Гены и генная терапия

Гены и генная терапия

Несколько лет назад на уровне глав государств, как великое достижение человечества, было всемирно заявлено о прочтении первичной последовательности генома человека, включающей предположительно порядка 30-40 тыс. генов. Что же такое ген, для чего он нужен в организме и почему его можно использовать как терапевтическое средство?

Существование единицы наследственности, т.е. некой условной единицы, которая определяет передачу того или иного признака от родителей к детям, предсказал еще в позапрошлом веке Грегор Мендель. Скрупулезно наблюдая за горохом в ряду поколений, он вывел свои знаменитые законы. В первой половине прошлого, XX в., эти законы развил Томас Морган. Для целого поколения российских ученых менделизм-морганизм означал клеймо, за которое либо ссылали, либо просто заставляли отречься от своих убеждений. Ко второй половине XX в. стало более или менее понятно, что представляет собой единица наследственной информации. Ее материальный носитель, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), находящаяся в ядре клетки, служит некой матрицей, позволяющей благодаря заложенной в ней программе существовать всему живому, от вирусов до человека. Эта возможность реализуется через два универсальных механизма, заложенных в структуре и коде ДНК: репликации и транскрипции. Репликация - процесс воспроизводства: цепи двуцепочечной молекулы комплементарны, благодаря чему она сама достраивает себя и таким образом обеспечивается идентичность. В ходе транскрипции с одной цепи синтезируется рибонуклеиновая кислота (РНК), с которой уже считываются функциональные белки, из которых построено все живое.

Зачем такой сложный механизм? Поскольку уникальная последовательность всех нуклеотидов - кирпичиков ДНК - невероятно большая (несколько миллиардов нуклеотидов), копирование такого количества невозможно без неких ошибок. Одни устраняются в ходе синтеза ДНК (репарация), другие на этапе синтеза РНК, третьи при синтезе белков. Однако система не совершенна, и случаются ошибки, которые дают начало мутациям. Одни из них - вредные, могут приводить к преждевременной гибели организма, другие - положительные, дают ему некие преимущества, а третьи - безразличны в пределах некого периода времени.

Известно, что почти все заболевания так или иначе связаны с нарушением работы генов, т.е. с негативными мутациями. И генная терапия как один из подходов молекулярной медицины направлена на то, чтобы так или иначе восстановить контроль за работой и функцией гена. В одних случаях, когда больные клетки потеряли функцию какого-либо гена, ее необходимо восстановить. Осуществляется это путем физического переноса гена в организм и далее в клетку. В других случаях, когда болезнь вызывается избыточной функцией, не свойственной нормальной клетке (например, при раке или инфекционных заболеваниях), работу гена надо подавить.

Принципиальное отличие генной терапии от любой другой в том, что она направлена на устранение не симптомов заболевания, а его первопричины. В недалеком будущем благодаря созданию генетической карты каждого отдельного человека можно будет предсказать, а, значит, и предотвратить вероятную предрасположенность к заболеваниям. Некоторые из них уже сегодня могут служить объектом генной терапии (табл.1).