Сочинение на тему Что такое CRISPR и как он работает

История этой темы фактически начинается тысячи лет назад с селекционного разведения на животных. Благодаря селекции мы усилили полезные свойства растений и животных. Мы стали хорошими в этом, но так и не смогли полностью понять, как это действительно работает. Затем мы нашли код жизни, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Это сложная молекула, которая посылает инструкции по росту, созреванию, функционированию и размножению каждой существующей вещи. Данные закодированы в структуре молекулы. Четыре нуклеотида соединены, спарены и составляют код, содержащий инструкции. Измените инструкции, и вы перенесете эффект, который он оказывает на организм, несущий его.

Как раз когда ДНК была обнаружена, даже до того, как она была полностью понята, люди пытались возиться с ней. В 1960-х годах ученый избивал растения радиацией, чтобы вызвать случайные мутации в генетическом коде. Мысль состояла в том, чтобы найти полезную разновидность растения по чистой случайности. И иногда в редких случаях это работало. В 70-х годах люди вводили ДНК в бактерии, растения и животных, чтобы наблюдать, изучать и изменять их для исследований, медицины, сельского хозяйства и спорта. Первое генетически модифицированное животное родилось в 1974 году, сделав мышей стандартным инструментом для исследований, спасших миллионы жизней. В 1980-х годах был выдан первый патент на микроб, сконструированный для поглощения масла. Сегодня мы производим много химических веществ с помощью организованной жизни, таких как спасительные факторы свертывания крови, гормоны роста и инсулин. Все, что мы должны были извлечь из органов животных до этого. Первый продукт, модифицированный в лаборатории, поступил в продажу в 1994 году под названием Flavr Savr помидор. Это томат, которому дается гораздо более длительный срок хранения, что является дополнительным фактором, который препятствует накоплению гниющего фермента. Но генетически модифицированная пища и споры вокруг них заслуживают отдельного эссе. В 1990-х годах был краткий обзор человеческой инженерии. Первоначально это было сделано для лечения материнского бесплодия, были сделаны дети, которые несут генетическую информацию от 3 человек. Делая их первыми людьми, у которых было 3 генетических родителя.

Сегодня есть супер мускулистые свиньи, быстрорастущий лосось, курица без перьев и прозрачные лягушки. Что касается веселья, мы заставляли вещи светиться в темноте. Флуоресцентный зебрафиш доступен всего за десять баксов. Все это уже очень впечатляет, только до недавнего времени редактирование генов было чрезвычайно дорогим, сложным и занимало много времени. Это немедленно изменилось с радикально новой технологией, которая теперь выходит в центр внимания под названием CRISPR. За ночь затраты на инженерные работы сократились на 99%. Вместо года для проведения экспериментов требуется всего несколько недель, и, в принципе, каждый, кто имеет лабораторию, может это сделать. Трудно представить, насколько велика техническая революция CRISPR. Это буквально позволяет и представляет потенциал для изменения человечества навсегда.

Что такое CRISPR и как он работает? Бактерии и вирусы боролись друг с другом с самого начала жизни. Так называемые бактериофаги или фаги охотятся на бактерии. В океане страницы убивают 40% бактерий каждый день. Фаги делают это путем встраивания своего собственного генетического кода в бактерии и контроля над ними, чтобы использовать их как фабрики. Бактерии пытались сопротивляться, но большую часть времени терпели неудачу, потому что их защитные средства также невелики. Только иногда бактерии переживают попытку. Но если они это сделают, они могут активировать свою наиболее эффективную антивирусную систему. Они сохраняют часть ДНК вируса в своем собственном генетическом коде в архиве ДНК под названием CRISPR. Здесь он хранится безопасно, пока не потребуется.

Когда вирус снова атакует, бактерия быстро делает копию РНК из архива ДНК и вооружает секретное оружие, белок под названием CAS9. Теперь белок сканирует внутреннюю часть бактерии на наличие признаков вируса, сравнивая каждый найденный фрагмент ДНК с образцом из архива. Когда он находит идеальное совпадение, он активируется и отсекает вирусную ДНК, делая ее бесполезной, защищая бактерию от натиска. Особенность в том, что CAS9 очень точный, почти как хирург ДНК. Революция началась, когда ученые выяснили, что система CRISPR является программируемой. Вы можете подарить ему копию ДНК, которую хотите изменить, и поместить определенную структуру в живую клетку. Помимо точности, дешевизны и простоты, CRISPR предлагает возможность редактировать живые клетки, включать и выключать гены, нацеливать и изучать определенные последовательности ДНК. Это также относится к каждому символу клеток, которые включают микроорганизмы, растения или животных. Но, несмотря на революцию, CRISPR для науки, тем не менее, это всего лишь инструмент первого поколения. Более точные инструменты уже создаются и используются прямо сейчас. В 2015 году ученые использовали CRISPR, чтобы вырезать вирус ВИЧ из живых клеток в лаборатории, доказав, что это действительно возможно. Но примерно через двенадцать месяцев они осуществили крупномасштабный проект с крысами, у которых вирус ВИЧ был в основном во всех клетках организма. Внедрив CRISPR в хвосты крысы, они смогли удалить более 50% вируса из клеток по всей физической структуре крысы. Через несколько десятилетий терапия CRISPR может вылечить ВИЧ и другие ретровирусы, вирусы, которые прячутся в ДНК человека, такие как герпес, могут быть устранены таким образом. CRISPR также может покончить с одним из злейших врагов человечества – раком. Рак возникает, когда клетки отказываются прекращать жить и продолжают размножаться, скрывая себя от иммунной системы. CRISPR дает нам возможность редактировать ваши иммунные клетки и обучать их быть лучшими охотниками за раком. Избавление от рака может в конечном итоге означать получение только нескольких инъекций нескольких тысяч ваших собственных клеток, которые были организованы в лаборатории, чтобы вылечить вас навсегда. Первый клинический тест для лечения рака CRISPR на людях был одобрен в начале 2016 года в США.

Не прошло и месяца, как китайские ученые объявили, что будут лечить больных раком легкого с помощью иммунных клеток, модифицированных CRISPR, в августе 2016 года. Все быстро набирает обороты. А потом есть генетические заболевания. Их тысячи, и они варьируются от легкого раздражения до смертельного или десятилетий боли. С таким мощным инструментом, как CRISPR, мы сможем остановить это. Более 3000 генетических заболеваний вызваны одной неправильной буквой в вашей ДНК. Мы уже делаем отредактированную версию CAS9, которая создана для того, чтобы изменить только одну букву, исправляя болезнь в кабине. Через одно-два десятилетия мы могли бы вылечить тысячи болезней навсегда. Но у всех этих медицинских применений есть одна общая черта: они ограничены индивидуумом и умирают вместе с ними, исключаются, если вы используете их на репродуктивных клетках или очень ранних эмбрионах. Но четче может и, скорее всего, будет практиковаться намного больше. Создание модифицированных людей, дизайнерских младенцев и будет означать постепенные, но необратимые изменения в генофонде человека. Средства для редактирования генома человеческого эмбриона уже существуют. Хотя инженерная наука еще находится на ранней стадии, ее уже дважды опробовали.