Биологические и медицинские исследования уже шагнули на новый, прежде немыслимый, уровень исследований и манипуляций. Речь идёт о биологических клетках, то есть о тех «ячейках», из которых и состоит всё живое на нашей планете. Возможность вносить изменения в строение и функции того или иного вещества на клеточном уровне открывает огромные перспективы. В значительной степени эти перспективы уже являются практической реальностью – и ответственна за это клеточная инженерия.
Что такое клеточная инженерия
Редко найдёшь научный термин, название которого столь же дословно отражает суть обозначаемого процесса, как в случае с клеточной инженерией. Это действительно и буквально клеточная инженерия: «клеточная», потому что манипуляции осуществляются с отдельными клетками, инженерия – в итоге переноса части или всего генетического материала из одной клетки в другую создаётся новая клетка. То есть действительно осуществляется сооружение новой клетки, обладающей новыми свойствами и характеристиками. Методы клеточной инженерии в широком смысле слова относятся вообще все манипуляции с клетками, включая их клонирование.
Основы клеточной инженерии были заложены уже в 1960-е годы, когда впервые была осуществлена гибридизация соматических клеток.
До этого момента гибридизация, то есть выведение новых видов путём скрещивания различных организмов, осуществлялась на растениях и животных лишь половым путём. Соматические клетки, как известно, не являются половыми – вот и соматическая гибридизация не предусматривает полового контакта между носителями разных клеток. Таким образом, клеточная инженерия не означает не создание полноценных живых организмов, а лишь конструирование отдельных жизнеспособных клеток из клеток с различным генетическим набором. Это не относится к экспериментам с гибридными растениями – полученные за счёт переноса генетической информации из одной клетки в другую растения могут выращиваться затем традиционным способом.
Клеточная инженерия может быть хромосомной и геномной. Хромосомная инженерия подразумевает частичной перенос генов и хромосом из одной клетки в другую. Геномная инженерия – полный перенос генетического материала одной клетки в другую клетку. Так как половой вариант переноса генетических сведений исключен, используются искусственные «агенты». Агенты могут иметь биологическое происхождение (вирусы, способные преодолевать клеточные мембраны), химическую (различные реактивы и активные вещества) или физическую природу (магнитное либо электрическое поле)
Что сулит нам клеточная инженерия
Методы генной и клеточной инженерии важны и ценны не только с теоретической исследовательской точки зрения. Потенциальное воздействие на биологически активную материю на базовом уровне означает способность направлять развитие организмов в нужном направлении и получать искомые результаты. Вото основные направления практической и научной деятельности, возможности которых существенно расширяются и обогащаются благодаря клеточной инженерии:
- использование в лабораторных медицинских и научных исследованиях клеток животных – этот вариант особенно по душе многочисленным борцам за права животных, которые активно выступают против умерщвления подопытных лягушек, мышей и кроликов в экспериментальных целях;
- создание гибридных сельскохозяйственных растений, свободных в значительной степени решить проблему нехватки продовольствия - появляется возможность создания гибридных растений, обладающих высокой урожайностью, устойчивостью к заболеваниям и климатической неприхотливостью;
- использование клеточной инженерии для создания вакцин и лекарств – перенос генома одной клетки в другую идеально подходит для создания медицинских препаратов. Так, суть любой вакцины заключается в перенесении организмом болезни в лёгкой форме и получении тем самым иммунитета. Однако это и есть ничто иное, как перенос генетической информации одной клетки (болезнетворного вируса) в другую (здорового организма). Тем самым производство вакцин и лекарств может осуществляться с большей эффективностью и в больших количествах;
- осуществление реконструкции клеток, то есть восполнение утраченной или повреждённой генетической информации – в случае практического применения это поистине революционное достижение в борьбе с генетическими болезнями. Поражённая заболеванием клетка в прямом смысле реконструируется – активный ген или хромосома «вставляется» на место утраченной части клеточной структуры, причина наследственного заболевания устраняется.
Тем не менее, существуют и новые опасности, связанные с клеточной инженерией. Одна из самых бурно обсуждаемых в научном сообществе угроз заключается в возможном «техническом дефекте» сконструированных или реконструированных клеток.
Учёные обсуждают возможность образования в здоровом организме злокачественных опухолей после имплантации «искусственных клеток».
Подобные случаи зафиксированы, однако на данный момент этот процесс практически не изучен, кроме того, весьма скудна статистическая база. По некоторым данным, вероятность возникновения злокачественных образований в различных случаях с разными исходными данными колеблется от 0,1% до 5%, то есть разница составляет до 50 раз. Есть ли прямая зависимость между возникновением опухолей и имплантацией сконструированных клеток, или этот процесс не выходит за рамки средней вероятности возникновения злокачественных образований, пока что не установлено.
Александр Бабицкий
