Stilul de viață afectează ADN-ul? Oamenii de știință au descoperit cum gândurile pot provoca modificări moleculare ale ADN-ului modificări ale ADN-ului de-a lungul vieții
Desigur, autorii acestui studiu nu au auzit despre. Cu atât mai bine. Informațiile lor îi confirmă cuvintele fără a căuta dovezi că are dreptate. ADN-ul este o antenă bioacustică care nu numai că transportă informații, ci o primește și din exterior. Așa cum gândurile pot schimba genele la o persoană individuală, gândurile generale ale unei întregi civilizații pot schimba întreaga sa realitate!
S-a dovedit științific că antrenarea creierului și stimularea anumitor zone ale acestuia pot avea un efect benefic asupra sănătății. Oamenii de știință au încercat să înțeleagă exact cum aceste practici ne afectează corpul.
Un nou studiu realizat de oameni de știință din Wisconsin, Spania și Franța oferă primele dovezi ale modificărilor moleculare specifice ale corpului care apar după o meditație intensă de mindfulness.
Studiul a examinat rezultatele utilizării meditației cu mintea clară la un grup de meditatori experimentați și a comparat efectul cu un grup de subiecți neantrenați care au fost implicați într-o activitate liniștită, non-meditativă. După 8 ore de meditație cu mintea limpede, s-a descoperit că meditatorii au genetic și modificări moleculare, inclusiv modificarea nivelului de reglare a genelor și reducerea nivelurilor de gene proinflamatorii care sunt responsabile pentru recuperarea fizică într-o situație stresantă.
„Din cunoștințele noastre, această lucrare demonstrează pentru prima dată schimbări rapide în expresia genelor în rândul subiecților care practică meditația clară a minții.” spune autorul studiului Richard J. Davidson, fondator al Healthy Mind Research Center și profesor de psihologie și psihiatrie la Universitatea din Wisconsin-Madison.
„Cel mai interesant lucru este că modificările sunt observate în genele care sunt în prezent vizate pentru medicamente antiinflamatoare și analgezice” spune Perla Kaliman, primul autor al lucrării și cercetător la Institutul de Cercetare Biomedicală (IIBB-CSIC-IDIBAPS) din Barcelona, unde a fost efectuată analiza moleculară.
Sa constatat că meditația cu mintea limpede are un efect pozitiv asupra bolilor inflamatorii și este aprobată de Asociația Americană a Inimii ca intervenție preventivă. Noile rezultate ale cercetării pot demonstra mecanismul biologic al efectului său terapeutic.
Activitatea genelor se poate modifica în funcție de percepție
Potrivit dr. Bruce Lipton, activitatea genei poate fi modificată pe baza antrenamentului zilnic. Dacă percepția ta se reflectă în procesele chimice din corpul tău și al tău sistem nervos citește și interpretează mediu inconjuratorși apoi controlează chimia sângelui, poți schimba literalmente soarta celulelor tale schimbându-ți gândurile.
De fapt, cercetările Dr. Lipton arată clar că, schimbându-ți percepția, creierul este capabil să schimbe activitatea genelor și să creeze peste treizeci de mii de variații de produse din fiecare genă. Omul de știință susține, de asemenea, că programele genetice sunt conținute în nucleul celulei și puteți rescrie aceste programe genetice schimbând chimia sângelui.
Mai simplu spus, asta înseamnă căpentru tratamentul cancerului trebuie mai întâi să schimbăm modul în care gândim.
„Funcția minții noastre este de a ne armoniza convingerile și experiențele reale” spune dr. Lipton. „Aceasta înseamnă că creierul tău îți va regla biologia corpului și comportamentul tău în conformitate cu convingerile tale. Dacă ți s-a spus că vei muri în șase luni și creierul tău a crezut asta, atunci sunt șanse să mori de fapt în acel timp. Acesta se numește „efectul nocebo”, rezultatul gândurilor negative, opusul efectului placebo.
Efectul Nocebo indică un sistem din trei părți. Aici partea din tine care jură că nu vrea să moară (conștiința) joacă rolul care crede că va muri (predicția medicului, mediată de subconștient), apoi se întâmplă reactie chimica(reinterpretat de chimia creierului), care este pentru a demonstra că organismul se conformează credinței dominante
Neurologia a recunoscut că 95% din viețile noastre sunt controlate de subconștient.
Acum să revenim la partea care nu vrea să moară, adică la conștiință. Nu afectează chimia corpului? Dr. Lipton a afirmat că totul se reduce la faptul că mintea subconștientă, care conține credințele noastre cele mai profunde, a fost programată. În cele din urmă, aceste credințe sunt cele care au prioritate.
„Este o situație dificilă” spune dr. Lipton. „Oamenii sunt programați să creadă că sunt victime și că nu au control asupra situației. Sunt programați de la bun început de credințele părinților lor. Deci, de exemplu, când suntem bolnavi, părinții noștri ne spun să mergem la medic, pentru că medicul este autoritatea care are grijă de sănătatea noastră. Primim mesajul de la părinți încă din copilărie că medicii sunt responsabili pentru sănătatea noastră și că suntem victimele forțelor externe pe care nu le putem controla. E amuzant cum oamenii se îmbunătățesc în drum spre doctor. Atunci începe capacitatea înnăscută de a se vindeca singur, un alt exemplu al efectului placebo.”
Meditația clară a minții afectează căile de reglementare
Rezultatele cercetării lui Davidson demonstrează reglarea în jos a genelor implicate în inflamație. Genele afectate includ genele proinflamatorii RIPK2 și COX2, precum și histon deacetilaza (HDAC), care reglează epigenetic activitatea altor gene. Mai mult, o scădere a expresiei acestor gene a fost asociată cu o recuperare fizică mai rapidă a organismului după eliberarea hormonului cortizol într-o situație de stres social.
De ani de zile, biologii au bănuit că ceva de genul moștenirii epigenetice se întâmplă la nivel celular. Diferitele tipuri de celule din corpul nostru confirmă acest exemplu. Celulele pielii și ale creierului sunt înzestrate cu forme și funcții diferite, deși ADN-ul lor este identic. Deci trebuie să existe și alte mecanisme decât ADN-ul pentru a demonstra că celulele pielii rămân celule ale pielii atunci când se divid.
Iată ce este uimitor: Potrivit oamenilor de știință, nu au existat diferențe în genele fiecăruia dintre grupurile studiate înainte de practici. Efectele de mai sus au fost observate doar în grupul de meditație cu mintea limpede.
Deoarece alte câteva gene modificate de ADN nu au arătat nicio diferență între grupuri, se presupune că practicarea meditației minții clare afectează doar câteva căi de reglementare specifice.
O concluzie cheie a cercetării a fost că un grup de meditatori cu mintea limpede a experimentat modificări genetice care nu au fost găsite la celălalt grup, deși s-au implicat și în activități liniștite. Rezultatul sondajului demonstrează principiul: practicile clare de meditație ale minții pot duce la modificări epigenetice ale genomului.
Studiile anterioare pe rozătoare și oameni au arătat un răspuns epigenetic rapid (în câteva ore) la stimuli precum stresul, dieta sau exercițiile fizice.
„Genele noastre sunt destul de dinamice în exprimarea lor, iar aceste rezultate sugerează că calmul minții noastre poate influența expresia lor”. spune Davidson.
„Rezultatele obținute pot sta la baza studierii posibilității utilizării practicilor meditative în tratamentul bolilor inflamatorii cronice. » spune Kaliman.
Credințele inconștiente sunt cheia
Mulți practicieni ai gândirii pozitive știu că gândurile bune și repetarea constantă a afirmațiilor nu aduc întotdeauna efectul pe care îl promit cărțile pe această temă. Acest punct de vedere nu este contestat de dr. Lipton, care susține că gândurile pozitive vin din conștiință, în timp ce gândurile negative sunt de obicei programate de o minte subconștientă mai puternică.
„Principala problemă este că oamenii sunt conștienți de convingerile și comportamentele lor conștiente și nu sunt conștienți de mesajele și comportamentele lor inconștiente. Mulți oameni nici nu realizează că totul este controlat de subconștient, o sferă de un milion de ori mai puternică decât conștiința. De la 95 la 99% din viețile noastre sunt controlate de programe subconștiente.
„Convingerile tale subconștiente lucrează pentru tine sau împotriva ta, dar adevărul este că nu ești în controlul vieții tale, deoarece subconștientul ia locul controlului conștient. Așa că atunci când încerci să te vindeci repetând afirmații pozitive, este posibil ca un program subconștient invizibil să stea în cale.”
Puterea subconștientului este clar vizibilă la persoanele care suferă de o personalitate divizată. De exemplu, când „la cârmă” este una dintre personalități, o persoană poate suferi de o alergie gravă la căpșuni. În același timp, merită să schimbați personalitatea - și aceeași persoană este capabilă să mănânce căpșuni fără nicio consecință.
Citim in subiect:
SECȚIUNI TEMATICE:
|
Obiceiurile bune sau rele, dietele și sporturile se pot reflecta în copii sau nepoți? Lipsa noastră de somn sau pahare suplimentare de șampanie se vor întoarce să-i bântuie pe urmașii noștri - brusc, din cauza deciziilor noastre neînțelepte, copiii vor manifesta tendința la alcoolism, diabet sau sindromul de tunel carpian? Uită-te la mine oferă principalele argumente ale geneticienilor, medicilor și altor specialiști care au răspuns la această întrebare în secțiunea „Întrebați știința” de pe Reddit.
Stilul de viață afectează ADN-ul?
În timp ce stilul de viață nu afectează structura ADN-ului, acesta poate afecta factorii care reglează activitatea genelor. Acest fenomen se numește moștenire epigenetică: în funcție de ce factori au influențat organismul în timpul vieții sale, descendenții acestuia pot sau, dimpotrivă, să nu manifeste unele dintre proprietățile care au fost încorporate inițial în codul genetic.
Structura genomului în sine, transmisă descendenților, poate fi modificată doar în timpul sarcinii: alimentația deficitară, stresul sau bolile suferite de mamă în această perioadă pot provoca mutații la nivel de genă și deteriorarea structurii ADN-ului - de exemplu, copiii. se poate naste din cauza unor astfel de mutatii cu un cromozom in plus. Dar aceste schimbări sunt mai degrabă aleatorii, nu apar întotdeauna și adesea nu sunt asociate cu stilul de viață al mamei. Aceasta este o anomalie genetică greu de prezis înainte de concepție, dar astăzi viitorii părinți pot fi atenționați cu ajutorul diagnosticului prenatal - programul de cercetare include un test special care vă permite să verificați fătul pentru 6.000 de posibile tulburări de dezvoltare.
Cu toate acestea, nu toate proprietățile transmise de la părinți la urmași sunt încorporate în ADN. Mecanismul moștenirii în afara structurii codului genetic este studiat de o ramură specială a științei - epigenetica. Termenul în sine a fost inventat de englezul Conrad Waddington în anii '50. Omul de știință nu știa încă cum este aranjat genomul uman, dar bănuia existența unui anumit mecanism care controlează materialul ereditar al ființelor vii. În anii 1990, când ADN-ul uman a fost descifrat, cercetătorii și-au amintit epigenetica și au găsit sprijin pentru ipotezele lui Waddington. Acum, moștenirea epigenetică (literalmente - „supragenă”) se referă la toate modificările asociate cu fenotipul sau expresia genei care apar la descendenți în prima generație la ființele vii și în mai multe generații la organismele celulare.
oamenii de știință nu știu exact cum are loc moștenirea la ființele vii. Pentru a urmări cauzele manifestării semnelor similare, este necesar să se țină cont de un număr infinit de factori: condițiile în care a avut loc creșterea și dezvoltarea animalului, factorii de mediu, ecologie, radiația cosmică etc. Cercetătorii nu pot spune cu siguranță ce influențează expresia genelor și, dacă prezinți aceleași trăsături ca și părinții tăi, nu înseamnă că acestea ți-au fost transmise genetic. Poate că fenotipul tău este influențat de climă, de ritmul de viață din orașul tău natal sau de consumul de alimente familiare familiei tale.
Este deosebit de dificil de descris mecanismul de moștenire a anumitor trăsături și trăsături de caracter la oameni.- spre deosebire de majoritatea animalelor, oamenii în dezvoltarea lor sunt foarte dependenți de societate, iar copilul în curs de creștere este influențat de rudele, semenii, profesorii, personajele de film, normele și ordinele acceptate în societate. Aproximativ, dacă o familie face sport timp de trei generații, asta nu înseamnă că copiii moștenesc genetic mușchii de relief: în primul rând, ei sunt influențați de creștere și de tradiția familiei de a petrece serile în sală.
Dar dacă nu numai caracteristicile fiziologice, ci și modelele de comportament pot fi transmise din generație în generație? Datorită acestei întrebări, a apărut recent o nouă direcție - epigenetica comportamentală. Oamenii de știință care lucrează în acest domeniu sugerează că stilul de viață al organismului părinte poate afecta caracterul și scenariile comportamentale ale urmașilor.
În 2013, jurnalul autorizat Neuroscience a publicat rezultatele experimentelor pe șoareci de laborator: cercetătorii l-au învățat pe animal să se teamă de mirosul de cireșe (se pare că nu explică nimic despre alegerea aromei), apoi au observat manifestarea aceleiași frica în urmașii acestui șoarece și chiar în generațiile ulterioare .
Nu putem ști exact ce a cauzat acest lucru: poate mecanismul transmitere genetică Scenariile comportamentale sunt mult mai complexe și la șoareci se manifestă destul de diferit decât la om. Însă biologii spun că capacitatea de a transfera abilitățile dobândite prin genetică ar fi un bun accelerator al evoluției, deoarece în acest fel, creaturi mai avansate ar apărea mult mai repede decât datorită mutațiilor aleatorii ale genelor. Dacă credeți că natura este aranjată logic, transmiterea tiparelor de comportament ar fi foarte utilă pentru dezvoltarea ființelor vii.
dar toate scenariile comportamentale sunt transmise urmașilor sau numai cele care au fost benefice ființei părinte? Frica este o manifestare a instinctului de autoconservare, care ajută șoarecele să se protejeze pe sine și viitorul populației, iar obiceiul de a bea alcool, de exemplu, are exact efectul opus. Geneticienii spun că prezența mai multor rude care suferă de alcoolism în arborele genealogic nu crește șansele ca un copil să devină dependent de alcool: cel mai probabil, va exista o predispoziție la alcoolism în ADN-ul său, dar fără influența stimulatoare a mediu social, această genă nu se va manifesta.
Se dovedește că experiența dobândită de părinți poate afecta în continuare descendenții, dar nu poate schimba ADN-ul. Deoarece moștenirea epigenetică a fost descoperită destul de recent, cercetătorii nu au avut ocazia să o urmărească în mai multe generații de oameni: acum fenomenul este studiat la șoareci, a căror structură a ADN-ului este apropiată de cea umană, iar rata de reproducere vă permite să urmăriți expresia genelor. la părinți, copii și nepoți. Dar problema proiectării rezultatelor experimentelor asupra oamenilor rămâne deschisă.
Făcând sport sau respectând dieta corectă, nu îți schimbi codul genetic, ci folosești oportunitățile inerente naturii. Puteți compara acest lucru cu consolele de jocuri: prin introducerea diferitelor cartușe, veți obține rezultate diferite, dar fără consola în sine cu anumite specificatii tehnice cartușele nu înseamnă nimic. În orice caz, a avea grijă de tine și de sănătatea ta nu este o idee rea, chiar dacă obiceiurile bune pe care le dezvolți cu o muncă atât de grea nu sunt transmise epigenetic copiilor tăi.
Gemenii identici au același set de gene. Dar din anumite motive, unul nu iese din boală, iar celălalt nu strănută niciodată. Se dovedește că sănătatea noastră depinde nu numai de ceea ce moștenim de la părinți, ci și de alți factori? Știința epigeneticii a dovedit că o persoană poate schimba ceea ce este scris pentru el, adică ADN-ul său. In ce fel?
Dacă o persoană ține o dietă echilibrată, uită de obiceiurile proaste și dobândește unele bune, nu numai că își va putea schimba programul de viață, scris în propriul său ADN, ci și să transmită descendenților săi gene sănătoase, ceea ce va extinde ani de copii și nepoți.
Usturoiul activează genele
În primul rând, este mâncarea. În principiu, fiecare dintre produse poate afecta activitatea genelor. Dar există unele, a căror utilitate oamenii de știință au demonstrat-o deja 100%.
Printre acestea se numără ceaiul verde. Ceaiul verde conține catechine (epigalocatechin-3-galat, epicatechin, epicatechin-3-galat, epigalocatechin), care pot suprima genele cauzatoare de cancer și activa acele gene care pot lupta împotriva tumorilor. Este suficient să bei 2-3 căni mici de ceai verde în fiecare zi pentru a-ți menține ADN-ul în stare de pregătire împotriva cancerului. Ceaiul verde este util mai ales femeilor, printre rudele cărora se numără și pacienți cu tumori mamare.
Un alt produs este usturoiul. Alți compuși funcționează în usturoi - sulfura de dialil, disulfura de dialil, trisulfura de dialil. Este necesar să consumați 2-3 căței de usturoi pe zi pentru a începe genele care gestionează nu numai procesele de moarte celulară care dau metastaze, dar și combate bătrânețea, prelungesc viața.
Al treilea panaceu este soia. Soia conține izoflavone (genisteină, daidzeină) - un agent antitumoral eficient pentru cancerul de sân, prostată, laringe, colon și leucemie. Oamenii de știință recomandă folosirea soiei în suplimente alimentare și respectarea dozelor indicate pe ambalaje.
Al patrulea luptător pentru genele sănătoase sunt strugurii și produsele din ei (sucul și vinul). O grămadă de struguri de culoare închisă (adică 120 g suc de struguri sau 100 g vin roșu uscat) adăugate în meniul tău zilnic vor oferi organismului resveratrol, o substanță care schimbă genele.
Într-o dietă care va atrage genele bune, merită să includeți 100 g de roșii roșii închise (substanță licopen) cu adaos de ulei de măsline. Roșiile ar trebui consumate de patru ori mai mult dacă în familie sunt bolnavi de cancer.
O altă legumă de care moștenitorii tăi își vor aminti cu un cuvânt bun este broccoli (substanța indol-3-carbinol). 100 g de broccoli - fiecare, 300 g - cu risc de cancer.
Asigurați-vă că mâncați nuci, pește, ouă și ciuperci - acestea furnizează organismului microelemente seleniu și zinc, care modifică și ADN-ul.
Constituția obeză a fost fixată în genom
Activitatea genelor depinde de dietă. Dieta ar trebui să fie săracă în calorii (nu mai mult de 2 mii de kcal pe zi). Întârzie îmbătrânirea unei persoane, garantează longevitatea copiilor și nepoților săi. Epigenetica explică și epidemia de obezitate care a izbucnit astăzi: suntem din ce în ce mai săturați pentru că mamele noastre mănâncă în exces înainte și în timpul sarcinii. Acest lucru este confirmat de experimentele efectuate pe animale: șoarecii supraalimentați au produs de fiecare dată și mai mulți descendenți obezi, iar o constituție similară a fost fixată în genom.
Genelor le place când proprietarul lor se menține în formă fizică bună. Oamenii de știință au stabilit că exercițiul regulat timp de 45 de zile pe o bicicletă de exerciții obișnuită activează aproximativ 500 de gene! Și dacă exersați în mod regulat și mai departe, puteți schimba și mai multe gene în bine.
Despre obiceiuri proaste scris-scris. Dar influența țigărilor, alcoolului și drogurilor direct asupra genelor a fost dovedită abia recent. Se pare că peste 150 de secțiuni de ADN la alcoolicii cronici au activitate anormală. Rezultat: alcoolicul nu se poate concentra, nu-și amintește nimic, nu își poate controla emoțiile. Dar cel mai trist lucru este că transmite genele bolnave urmașilor.
Și aproximativ 120 de gene rămân modificate chiar și la 10 ani de la renunțarea la țigări. Și din nou, printre ele se numără cele mai importante gene care controlează diviziunea celulară. Rezultatul este cancerul la fumător. Dar există motive de optimism: genele pot fi corectate și, cu cât este mai puțină experiență de dependență, cu atât mai repede se poate face acest lucru.
Genele sunt afectate și de emoțiile, atât pozitive, cât și negative, primite acasă, în familie, la locul de muncă.
Și, în sfârșit, situația ecologică în care trăiește o persoană. Evident, emisiile industriale, evacuarea mașinilor, nitrații din alimente, apa poluată duc și ele la defecțiuni ale genelor.
Vrei să trăiești mai mult? Le dorești sănătate copiilor și nepoților tăi? Atunci ai grijă de genele tale.
Acum știi cum să o faci?
Jennifer Doudna este un om de știință cunoscut din SUA, ale cărui lucrări sunt dedicate în principal biologiei structurale și biochimiei. Jennifer este laureată a multor premii prestigioase, în 1985 a primit o diplomă de licență, iar deja în 89 a devenit doctor în filozofie la Universitatea Harvard. Din 2002 lucrează la Universitatea din California din Berkeley. Este cunoscută pe scară largă ca cercetătoare a interferenței ARN și CRISPR. A efectuat cercetări asupra Cas9 cu Emmanuelle Charpentier.
00:12
În urmă cu câțiva ani, eu și colega mea Emmanuelle Charpentier am inventat o nouă tehnologie pentru editarea genomurilor. Se numește CRISPR-Cas9. Tehnologia CRISPR le permite oamenilor de știință să facă modificări ADN-ului din interiorul celulelor, ceea ce ne-ar putea permite să vindecăm bolile genetice.
00:31
Ați putea fi interesat să știți că tehnologia CRISPR provine dintr-un proiect cercetare fundamentală, care și-a propus să afle cum bacteriile luptă împotriva infecțiilor virale. Bacteriile trebuie să facă față virușilor din mediul lor, iar o infecție virală poate fi considerată o bombă cu ceas: bacteria are doar câteva minute pentru a o face inofensivă înainte ca bacteria să fie distrusă. În celulele multor bacterii există un sistem imunitar adaptativ - CRISPR, care le permite să detecteze și să distrugă ADN-ul viral.
01:04
Sistemul CRISPR include proteina Cas9, care este capabilă să caute, să scindeze și, în cele din urmă, să distrugă ADN-ul viral într-un mod special. Și în timpul cercetării noastre asupra activității acestei proteine, Cas9, ne-am dat seama că am putea folosi activitatea acesteia într-o tehnologie modificată genetic care le-ar permite oamenilor de știință să elimine și să introducă fragmente de ADN în interiorul celulelor cu o precizie incredibilă, ceea ce ne-ar permite să să faci ceea ce era înainte, era pur și simplu imposibil.
01:42
Tehnologia CRISPR este deja folosită pentru a schimba ADN-ul la șoareci și maimuțe, precum și la alte organisme. Recent, oamenii de știință chinezi au demonstrat că au putut chiar să folosească tehnologia CRISPR pentru a modifica genele embrionilor umani. Oamenii de știință din Philadelphia au demonstrat posibilitatea utilizării CRISPR pentru a îndepărta ADN-ul unui virus HIV integrat din celulele umane infectate.
02:09
Abilitatea de a face editarea genomului în acest fel ridică, de asemenea, diverse probleme etice de reținut, deoarece tehnologia poate fi aplicată nu numai celulelor adulte, ci și embrionilor diferitelor organisme, inclusiv specia noastră. Astfel, împreună cu colegii, am început o discuție internațională asupra tehnologiei inventate de noi pentru a putea ține cont de toate problemele etice și sociale asociate unor astfel de tehnologii.
02:39
Și acum vreau să vă spun ce este tehnologia CRISPR, ce vă permite să faceți, unde suntem acum și de ce cred că trebuie să avansăm cu prudență pe calea utilizării acestei tehnologii.
02:54
Când virușii infectează o celulă, își injectează ADN-ul. Și în interiorul bacteriei, sistemul CRISPR vă permite să scoateți acest ADN din virus și să introduceți mici fragmente din acesta în cromozom - în ADN-ul bacteriei. Și aceste bucăți de ADN viral sunt inserate într-o regiune numită CRISPR. CRISPR înseamnă „repetări palindromice scurte aranjate în mod regulat în grupuri”. (A rade)
03:24
Prea lung. Acum înțelegeți de ce folosim acronimul CRISPR. Acesta este un mecanism care permite celulelor să înregistreze, în timp, virușii care le infectează. Și este important de menționat că aceste fragmente de ADN sunt transmise descendenților celulelor, astfel încât celulele sunt protejate de viruși nu pentru o generație, ci pentru multe generații de celule. Acest lucru permite celulelor să țină o „înregistrare” a infecției și, așa cum spune colegul meu Blake Widenheft, locusul CRISPR este de fapt cardul de vaccinare genetică a celulei. După introducerea acestor fragmente de ADN în cromozomul bacterian, celula face o copie mică sub forma unei molecule numite ARN, în această imagine este portocaliu, iar aceasta este o imprimare exactă a ADN-ului viral. ARN-ul este „vărul” chimic al ADN-ului, ceea ce îi permite să interacționeze cu moleculele de ADN care au o secvență adecvată pentru el.
04:24
Deci, aceste bucăți mici de ARN din locusul asociat CRISPR, se leagă de o proteină numită Cas9, care este albă în această imagine, și formează un complex care acționează ca un ceas în celulă. Scanează tot ADN-ul din celulă pentru a găsi regiuni care se potrivesc cu secvențele de ARN asociate cu acesta. Și când aceste site-uri sunt găsite, așa cum puteți vedea în figură, unde ADN-ul este molecula albastră, acest complex se leagă de acest ADN și permite proteinei Cas9 să taie ADN-ul viral. El reduce decalajul foarte precis. Ne putem gândi la această santinelă, complexul proteinei Cas9 și ARN, ca la o pereche de foarfece care poate tăia ADN-ul - face o rupere dublu-catenar în helixul ADN-ului. Și este important ca acest complex să poată fi programat, de exemplu, poate fi programat să recunoască secvențele de ADN dorite și să taie ADN-ul în această zonă.
05:26
După cum urmează să vă spun, ne-am dat seama că această activitate ar putea fi folosită în inginerie genetică pentru a permite celulelor să facă modificări foarte precise la ADN-ul de la locul unde a fost făcută tăietura. Este ca și cum ați folosi un program de procesare de text pentru a corecta greșelile de scriere dintr-un document.
05:48
Am putut sugera că sistemul CRISPR poate fi utilizat în inginerie genomică, deoarece celulele sunt capabile să găsească ADN-ul rupt și să-l repare. Deci, atunci când o celulă vegetală sau animală găsește o ruptură dublu-catenar în ADN-ul său, este capabilă să o repare, fie prin unirea capetelor rupte ale ADN-ului, făcând o ușoară modificare a secvenței în acea locație, fie poate repara. rupere prin inserarea unei noi întinderi de ADN la rupere. Astfel, dacă putem introduce rupturi dublu-catenar în ADN în locuri strict definite, putem forța celulele să repare aceste rupturi, în timp ce fie distrugând informația genetică, fie introducând una nouă. Și dacă am putea programa tehnologia CRISPR în așa fel încât să fie introdusă o rupere a ADN-ului în poziția unei mutații sau în apropierea unei mutații care provoacă, de exemplu, fibroza chistică, am putea forța celulele să corecteze această mutație.
06:51
De fapt, ingineria genomică nu este un domeniu nou, ci se dezvoltă încă din anii 1970. Avem tehnologia pentru a secvenționa ADN-ul, pentru a copia ADN-ul, chiar și pentru a manipula ADN-ul. Și acestea sunt tehnologii foarte promițătoare, dar problema este că au fost fie ineficiente, fie prea greu de utilizat, așa că majoritatea oamenilor de știință nu le-au putut folosi în laboratoarele lor sau să le aplice în medii clinice. Deci a fost nevoie de o tehnologie precum CRISPR pentru că este relativ ușor de utilizat. Vă puteți gândi la vechile tehnici de inginerie genomică ca fiind nevoiți să vă remontați computerul de fiecare dată când doriți să rulați program nou, în timp ce tehnologia CRISPR este ceva de genul software pentru genom: îl putem programa cu ușurință folosind bucăți mici de ARN.
07:53
Odată ce se face o ruptură dublă, putem declanșa un proces de reparare și, prin urmare, putem obține rezultate uimitoare, cum ar fi repararea mutațiilor care provoacă anemia falciforme sau boala Huntington. Personal, cred că primele aplicații ale tehnologiei CRISPR vor fi în sânge, unde este relativ ușor să livrezi acest instrument în celule, în comparație cu țesuturile dense.
08:22
În prezent, o mulțime de lucrări în desfășurare utilizează metoda în modele animale de boli umane, cum ar fi șoarecii. Tehnologia este folosită pentru a face modificări foarte precise, ceea ce ne permite să studiem modul în care aceste modificări ale ADN-ului celular afectează fie țesutul, fie, ca și aici, întregul organism.
08:42
În acest exemplu, tehnologia CRISPR a fost folosită pentru a perturba o genă prin efectuarea unei mici modificări ADN-ului din gena responsabilă pentru culoarea blănii negre la acești șoareci. Imaginați-vă, acești șoareci albi diferă doar de frații și surorile lor pictați mica schimbare o genă în întregul genom, dar în rest sunt complet normale. Și când secvenționăm ADN-ul acestor animale, constatăm că schimbarea ADN-ului s-a produs exact în locul în care am planificat, folosind tehnologia CRISPR.
09:18
De asemenea, se efectuează experimente pe alte animale în care este convenabil să se creeze modele de boli umane, de exemplu, pe maimuțe. Și în acest caz, constatăm că aceste sisteme pot fi folosite pentru a testa aplicarea acestei tehnologii la anumite țesuturi, de exemplu, pentru a afla cum să livreze un instrument CRISPR în celule. De asemenea, dorim să ne extindem înțelegerea asupra modului în care putem controla modul în care ADN-ul este reparat după ce se sparge și să aflăm cum putem controla și limita efectele în afara țintei, sau efectele neintenționate, atunci când folosim această tehnologie.
09:55
Cred că vom vedea utilizarea acestei tehnologii în clinică, desigur, la pacienții adulți, în următorii 10 ani. Mi se pare probabil că vor exista studii clinice și poate chiar terapii aprobate în această perioadă, ceea ce este foarte încurajator. Și din cauza acestui entuziasm pe care o generează tehnologia, există un interes uriaș față de ea din partea companiilor start-up create pentru a transforma tehnologia CRISPR într-un produs comercial, precum și din partea multor capitaliști de risc,
10:26
investind in astfel de companii. Dar trebuie să luăm în considerare și faptul că tehnologia CRISPR poate fi folosită pentru a îmbunătăți performanța. Imaginați-vă dacă am putea încerca să proiectăm oameni cu caracteristici îmbunătățite, cum ar fi oase mai puternice sau o predispoziție mai mică pentru boli cardiovasculare, sau chiar caracteristici pe care am putea crede că ar fi de dorit, cum ar fi o culoare diferită a ochilor sau mai înalți, ceva de genul. Dacă vrei, aceștia sunt „oameni de design”. Acum practic inexistent informatii genetice, ceea ce ne permite să înțelegem ce gene sunt responsabile pentru aceste trăsături. Dar este important să înțelegem că tehnologia CRISPR ne-a oferit instrumentul pentru a face aceste schimbări,
11:13
de îndată ce aceste cunoștințe devin disponibile pentru noi. Acest lucru ridică o serie de întrebări etice pe care trebuie să le luăm în considerare cu atenție. Și de aceea, eu și colegii mei am chemat oamenii de știință din întreaga lume să întrerupă orice aplicație clinică a tehnologiei CRISPR la embrionii umani, astfel încât să avem timp să luăm în considerare cu atenție toate consecințele posibile ale acestui lucru. Și avem un precedent important pentru o astfel de pauză: în anii 1970, oamenii de știință s-au reunit pentru a declara un moratoriu privind utilizarea clonării moleculare,
11:47
până când tehnologia a fost testată temeinic și dovedit că este sigură. Deci, în timp ce ingineria genetică a oamenilor este întârziată, nu mai este science-fiction. Animalele și plantele modificate genetic există deja. Și asta ne impune tuturor o mare responsabilitate și necesitatea de a lua în considerare atât consecințele nedorite, cât și rolul influenței deliberate a acestei descoperiri științifice.
12:21
Mulțumesc!
12:22
(Aplauze) (Aplauze încheiate)
Bruno Giussani: Jennifer, această tehnologie ar putea avea implicații uriașe, așa cum ai subliniat. Vă respectăm foarte mult poziția cu privire la anunțul unei pauze, a unui moratoriu sau a unei carantine. Toate acestea, desigur, au implicații terapeutice, dar există și altele fără tratament și se pare că acestea sunt cele care atrag cel mai mult interes, mai ales în mass-media. Iată unul dintre cele mai recente numere ale The Economist: „Editing Humanity”. Vorbește doar despre îmbunătățirea proprietăților, nu despre vindecare. Ce fel de reacție ați avut în luna martie de la colegii din comunitatea științifică când ați cerut sau v-ați oferit să faceți o pauză și să vă gândiți la toate acestea?
Jennifer Doudna: Cred că colegii s-au bucurat că au avut ocazia să discute acest lucru în mod deschis. Este interesant că, atunci când am vorbit despre asta cu oamenii, colegii mei de știință și nu numai că au exprimat puncte de vedere foarte diferite asupra acestei chestiuni. Evident, acest subiect necesită o analiză și o discuție atentă.
B J: În decembrie va avea loc o mare întâlnire la care tu și colegii tăi o convocați împreună Academia Națională stiinte si altele. Ce așteptări mai exact de la această întâlnire, din punct de vedere practic?
JD R: Sper că opiniile multor persoane și părți interesate care doresc să ia în considerare în mod responsabil utilizarea acestei tehnologii vor fi făcute publice. Poate că nu se poate ajunge la un consens, dar cred că ar trebui cel puțin să înțelegem cu ce probleme ne vom confrunta în viitor.
B J: Colegii tăi, de exemplu, George Church de la Harvard, spun: „Problemele etice sunt în esență o problemă de securitate. Testăm iar și iar pe animale, în laboratoare, iar când simțim că nu există niciun pericol, trecem la oameni.” Aceasta este o abordare diferită: trebuie să profităm de această oportunitate și nu trebuie să ne oprim. Ar putea acest lucru să provoace o scindare în comunitatea științifică? Adică, vom vedea că unii oameni se vor retrage pentru că se îndoiesc de etică, în timp ce alții vor merge pur și simplu înainte, deoarece în unele țări există puțin sau deloc control.
JD : Cred că orice tehnologie nouă, mai ales una ca aceasta, va avea câteva puncte de vedere diferite și cred că este complet de înțeles. Cred că în cele din urmă această tehnologie va fi folosită pentru a construi genomul uman, dar mi se pare că făcând asta fără să luăm în considerare și să discutăm cu atenție riscurile și posibilele complicații. ar fi iresponsabil.
B J: Există multe tehnologii și alte domenii ale științei care se dezvoltă exponențial, de fapt, ca și în domeniul tău. Mă refer la inteligență artificială, roboți autonomi și așa mai departe. Nicăieri, mi se pare, cu excepția domeniului roboților militari autonomi, nu a inițiat cineva o discuție similară în aceste domenii, cerând un moratoriu. Crezi că discuția ta poate fi un exemplu pentru alte domenii?
JD: Cred că este greu pentru oamenii de știință să părăsească laboratorul. Vorbind despre mine, nu mă simt foarte confortabil să o fac. Dar cred că, din moment ce sunt implicat în dezvoltarea acestui fapt, acest fapt îmi impune o responsabilitate mie și colegilor mei. Și aș spune că sper ca și alte tehnologii să fie luate în considerare în același mod în care am dori să luăm în considerare ceva care poate avea impact.în alte domenii decât biologie.
15:44
B J: Jennifer, mulțumesc că ai venit la TED.
JD: Mulțumiri!
Citiți pe Zozhnik.
Înainte de a răspunde la întrebare, este încă necesar să se efectueze un scurt program educațional despre genetică.
- Toate organismele multicelulare, inclusiv noi, conțin un genom complet în fiecare celulă.
- Genomul fiecărei celule poate suferi mutații sub influența diverșilor factori.
- Mutațiile din ADN-ul celular sunt transmise NUMAI celulelor fiice
- NUMAI mutațiile în celulele germinale pot fi moștenite
- Nu tot ADN-ul este format din gene, ci doar o parte relativ mică din acesta.
- Majoritatea mutațiilor nu fac absolut nimic.
Pentru o mai bună înțelegere a ceea ce se întâmplă în general, ar fi bine să rupăm puțin stereotipurile și să privim organismele multicelulare ca pe niște colonii uriașe de organisme unicelulare (acest lucru nu este atât de departe de adevăr, dacă este așa). Când un ovul este fertilizat, acesta începe să se divizeze. Și toate celulele corpului (fie ficat, creier sau retină) sunt „fiice” directe ale ovulului foarte fecundat și fiecare dintre ele, în ciuda diferenței externe și funcționale, este de fapt clona sa într-o anumită generație. Nu ne îngrijorează cum are loc diferențierea acum, acesta este un subiect separat și foarte amplu. Este important doar să înțelegem momentul în care comportamentul și funcționalitatea unei celule este în mare măsură determinată de MEDIUL în care se află.
Dar putem, cu unele rezerve, să considerăm fiecare celulă a corpului ca un organism separat, care este atât de specializat încât nu poate supraviețui în afara coloniei. Deci, din toată această megacolonie, iese în evidență un tip de celule - sexul. Ei trăiesc în țarcul lor, destul de bine izolați de lumea exterioară. Aceste celule sunt, de asemenea, copii ai Primei Celule, evident. Nu le pasă ce se întâmplă în celulele intestinelor, ficatului, rinichilor, ochilor și foliculilor de păr. Ei știu să împartă colțul lor, încercând să culeagă cât mai puține mutații. Doar mutațiile din aceste celule au vreo șansă de a fi moștenite (pentru că nu toate sunt fertilizate). Dar ei, repet, sunt destul de bine izolați de majoritatea influențelor externe.
Mai mult, ce este ADN-ul oricum? Este doar o moleculă uriașă. Polimer lung. El nu știe aproape NIMIC. Principalul său avantaj este că copia sa în oglindă chimică este lipită de fiecare moleculă de ADN. Prin urmare, dublu helix, respectiv. Dacă derulăm această moleculă și atașăm o copie chimică-oglindă a ei pe fiecare covor, obținem două molecule de ADN identice. Un aparat impresionant de complexe proteice plutește în jurul ADN-ului, care îl întreține, îl repară, îl copiază și citește informațiile din acesta. Cum se întâmplă acest lucru, din nou, este un subiect uriaș separat. Aici este important să înțelegem că ADN-ul este doar o moleculă uriașă care poate acționa ca un purtător de informații și care este ușor de copiat. Este un mediu de stocare pasiv.
Întrucât ADN-ul este cu adevărat uriaș, la o persoană are aproximativ 3 miliarde de „litere”, atunci când îl copiați apar erori în mod natural și inevitabil. Ei bine, plus, desigur, unor substanțe le place să reacționeze cu ADN-ul și să-l spargă și el. Cel mai complex aparat de corectare lucrează la această problemă, dar uneori încă pătrund erori. Dar, din nou, nu este chiar atât de rău, deoarece majoritatea ADN-ului nu conține informații utile. Prin urmare, majoritatea mutațiilor nu afectează absolut nimic.
Și acum cel mai interesant. Despre gene.
Genele în general nu sunt un concept bine formalizat. Ca și în alte lucruri, și mult în biologie, pentru că toate sistemele din el sunt atât de complexe și complicate încât pot fi găsite câteva excepții de la aproape fiecare regulă. Deoarece, permiteți-mi să vă reamintesc, ADN-ul este foarte pasiv, poate doar să stea și să fie deteriorat, iar organismul nici măcar nu are mijloace regulate de înregistrare în el, există un personal de complexe de proteine pentru întreținerea lui. Pe baza sa se sintetizează ARN-ul, care sintetizează proteine (cu ajutorul altor complexe proteice).
Există multe varietăți de gene, inclusiv gene care reglează activitatea altor gene, iar aceste gene sunt reglate de unele substanțe din interiorul celulei, iar cantitatea de substanță este reglată de alte gene, care... bine, înțelegi. Mai mult, într-o populație există variante ale aceleiași gene (acestea se numesc alele). Și ceea ce face fiecare genă specifică este adesea imposibil de spus cu siguranță, deoarece există aceste rețele uriașe și complicate de influență reciprocă.
Și aici începe coșmarul complet al bioinformaticienilor. Nu numai că este dificil să descoperi toate complexitățile influenței reciproce și că o genă poate afecta o sută de trăsături și o trăsătură poate fi influențată de o sută de gene, există sute de mici variații ale acestor gene și în fiecare organism. Există două variante (de la tata de la mama) și cum se va comporta exact această colecție de alele în acest caz particular este extrem de greu de spus.
