Перцы чили фаллической формы — это не результат работы в фотошопе и не продукт генной инженерии

История генной инженерии

Точка невозврата

Генная инженерия рождалась в 1971–1973 годах сразу в нескольких американских лабораториях. Но, пожалуй, ее инкубатором можно назвать Стэнфорд — именно там и тогда в нужной пропорции знания соединились с реактивами [2]. О роли «рекомбинантного университета» в становлении молекулярной биотехнологии и ее коммерциализации написана целая книга [3].

В 1972-м группа стэнфордского биохимика Пола Берга (рис. 2) впервые провела сплайсинг генов — сшила фрагменты ДНК разного происхождения, получив так называемую рекомбинантную ДНК: в ее состав вошли участки геномов онкогенного вируса SV40 и бактериофага λ, несущего галактозный оперон кишечной палочки [4], [5].

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Создание такой химеры сразу же вызвало опасения некоторых биологов относительно безопасности ее введения в клетки живых организмов. Заразился этими опасениями и сам Берг. Группа отложила эксперименты in vivo, добровольно отказавшись от славы создателей первого генетически модифицированного организма.

Пол Берг со своей невестой Милли

Рисунок 2. Пол Берг со своей невестой Милли. Кстати, будущий нобелевский лауреат родился в семье, перебравшейся в США из маленькой деревушки под Минском.

сайт profiles.nlm.nih.gov

В 1973-м журнал PNAS рассказал о первом организме, полученном с помощью рекомбинантной ДНК. Escherichia coli несла рекомбинантную плазмиду, «сшитую» из фрагментов двух разных плазмид антибиотикорезистентности — векторной pSC101 (plasmid, Stanley Cohen, 101) и R6-5 — и функционально ничем не уступала молекулам природным [6].

В роли демиургов выступили сотрудники Калифорнийского и Стэнфордского университетов: Герберт Бойер (рис. 3), Энни Чен, Роберт Хелинг и Стэнли Коэн (не тот, что нобелевский лауреат, биохимик, а бактериальный генетик, Стэнли Норман Коэн). Этот коллектив осознал и постепенно показал, что в принципе любой ген из любого организма можно с помощью особых ферментов легко внедрить в векторную плазмиду и экспрессировать в совершенно ином генетическом окружении. Как развивалась эта идея и ставились эксперименты по молекулярному клонированию, можно узнать из первых уст — от самого Стэнли Коэна [7].

Герберт Бойер и Стэнли Коэн

Рисунок 3. Герберт Бойер и Стэнли Коэн — создатели первого трансгенного организма и обладатели первого генно-инженерного патента.

Что было до?

Конечно, генная инженерия — не плод чьего-то озарения. Для ее возникновения в США сложились удачные научные и политические предпосылки: синергетический эффект дали рузвельтовские программы госфинансирования фундаментальных исследований, возможности новых приборов, накопленный багаж знаний о наследственности.

Этот багаж уже давно начали собирать в разных уголках Старого Света: в середине 19 века по Европе бродили сразу два призрака — коммунизма и генной инженерии. Тогда у биологов уже был микроскоп и недооцененные «гороховые» законы наследственности Менделя. В 1869 году к ним добавилась выделенная швейцарцем Иоганном Фридрихом Мишером ДНК.

В 1886-м голландец Гуго де Фриз ввел термин панген для обозначения гипотетической частицы наследственности (до гена его позже урезал Вильгельм Иогансен), а в 1905-м англичанин Уильям Бейтсон назвал изучение наследственности генетикой. В 1888-м сегменты, на которые распадается хроматин во время клеточного деления, Генрих Вильгельм Вальдейер назвал хромосомами.

Перцы чили фаллической формы - это не результат работы в фотошопе и не продукт генной инженерии

На рубеже веков огородные эксперименты привели де Фриза и независимо от него австрийца фон Чермака, немца Корренса и американца Шпильмана к «переоткрытию» менделевских законов. В 1903-м де Фриз наблюдал у энотеры первую «мутацию», а Саттон и Бовери предположили, что физическим субстратом менделевского наследования служат хромосомы.

В 1892 году русский микробиолог и физиолог растений Дмитрий Иосифович Ивановский, работая с растениями табака, зараженными мозаичной болезнью, обнаружил совершенно новые инфекционные агенты, проходящие через мельчайшие бактериальные фильтры. Наблюдавший то же самое, но чуть позже, Мартин Бейеринк назвал эти биологические объекты вирусами.

Нечто похожее произошло и с открытием вирусов бактерий — бактериофагов. Их обнаружили независимо друг от друга Фредерик Туорт (1915) и Феликс д’Эррель (1917), причем последний дал им имя и использовал их для лечения бактериальных инфекций у людей. Так родилась фаговая терапия[8]. Увидеть всю эту вирусную братию удалось гораздо позже, после появления электронного микроскопа в начале 1930-х[9].

Существенно продвинуться в понимании природы наследственности помогли мушки дрозофилы, а затем и бактерии. В 1910-м профессор Колумбийского университета Томас Морган (рис. 4) показал, что гены расположены линейно на хромосомах и образуют группы сцепления. Этим он заслужил Нобелевскую премию [10]. Морган и его сотрудники — Бриджес, Стёртевант и Мёллер — составили первые карты хромосом, экспериментально подтвердили и развили хромосомную теорию наследственности Саттона и Бовери [11].

Чета Морганов

Рисунок 4. Томас Хант Морган и его жена Лилиан. Благодаря блестящей работе супругов в лабораторную моду надолго вошла дрозофила. Самые интересные ее мутанты разлетались из «мушиной комнаты» Моргана в Колумбийском университете как горячие пирожки.

В 1928-м британский бактериолог Фредерик Гриффит в надежде получить вакцину от пневмококка впервые наблюдал бактериальную трансформацию: посредством какого-то трансформирующего фактора убитый вирулентный штамм бактерий передал свою вирулентность живому неопасному штамму. То, что трансформирующим фактором была именно ДНК, в 1944 году остроумно показали американцы Эвери, Маклауд и Маккарти (рис. 5).

Перцы чили фаллической формы - это не результат работы в фотошопе и не продукт генной инженерии

«Виновника» вычислили по оружию, которое его убивает: трансформирующий эффект нивелировался исключительно ДНКазами. В 1952 годуАльфред Херши и Марта Чейзподтвердили роль ДНК в передаче наследственных признаков уже с помощью радиоактивно меченных бактериофагов. Это серьезно пошатнуло уверенность в белковой природе наследственности (до той поры делали ставку на белковый компонент хромосом), но всё еще не хватало объяснения, как именно работает ДНК.

Колин Маклауд, Освальд Эвери, Маклин Маккарти

Рисунок 5. Они показали, что наследственная информация записана в ДНК: Колин Маклауд, Освальд Эвери, Маклин Маккарти.

В 1941-м благодаря рентгеновскому мутагенезу плесени Neurospora crassa, проведенному Джорджем Бидлом и Эдвардом Тейтемом, появилась гипотеза «один ген — один фермент»: каждый ген отвечает за синтез какого-то одного фермента, который катализирует какую-то метаболическую реакцию.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

В 1940-х и начале 1950-х Эдвард Тейтем, Нортон Зиндер, Джошуа и Эстер Ледерберги (рис. 6) описали основные процессы переноса генетического материала между бактериальными клетками с помощью плазмид и фагов (в частности, конъюгацию и трансдукцию). Эти мобильные генетические элементы[12] позже стали неотъемлемыми компонентами арсенала генного инженера.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Инфознания
Adblock
detector