61. Проект «Геном человека».

К реализации программы «Геном человека» приступили в конце 80-гг. XX ст. Ее инициаторы планировали определить полную последовательность всех 3 млрд. нуклеотидных звеньев генома человека к 2005 г. В США изучением генома занималось два коллектива: сотрудники Национального института исследования генома человека (глава – Френсис Коллинз) и сотрудники частной фирмы Celera Genomics Институт геномных исследований (глава – Крэйг Вентер).

Результаты расшифровки и анализа генома человека были независимо опубликованы двумя организациями в феврале 2001 г. с разбежкой в один день.

Геном человека был полностью секвенирован в 2003 г. на сегодняшний день секвенировано 90% генома в черновом виде, 30% – в окончательном. 

В компании Celera Genomics для секвенирования было отобрано по одной биопробе от афроамериканца, китайца, испано-мексиканца и две от европейцев. Этот генетический материал позволил рассчитать консенсусную последовательность генома человека длиной 2,91 млрд. п. н.

В процессе секвенирования генома преследовалось три цели:

1. Создание точной генетической карты.

2. Создание физической карты.

3. Секвенирование всего генома человека.

Нерасшифрованные участки:

• саттелитная ДНК теломерных и околоцентромерных районов хромосом;

• сильно спирализированные области интеркалярного (внутрихромосомного) гетерохроматина, способные ярко окрашиваться красителем Гимза и флуорохромами;

• небольшие интерстициальные фрагменты гэпы (gaps).

62. Использование генно-инженерных подходов для выявления наследственных заболеваний. Генотерапия.

Одним из таких подходов является генетическое тестирование. На основе последовательности ДНК исследователи могут идентифицировать генетические мутации, которые могут быть связаны с различными наследственными заболеваниями. Такие тесты могут помочь в диагностике заболеваний, оценке риска и проведении скрининга в группах с высоким риском.

Секвенирование генома позволяет анализировать последовательность и структуру генов, идентифицировать изменения в ДНК, которые могут быть связаны с наследственными заболеваниями. Существуют различные методы секвенирования, такие как Секвенирование Следующего Поколения (NGS) и Сингл-молекулярное секвенирование, которые позволяют анализировать генетическую информацию с высокой точностью и эффективностью.

После секвенирования генома полученные данные могут быть анализированы и интерпретированы с помощью биоинформатических методов и инструментов. Это позволяет исследователям и врачам выявлять генетические мутации и варианты, которые могут быть связаны с различными наследственными заболеваниями.

Генотерапия: В широком смысле слова генная терапия – это лечение, основанное на введении в ткани или в клетки пациента смысловых последовательностей ДНК. Первые представления о практических аспектах и возможностях использования генной терапии были несколько ошибочными. Например, думали, что посредством генотерапии будут исправляться дефекты в генах. В качестве основного объекта для такого лечения рассматривали моногенные наследственные заболевания человека. Не исключали возможность коррекции генного дефекта в соматических и зародышевых клетках.

Основные методы генотерапии:

Фетальная генотерапия- введение чужеродной ДНК в зиготу или эмбрион на ранней стадии развития, ожидается, что введенный материал попадет во все клетки и даже в половые, что обеспечит передачу след поколению.

Соматическая генотерапия- введение ДНК в только в соматические клетки, не трогая половые.

Активация собственных генов организма с целью полного или частичного преодоления действия мутантного гена. (Использование гидроксимочевины для активации синтеза гемоглобина F у больных с серповидноклеточной анемией и талассемиями)

По механизму действия встраиваемого гена или переносимой молекулы ДНК, генотерапия делится на положительную – восстановление функции гена или отрицательную – подавления функции гена.

Клетки, используемые для генотерапевтических целей: гематопоэтические клетки, лимфоциты, гепатоциты, фибробласты, клетки мышц, легочный эпителий, раковые клетки, эндоцелиальные клетки, нейробласты, миелобласты, кератиноциты и др.

Актуальные задачи генотерапии: - разработка индивидуальных алгоритмов генотерапии наследственных и ненаследственных заболеваний; - повышение эффективности векторных систем, используемых в генотерапии; - создание регулируемых конструкций в зависимости от места, уровня и времени экспрессии трансгенов; - разработка систем переноса генов в митохондрии; - повышение эффективности ДНК-вакцин для лечения инфекционных и онкологических заболеваний.