Найти тему

Бактерии: служители биотехнологий. Часть 1. Методы

Факультет фундаментальной медицины и медицинских технологий запустил рубрику «MediTech Откровения»

Цель рубрики "MediTech Откровения" заключается в том, чтобы стать компасом в мире инновационных медицинских технологий и перспективных научных открытий. Здесь мы изучаем передовые методы диагностики и лечения, которые перевернут медицину в ближайшие десятилетия. 

Задача- раскрыть потенциал современных технологий и их воздействие на здравоохранение. 

 

В древности, ещё в веках, покрытых пеленой времени, человек начал тайно вовлекать в свои устремления бактерии, обретая благодарность земли и плодородие виноградных лоз и теста. Однако об их таинственном существовании он не имел ни малейшего представления. С истоков детства, словно мудрость затаённая в сердце, нам известно о драгоценной микрофлоре наших кишечников. Но полезные бактерии таинственно обитают не только в этом уголке, они раскиданы по многочисленным слоистым покровам организма и, словно невидимые стражи, охраняют кожу и внутренности.

С XIX века они, словно невидимые волшебники, помогают нам противостоять зловредным недугам, синтезируя целительные эликсиры.

На высоком пьедестале стоит Escherichia coli, известная нам как кишечная палочка - мудрый попутчик человечества. В её присутствии в человеческом анклаве нет угрозы, пока она обретает убежище в своем законном уголке - кишечнике. Там, словно волшебница, она ткает нить здоровья, преобразуя клетчатку в благосостояние, собирая витамины и даже держа в узде опасных микро-злоумышленников.

Но и в этом чудесном существе живет и "темная сторона". Взломав иммунный щит, кишечная палочка спровоцирует недуги. Подвластные эволюции, существуют опасные штаммы E. coli, могущие расцвести в диарею или угрожать мочевым путям. Но, слава небесам, этого можно избежать, соблюдая простейшие правила гигиены.

И какие же стратегии открываются перед нами в этих важнейших и незаменимых биотехнологиях?

Генная инженерия

Не смотря на то, что структура ДНК разгадана всего несколько десятилетий назад, первые шаги в генной инженерии были предприняты ещё в веке девятнадцатом, вместе с открытиями великого Грегора Менделя.

Сейчас генная инженерия предстает перед нами как сверкающая самостоятельная наука, методы которой ловко используются в биотехнологии. Её ещё называют генетической модификацией или генетической властью, ведь здесь происходит искусное манипулирование генами с помощью силы химии и физики.

Важное понятие в генной инженерии - рекомбинантная ДНК. Проще говоря, это магия, когда из разных ДНК ткается новая последовательность. Именно она привлекает внимание исследователей.

Но для этого таинственного созидания нужно обрезать участок старого. Здесь на помощь приходит белок Cas9, открывший свои врата миру в 2011 году. Если он обнаружит в плетении нуклеотидов нечто непохожее на родное, он начинает свой волшебный танец.

Существуют и другие волшебные техники "разрезания" цепей ДНК - ZFN и TALEN. Первый, как храбрый рыцарь, вооруженный цинком, смело прорубает путь, вставляя заранее приготовленный артефакт. Второй использует TAL-белковую магию, принцип которой созвучен белку Cas9.

Благодаря генной инженерии, мы владеем сверкающим инсулином, так нужным тем, кто дружит с сахаром. В бактериальной ДНК, словно в волшебном ритуале, был вплетен ген, ведомый человечеством за синтез этого благодатного гормона.

Клеточная инженерия

Здесь внимание устремлено к отдельным клеткам и тканям, словно к драгоценным камням в изысканном украшении. В то время как в генной инженерии рассматривается великое целое, в клеточной инженерии тщательно анализируются волшебные ткани организма. Здесь, как в алхимической мастерской, создаются гибридные клетки, составленные из самых разных частиц.

На современной земле выделяют три направления: применение тканевой культуры для размножения, выведение устойчивых к многочисленным испытаниям организмов, а также тайное воплощение важнейших для медицины и фармакологии веществ и структур.

Клонирование

Известная каждому Долли, овечка, сроднилась в конце прошлого века. С этого времени начался рассвет данной дисциплины, стремительно ведущей к запретам на клонирование человека.

Клонирование - это своеобразное творчество, порождающее несколько организмов, генетически идентичных друг другу. Оно может быть как естественным (близнецы, вегетативное размножение растений, клональное размножение ящериц), так и искусственным.

Искусственное клонирование представлено тремя формами: бактериальным и молекулярным, а также клонированием многоклеточных организмов.

Все эти волшебные методы ученые используют во имя медицины и фармакологии. С их помощью создаются целебные зелья и гормоны, управляют жизнью микромира, открывая перед нами врата для блага человека.

  1. Краткая история сотрудничества бактерий и людей // Postnauka URL: https://postnauka.org/lists/90659
  2. ТОП—5 главных бактерий в биотехнологиях // Tutorbio URL: https://tutorbio.ru/blog/bacterii-biotech
  3. Генная инженерия: что это, методы, примеры, достижения // РБК Тренды https://trends.rbc.ru/trends/futurology/612f77ad9a7947ce386b68ba#p2
  4. Тканевая инженерия — окно в современную медицину // Биомолекула https://biomolecula.ru/articles/tkanevaia-inzheneriia-okno-v-sovremennuiu-meditsinu
  5. We Could Use Ultrasound to Command Bacteria to Nuke Tumors // Yahoo URL: https://www.yahoo.com/now/could-ultrasound-command-bacteria-nuke-184838890.html
  6. Клонирование: что это, как происходит, возможно ли клонирование человека //РБК Тренды https://trends.rbc.ru/trends/futurology/64f8573e9a794763b1955a91#person
  7. Бактериальное искусство: как управление микроорганизмами может изменить медицину // RT URL: https://russian.rt.com/science/article/546402-bakterii-iskusstvo-medicina

Статью подготовила: Алсу Халиулова 

в телеграмм-канале:

Факультет ФМиМТ | СГУ