным также и для локализации изучаемых генов в определенных фрагментах, полученных в результате гидролиза различными рестриктазами гибридных молекул ДНК, хромосомной ДНК и т.д.

 

Одним из наиболее точных и современных  методов анализа является использование  чипов. ДНК-чипы можно применять  для комплексной диагностики  инфекционных заболеваний, наследственных дефектов, установления экспрессии тех  или иных генов. Они дешевы, очень  надежны, просты в обращении и могут многократно использоваться. Недостаток – дорогая аппаратура для детекции.

Но  имеется ряд ограничений применения гибридизация с ДНК-зондами.

К основным ограничениям относятся следующие:

-большой размер исследуемых фрагментов, значительно превосходящий длину ДНК-зондов и препятствующий прямому молекулярному анализу;

-невозможность произвольного выбора концов изучаемых последовательностей, определяющихся наличием соответствующих сайтов рестрикции в исходной молекуле ДНК;

-необходимость большого количества хорошо очищенной высокомолекулярной геномной, для геномной гибридизации — наличие радиоактивных ДНК-зондов с высокой удельной активностью, действующих ограниченный промежуток времени, и специально оборудованного изотопного блока.

К тому же длительная экспозиция автографов значительно удлиняет время получения результатов, что ограничивает использование методов гибридизации и клонирования для пренатальной диагностики плода (ответ в этом случае надо получить быстро. Однако эти методы не потеряли своей актуальности и используются для картирования и изучения новых генов.

Блот-гибридизация. Это высокочувствительный метод идентификации специфических последовательностей ДНК. В зависимости от типа изучаемого вещества, способов его предварительной обработки и переноса (блоттинга) различают несколько разновидностей этого метода.

Методы  дот- и слот-гибридизации получили свои названия в зависимости от формы анализируемого пятна ДНК на фильтре - округлой или продолговатой, соответственно. Принципиальное отличие этих методов в том, что с меченым ДНК-зондом гибридизуются молекулы ДНК или РНК без предварительной обработки рестриктазами и электрофореза.

Нозерн-блот (Northern-blot) - метод гибридизации ДНК-зондов с электрофоретически разделенными молекулами РНК.

Вестерн-блот (Western-blot), или иммуноблот, - это связывание электрофоретически разделенных белков, фиксированных на фильтрах, с мечеными антителами.

Перечисленные виды блот-гибридизации имеют ряд недостатков: необходимость использования хорошо очищенных препаратов ДНК и радиоактивных зондов, длительность и трудоемкость процедуры. Все это делает данные методы весьма дорогостоящими.

Гибридизация  in situ. Метод гибридизации с ДНК-зондами на гистологических или хромосомных препаратах (т.е. метод гибридизации, не требующий предварительного выделения и очистки ДНК). В настоящее время наиболее широко используется FISH (от англ. fluorescent in situ hybridization) — вариант метода, при котором в качестве зондов используют препараты ДНК или РНК, меченные флуорохромами.

Тесты для диагностики на основе ДНК-гибридизации включают:

• размножение (до требуемого титра) организмов, выделенных из исследуемой

пробы;

•    выделение ДНК из организмов-мишеней;

•    выбор ДНК-зонда, специфичного для  данного микроорганизма;

•    выбор системы гибридизации;

•    мечение ДНК-зондов и обнаружение  образовавшихся гибридов.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) В 1985 году К. Мюллис с сотрудниками разработали метод клонирования последовательностей ДНК in vitro, который получил название полимеразной цепной реакции (ПЦР).

1. Полимеразная цепная реакция это эффективный способ получения in vitro большого числа копий специфических нуклеотидных последовательностей.

2.Амплификацию ПЦР проводят в амплификаторе — приборе, обеспечивающем периодическое охлаждение и нагревание пробирок, обычно с точностью не менее 0,1 °C. Современные амплификаторы позволяют задавать сложные программы, в том числе с возможностью «горячего старта», Touchdown ПЦР и последующего хранения амплифицированных молекул при 4 °C..

3. Для ПЦР необходимы: ДНК-матрица, содержащая тот участок ДНК, который требуется амплифицировать. Два праймера, комплементарные противоположным концам разных цепей требуемого фрагмента ДНК. Термостабильная ДНК-полимераза — фермент, который катализирует реакцию полимеризации ДНК. Полимераза для использования в ПЦР должна сохранять активность при высокой температуре длительное время, поэтому используют ферменты, выделенные из термофилов — Thermus aquaticus (Taq-полимераза), Pyrococcus furiosus (Pfu-полимераза), Pyrococcus woesei (Pwo-полимераза) и другие. Дезоксинуклеозидтрифосфаты (dATP, dGTP, dCTP, dTTP).

4. ПЦР осуществляется в ходе трехэтапного циклического процесса: Денатурация Ренатурация Синтез

Денатурация. Двухцепочечную ДНК-матрицу нагревают до 94—96°C (или до 98 °C, если используется особенно термостабильная полимераза) на 0,5—2 мин., чтобы цепи ДНК разошлись. Эта стадия называется денатурацией, так как разрушаются водородные связи между двумя цепями ДНК. Иногда перед первым циклом (до добавления полимеразы) проводят предварительный прогрев реакционной смеси в течение 2—5 мин. для полной денатурации матрицы и праймеров. Такой приём называется горячим стартом, он позволяет снизить количество неспецифичных продуктов реакции.

Ренатурация (Отжиг) Когда цепи разошлись, температуру понижают, чтобы праймеры могли связаться с одноцепочечной матрицей. Эта стадия называется отжигом. Температура отжига зависит от состава праймеров и обычно выбирается на 4—5°С ниже их температуры плавления. Время стадии — 0,5—2 мин. Неправильный выбор температуры отжига приводит либо к плохому связыванию праймеров с матрицей (при завышенной температуре), либо к связыванию в неверном месте и появлению неспецифических продуктов (при заниженной температуре).

Синтез (Элонгация) ДНК-полимераза реплицирует матричную цепь, используя праймер в качестве затравки. Полимераза начинает синтез второй цепи от 3'-конца праймера, который связался с матрицей, и движется вдоль матрицы. Температура элонгации зависит от полимеразы. Часто используемые полимеразы Taq и Pfu наиболее активны при 72 °C.

Используя метод ПЦР, можно in vitro селективно обогащать препарат ДНК фрагментом с определенной последовательностью в миллион и более раз. Это позволяет надежно выявлять однокопийные гены и их варианты в таких больших и сложных геномах, каким является геном человека. Чувствительность метода такова, что амплифицировать в ПЦР и выявить целевую последовательность можно даже в том случае, если она встречается однажды в образце из 100 000 клеток. Получаемый сегмент ДНК надежно выявляется в виде дискретной полосы после электрофоретического разделения молекул ДНК и окраски их этидиум бромидом.

Контаминация  – попадание из внешней среды в реакционную смесь специфических и неспецифических молекул нуклеиновых кислот, способных служить мишенями в реакции амплификации и давать ложноположительные или ложноотрицательные результаты.

Основными видами контаминации являются:

Перекрестная контаминация – кросс-контаминация (от пробы к пробе) происходит в процессе обработки клинических образцов или при раскапывании реакционной смеси и приводит к появлению спорадических ложноположительных результатов

Контаминация продуктами амплификации (ампликонами), имеющая наибольшее значение, поскольку в процессе ПЦР ампликоны накапливаются в огромных количествах и являются продуктами для реамплификации.

 Контаминация следовыми количествами ампликонов лабораторной посуды, автоматических пипеток и лабораторного оборудования, поверхностей лабораторных столов или даже поверхности кожи сотрудников лаборатории, что приводит к появлению систематических ложноположительных результатов.

На данный момент метод  ПЦР широко используется в следующих  отраслях:

1. Медицина, система санитарно-эпидемиологического  контроля

– диагностика инфекций:

z особо опасные и социально значимые инфекции;

z эпидемические инфекции;

z гемотрансмиссивные инфекции;

z оппортунистические инфекции;

z TORCH-инфекции;

z исследование биоценозов;

– диагностика иммунных патологий

– генетические исследования наследственных заболеваний

– определение ГМИ пищевых  продуктов

2. Ветеринария и растениеводство

– инфекционные заболевания

– определение видовой  принадлежности

3. Наука

– генная инженерия, микробиология, генетика и др.

4. Промышленность

– определение биологического загрязнения (санитарный контроль)

5. Судебная медицина

– идентификация личности

Размноженный  in vitro фрагмент получают в количествах, достаточных для его прямого секвенирования. Поскольку при этом не требуется промежуточный этап клонирования фрагмента ДНК в молекулярных векторах, ПЦР иногда называют бесклеточным молекулярным клонированием (cell-free molecular cloning). Автоматизированная процедура Taq-полимеразной цепной реакции, состоящая из 30 и более циклов, занимает 3—4 часа, что существенно быстрее и проще процедуры клонирования определенного фрагмента ДНК в составе векторных молекул.

 

 

  Методы получения трансгенных организмов.

Трансгенными называют организмы, содеожащие фрагменты чужеродной ДНК.

Метод микроиньекции.

У самок вызывают гиперовуляцию после чего проводят спаривание с самцами.  Из самок-доноров выделяют яйцеклетки. В мужской пронуклеус оплодотворённой яйцеклетки иньецируют трансгенную конструкцию. Яйцеклетки имплантируют «суррогатной» матери, которая производит на свет мышей – основателей трансгенной линии.

 

Вирусный  метод.

Эмбрион, находящийся на стадии 8 клеток, инфицируют рекомбинантным ретровирусом, несущим трансген. Самки, которым был имплантирован эмбрион, производят на свет трансгенное потомство. Для идентификации мышей, несущих трансген в клетках зародышевой линии, проводят ряд скрещиваний.

 

Эмбриональный метод.

Эмбриональные стволовые клетки получают из внутренней клеточной массы бластоцисты мыши. Их трансфицируют вектором, несущим трансген, культивируют. Трансфицированные клетки идентифицируют методом позитивно-негативной селекции (ПЦР). Популяцию трансфицированных клеток вновь культивируют и вводят в бластоцисты, которые затем имплантируют в матку «суррогатной» матери. Скрещивая животных-основателей, несущих трансген в клетках зародышевой линии, можно получить трансгенных мышей.

Практическое применение генной инженерии  в различных отраслях народного  хозяйства.

В растеневодстве.

Трансгенные растения это растения с измененным набором генов. Изменения производят для того, чтобы придать растению некоторые полезные свойства: устойчивость к вредителям, морозостойкость, урожайность, калорийность и тому подобное. Так, в Китае еще в 1992 году выращивали табак, который «не боялся» вредных насекомых. Но начало массовому производству модифицированных продуктов положили США, когда в 1994 году появились помидоры, которые не портились при перевозке. И пошло-поехало — генно-модифицированные продукты стали возникать один за другим. В США трансгенная соя вытеснила обыкновенную, появилась трансгенная кукуруза. Разработали вид картофеля, устойчивый к колорадскому жуку, внедрив в него ген бактерии.

Хлеб  с добавлением генетически модифицированных ферментов долго не черствеет. Табак  приобретает устойчивость к ядохимикатам.   Несмотря на то, что в США модифицированные продукты ест практически каждая семья, В России массовое производство трансгенных растений пока запрещено. И все же каждый из нас почти ежедневно сталкивается с трансгенными продуктами в магазине, порой даже не подозревая об этом. Например, покупая колбасы, в состав которых часто входит генетически модифицированная соя.

 

В животноводстве.

В лаборатории  конструируется молекула, содержащая в себе ген, ответственный за синтез нужного гормона. Затем эта конструкция  интегрируется в генный аппарат  животного, организм которого под воздействием своих собственных управляющих  элементов, так называемых промоторов, начинает синтезировать внутри себя эти самые гормоны. Это могут  быть гормоны роста, могут быть инсулиноподобные факторы роста, могут быть гормоны, обладающие другими функциями.

Помимо  синтеза гормонов роста (для быстрого набора массы у мясных пород) в  организме животного можно увеличить  синтез некоторых других веществ, содержащихся, например, в молоке. В Великобритании существует стадо коров, молоко которых  идеально подходит для приготовления  сыра чеддер.

Особо актуальным является создание животных способных продуцировать несвойственные их виду белки. Так, например, сообщалось о разработках направленных на получение  свиней, способных продуцировать  интерферон человека, потребности в  котором в современной медицине достаточно велики. Другим примером являются коровы, способные продуцировать  молоко с лактоферрином (не входящим в состав обычного коровьего молока), использующегося при искусственном вскармливании младенцев.

Создание  трансгенных животных может способствовать решению многих проблем, с которыми человечество сталкивается на всем протяжении своей истории. Это прежде всего продовольственная проблема и проблема создания лекарственных препаратов и их получения в достаточном количестве.

 

В медицине

Диагностика генетических заболеваний

Генная терапия включает следующие этапы:

1) получение клеток от  больного (в генной терапии разрешено  использовать только соматические  клетки человека);

2) введение в клетки  лечебного гена для исправления  генетического дефекта;

3) отбор и размножение  "исправленных" клеток;

4) введение "исправленных" клеток в организм пациента.

Впервые успешно применить  генную терапию удалось в 1990 г. Четырехлетней  девочке, страдающей тяжелым иммунодефицитом (дефект фермента аденозиндезаминазы), были введены собственные лимфоциты со встроенным нормальным геном аденозиндезаминазы. Лечебный эффект сохранялся в течение нескольких месяцев, после чего процедуру пришлось регулярно повторять, поскольку исправленные клетки, как и другие клетки организма, имеют ограниченный срок жизни. В настоящее время генную терапию используют для лечения более десятка наследственных заболеваний, в том числе гемофилии, талассемии, муковисцидоза.

В настоящее время проводится массовый скрининг новорожденных в  роддомах для выявления некоторых  наследственных заболеваний. Данные исследования позволяют поставить диагноз  в ранние сроки и своевременно назначить эффективное лечение.

Пренатальная диагностика наследственных заболеваний.

Больших успехов в последнее  десятилетие достигла пренатальная диагностика наследственных заболеваний и врожденных пороков развития. Широкое распространение в медицинской практике получили следующие методы: ультразвуковое исследование, амниоцентез, биопсия хориона, кордоцентез, определение альфа-фетопротеина и хориогонина, ДНК- диагностика.

Лечение генетических заболеваний

Особые надежды в связи  с этим возлагают на использование  методов генной инженерии для  введения нормальных, неизмененных генов  в клетки больного человека. Таким  путем можно будет добиться кардинального  излечения данного больного, но, однако это дело будущего.

 

Генные  вакцины

Технологию рекомбинантной ДНК применяют также для создания живых ослабленных вакцин нового типа, достигая уменьшения болезнетворной способности бактерий и вирусов путем направленных мутаций генов, кодирующих вирулентные протеины возбудителя заболевания.