6. Сучасний стан досліджень генома людини.

Міжнародний консорціум із секвенування геному людини 2003 року оголосив про завершення проекту «Геном людини», згідно з яким визначена послідовність трьох мільярдів пар основ, з яких побудована ДНК 23- пар хромосом людини. Отже, генетична довжина геному дорівнює 3000 сантиморганід генетична відстань, що відповідає 1% кросинговеру. Успішним результатом даної програми було створення інтегральних карт геному. Картовано близько 40000 послідовностей, а загальна кількість генів складає 30500-40000 . нині геном людини клонований у вигляді фрагментів, які перекривають один одного. Під клонуванням у даному випадку розуміють картування гена, його виділення, вивчення структури, виявлення мутації, а також доведена можлива патогенна дія

. Генетичні карти хромосом.

Генетичні карти хромосом – це відрізок прямої, на якій позначено порядок розташування генів і вказано відстань між ними у відсотках кросинговеру.

Картування проводиться, щоб дізнатися, в якій частині хромосоми розташовані гени.

Побудовані карти для багатьох об’єктів: рослин, дрозофіл, з ссавців – для миші.

У людини аналіз зчеплення генів не застосований, оскільки експериментальні шлюби не гуманні і недопустимі. Картування у людини хромосом проводиться шляхом вивчення родоводів та генетичного аналізу гібридних соматичних клітин. На сьогоднішній день відомо всі 24 групи зчеплення у людини. Із загальної кількості генів геному людини – 16000 генів картовані за допомогою 1000 високополімерних ДНК- маркерів. Гібридизацію створюють з клітинами різних тварин, переважно з клітинами миші. При культивуванні таких клітин нам живильному середовищі спостерігається втрата хромосом людини. Коли в гібридній клітині залишається одна хромосома від каріотипу людини, її ідентифікують, застосовуючи диференціальне забарвлення. Визначення потім вміст певного ферменту в даній клітині, можна стверджувати, що локус гена до цього ферменту розташований в цій хромосомі.

Складання генетичних карт необхідне для розвитку антропогенетики, для виявлення спадкової патології плода і ново роджених, для встановлення генетичних порушень, які не мають початкового проявлення, а також для медика – генетичного прогнозування.

 

Ми живемо в надзвичайно цікавий і непередбачуваний період, оскільки стоїмо на порозі нової ери розкриття глибинної суті розвитку людства. Розпочалося сторіччя молекулярної біології з розкриття законів спадковості. Синтез ідей і методів загальної та молекулярної генетики, біохімії, біофізики створив новий напрям у сучасній біології, який отримав назву «біотехнологія і генна інженерія». Стало можливим цілеспрямовано змінювати спадкові основи на клітинному, хромосомному і генному рівнях. Минуло лише шість років після розшифрування генома людини американськими вченими компанії Селена Дженомікс з Рокуела (Мериленд), а сьогодні вже відомо, що приблизна кількість генів людини – 10 тисяч, а не 60-100 тисяч, як спочатку вважали. І навіть з цими генами не все так просто. Нобелівський лауреат у галузі медицини 2001 року Пол Ньорс наводить метафору: «Все те, що відомо про геном, – п’єса. Ми знаємо імена акторів у п’єсі, тобто всі гени. Але ми повинні написати науково обґрунтований сценарій, з’ясувати, як гени працюють разом, взаємодіють – і це основне завдання ХХІ століття». Якось нинішній президент Сполучених Штатів Америки Джордж Буш, молодший сказав: "Ми вивчаємо "мову" життя, що створив Бог". А великий Альберт Ейнштейн помітив: "Серед кращих розумів наукового світу рідко зустрінеш того, хто не відчував би певних релігійних почуттів... Ця релігійність полягає в захопленому поклонінні перед гармонією законів природи, – гармонією, що свідчить про такий розум, перед яким меркнуть усі досягнення наукової думки". Фахівець з молекулярної біології Френсіс Коллінз, один із учених, що почали рішучий наступ на таємниці генома, додав: "Я вважаю, нерозумно шукати в релігії ключ до розшифровки генома людини, так само як науковими методами намагатися осягти надприродне. Але на такі основні питання, як "у чому зміст нашого існування?" і "чому людина має потребу в духовному?", наука, по-моєму, відповісти не в силах. Усілякі марновірства з’являються і зникають. Але віра у вищі сили залишається. Виходить, вона має під собою підставу". І ще вчений додав: "Дізнаючись про геном людини щось нове, я щоразу відчуваю певний благоговійний трепет перед таїнством життя і вигукую про себе: "Подумати тільки, адже колись про це знав лише Бог!" Стосовно до нашого дослідження підійде і цитата відомого біохіміка Дуейн Т. Гіша: "Коли ми глибше проникнемо в таємниці генома людини, нам ще в більшій мері відкриється його складність і взаємозв’язок всіх елементів. Ми зрозуміємо, що виник він з волі розумного творця, розумної сили". А його колега, учений Аллан Сандаж сказав з цього приводу наступне: "На питання, як мені жити, я не шукаю відповіді в довіднику з біології". Тим більше, що сьогоднішні довідники швидко застарівають. Наука воістину рухається семимильними кроками. Основним сучасним дослідження геному людини і буде присвячена дана робота.

Сучасні методи картування хромосом

На рубежі 70-х роках XX ст. молекулярна генетика досягла певної завершеності в своєму розвитку : були встановлені структура і механізм реплікації ДНК, проголошена "центральна догма" експресії гена (транскрипція, трансляція), з'ясовано основні аспекти регуляції активності гена. Головним об'єктом дослідження в той час служили мікроорганізми. Існували в той період методи не дозволяли серйозно просунутися у вивченні будови геномів еукаріотів, у тому числі й генома людини. Стрімкий прорив у молекулярної генетики в 70-е рр. став можливий завдяки появі нових експериментальних підходів — використання рестрикційних эндонуклеаз і становленню нового напряму в молекулярній генетиці — генної інженерії. З допомогою цих методик були відкриті абсолютно несподівані факти, що мають теоретичне і практичне значення в галузях знань, пов'язаних з дією генів. Це відноситься до генетичного консультування, включаючи пренатальну діагностику, до розвитку нових підходів у вивченні проблем еволюції і популяційної генетики. Ці ж успіхи змусили вчених задуматися про етичну сторону маніпулювання з людським зародком, про небезпеку виникнення збудників у процесі генно-інженерних досліджень.

Принципи нових експериментальних підходів повинні бути зрозумілі всім дослідникам, проте деталі молекулярно-генетичних методів, які призвели до значному профессу генетики людини, викладені в спеціальних виданнях. Нижче розглядаються основні принципи цих методів, і як приклад описується аналіз р-глобинового генного кластера людини з використанням рестрикційних ферментів, гібридизації нуклеїнових кислот, секвенування ДНК і сортування хромосом за допомогою цитофлуорометрии. 

Гемоглобін дорослої людини HbAf складається з чотирьох поліпептидних ланцюгів: а двох і двох р. Крім такого гемоглобіну, у людини відомі й інші типи цієї складної молекули. Так, у ембріонів функціонує фетальний гемоглобін, до складу якого входять у-ланцюга, у дорослих людей в невеликій кількості виявляється гемоглобін НЬА2, до складу якого входять а-ланцюга р-глобиновый кластер генів в даний час повністю ідентифіковано та проаналізовано молекулярнотенетическими методами.

Етапи аналізу.

На початку 60-х рр. був завершений амінокислотний аналіз білка гемоглобіну. Ланцюг р складається з 146 амінокислот. Вся транскрибируемая частина гена повинна містити 438 нуклеотидів, т. к. генетичний код триплетен (146*3 =438). Цей маленький ділянку потрібно ідентифікувати на одній з хромосом, до складу якої входить нитка ДНК довжиною декілька сантиметрів. Після того, як ця ділянка виявлений, його треба виділити і накопичити в великій кількості, щоб визначити послідовність нуклеотидів у складі аналізованого відрізка ДНК-молекули.

рідний ДНК з такими ж липкими кінцями, отримані після розрізання аналогічної рестриктазою, можна зшити з плазмідною ДНК за допомогою спеціального ферменту — ліга-зи. Отриману рекомбинантную молекулу, яка називається вектором, можна ввести в бактерію, де вона почне багаторазово правильно. Чужорідний фрагмент ДНК (ним може стати і глобиновый ген) буде багаторазово амплифицирован разом з плазміди (рис. 3.23). Така процедура називається клонуванням генів і використовується для створення банків генів

Цей методичний підхід дозволяє розбити геном людини на окремі фрагменти, кожен з яких може бути розмножений поза організму людини. Ще одна область застосування в молекулярній генетиці рестрикраз — ідентифікація генів. Ці завдання вирішуються з допомогою методу, розробленого Саузерном в 1975 р.

ДНК не в од­ном месте, а в двух разных местах, в ре­зультате чего одна из цепей оказывает­ся длиннее другой на несколько нукле­отидов. Свободные нуклеотиды могут спариваться с комплементарными нуклеотидами другого фрагмента ДНК с липкими концами. Благодаря этому, ДНК из различных источников может объединяться, образуя рекомбинантные молекулы. Это свойство рестрикционных фрагментов ДНК ис­пользуется в генной инженерии для создания искусственных векторов на основе бактериальных плазмид, или фагов.

Помимо своей собственной молеку­лы ДНК, замкнутой в кольцо, бакте­рии часто содержат дополнительные маленькие кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК (рис. 3.22), называе­мые илазмидами. Плазмиды реплици­руются автономно, независимо от ос­новной молекулы ДНК

Они могут со­держать некоторые гены, например, определяющие устойчивость бактерий к антибиотикам или контролирующие синтез некоторых веществ. Плазмидную ДНК можно выделить и расще­пить подходящей рестриктазой только п одном месте, при этом кольцевая мо­лекула превращается в линейную с липкими концами. При добавлении к-ДНК, если комплементарны отдельные цепи, про­исходит восстановление двойной спи­рали (рис. 3.24). Для выявления реассоциированных молекул на фильтр на­носят фотоэмульсию. Под действием излучения радиоактивных изотопов в составе к-ДНК, в фотоэмульсионном слое восстанавливаются зерна серебра, которые выглядят после проявления темными участками.

 Сумарну ДНК з клітин людини гідролізують ендонуклеазою приблизно на 500 ТОВ фрагментів довжиною від 102 до 105 нуклеотидних пар. Потім фрагменти поділяють по молекулярній масі за допомогою гель-електрофорезу на платівках в агарозе. Такий етан — отримання одноланцюгових фрагментів ДНК денатурацією лугом прямо в гелі. З агарозной пластинки отримують репліку - відбиток на нитроцеллюлозном фільтрі. Перенесені на фільтр одноцепочечные фрагменти ДНК можна ідентифікувати шляхом гібридизації з радіоактивними ДНК-зондами. Будь-який фрагмент, що містить послідовно-ність зондируемого гена, що виявляється у вигляді темної смуги на радиоавтографе (фільтрі, вкритому фотоемульсією і виявлена після взаємодії з радіоактивним зондом).

Рестрнкционные ендонуклеази.

Рестрикція (розрізування) виділеної з клітин ДНК здійснюється ферментами — рестрикционными эндонуклеазами (рестриктазами) Ці ферменти вступають в реакцію з певними ділянками ДНК, так званими сайтами впізнавання, які в клітці зазвичай бувають захищені спеціальними угрупованнями (метилированы). Після обробки ДНК ен-донуклеазами фрагменти мають так звані "липкі кінці": рестриктази розрізають два ланцюги

Метод гібридизації нуклеїнових кислот можна використовувати на препараті хромосом після їх відповідної обробки. Так, досліджуваний ген можна локалізувати в специфічному хромосомному сегменті, одному з тих сегментів, які спостерігаються при диференціальному фарбуванні. Оскільки експеримент проводиться з зондом до-ДНК, синтезованого на м-РНК, можна стверджувати, що ідентифікований ділянка хромосоми містить активний ген. Відомо, що в геномі крім активних генів, можуть перебувати псевдогены, такі послідовності ДНК, які є гомологічними активного гену, але не транскрибуються з-за відсутності будь-яких важливих послідовностей поза транскрибируемой частини.

Метод гібридизації нуклеїнових кислот дозволив ідентифікувати велику кількість генів у хромосомах людини. В даний час достовірно картировано близько 8000 ге-нів людини. У більшості випадків до ідентифікованим генам знайдені альтернативні алельні форми. Для кількох тисяч генів один з альтернативних алелей визначає якесь спадкове захворювання чи аномалії. Інші відомі гени кодують білки груп крові, різні антигени, імуноглобуліни, ферменти метаболізму і т. д.

Головна умова такого аналізу — наявність відповідного радіоактивного ДНК-зонда.

Створення зонда для гена р-глобіну пов'язано з отриманням матричної РНК р-глобіну з дозрівання еритроцитів, де активно синтезується гемоглобін. Потім за допомогою ферменту зворотної транскринтазы, який забезпечує зчитування пуклеотндной послідовності м-РНК в комплементарну послідовність ДНК, отримують так звану к-ДНК з високою радіоактивною міткою

В даний час створені бібліотеки к-ДНК з різних джерел. Є геномні бібліотеки людини, отримані генно-інженерними методами, а також хромосомно-специфічні бібліотеки, отримані з окремих специфічних хромосом або їх ділянок. Створення таких бібліотек вимагає виділення окремих хромосом. В даний час це стало можливим завдяки сортуванню хромосом цитофлуорометрическим методом. Для синтезу к-ДНК використовуються також автоматизовані пристрої, в тому випадку, якщо проводиться синтез к-ДНК гена певного білка, амінокислотна послідовність якого відома.

Гібридизація нуклеїнових кислот

Ідентифікація фрагментів одноланцюгової ДНК на нитроцеллюлозном фільтрі відбувається з допомогою гібридизації ланцюгів ДНК. Більшість природних ДНК зустрічається у вигляді дволанцюгових молекул, де азотисті основи двох ланцюгів взаємодіють за принципом комплементарності за допомогою водневих зв'язків.

Секвенування ДНК

В останні роки розроблено методи швидкого секвенування ДНК. Для цього довгу молекулу ДНК з допомогою рестрикраз розрізають на фрагменти зручного розміру

Потім ці фрагменти розмножують шляхом клонування і спеціальними методами визначають послідовність нуклеотидів в кожному з фрагментів. Черговість фрагментів відновлюють, використовуючи накладання кінці (ділянки ДНК з однаковою послідовністю в різних клонах). За допомогою секвенування отримують точні відомості і про нетранскрибируемых ділянках ДНК, важливих для контролю транскрипції.

Аналіз р-глобинового гена.

Перший етап аналізу пов'язаний з ідентифікацією цього гена у сумарній людської ДНК. Для цього ДНК, виділяють з клітин, з допомогою эндонуклеаз отримують фрагменти, раздечяют їх в агарозе за допомогою гель-електрофорезу, денатурують на дві окремі ланцюги і створюють репліку з препарату на нитроцеллюлозном фільтрі. Наступний крок полягає в тому, щоб знайти серед всіх фрагментів р-глобиновый ген. Для цього необхідний радіоактивний ДНК-зонд. Його синтезують р-глобиновой РНК за допомогою зворотної транскриптази. Далі цей до ДНК-зонд використовують для двох завдань. Перше — ідентифікувати фрагменти ДНК, які відповідають глобиновому гену, прямо на фільтрі

Завдання друге — ідентифікувати на препараті хромосом місце знаходження цього гена. Ідентифікація в обох випадках відбувається з допомогою гібридизації радіоактивного к-ДНК з денатуруючої ДНК препарату. Так, ген гемоглобіну-р був локалізований на короткому плечі 11-ї хромосоми.

Для більш детальної характеристики глобинового гена необхідно отримати велику кількість його ДНК. Для цього клонують к-ДНК у якому-небудь вектор, наприклад, в бактеріальної млазмиде. Потім порівнюють фрагменти геномної ДНК, що містять глобиновый ген, і клонированную к-ДНК, відповідну м-РНК. Виявилося, що фрагменти геномної ДНК значно більше, ніж до ДНК. В р-гемоглобиновом гені були виявлені дві інтернейрони послідовності (интроны^), які розділяють три різні кодують області — экзоны. (Дослідження багатьох інших эукариотических генів, показали, що наявність нитронов є правилом для більшості з них). З'ясувалося також, що ген р-гемоглобіну належить до унікальних послідовностей. Крім того, були знайдені псевдогены, що мають мутації в колирующих і фланкують, регуляторних ділянках. Вони називаються нсевдогенами, тому що з них не йде транскрипція.

Зараз відомі послідовності ДНК різних глобиновых генів. Їх вивчення дозволило вирішити багато загальних проблем, що стосуються організації та експресії генетичного матеріалу в клітині.

Полімеразна ланцюгова реакція

У середині 80-х рр. в молекулярній генетиці був введений в практику новий метод, що дозволяє дуже швидко розмножити слідові кількості молекул ДНК або РНК Чутливість його така, що дозволяє виявити в пробі всього одну присутню в ній молекулу. Відкриття цього методу дозволило багаторазово прискорити дослідження по картуванню геному людини.Полимеразная цепная реакция была открыта в 1984 г. КБ. Мюллисом.

Вона заснована на тому, що новосинтезируемые ланцюга нуклеїнових кислот можуть служити матрицями в наступних циклах реплікації. Реакція здійснюється послідовними циклами. Кожен з них починається з поділу двоспіральної молекули ДНК на два одноценочечные. В такому стані кожна ланцюжок може служити матрицею для реплікації. Потім одноцепочечные нитки ДНК інкубують у присутності ДНК-полімерази в розчині з сумішшю всіх чотирьох нуклеотидів і специфічною послідовністю ДНК — праймером. Приєднання праймерів до одноцепочеч-ої нитки ДНК призводить до утворення невеликого двуцепочечного відрізка, який подовжується за допомогою ДНК-нолимеразы. Процедури багаторазово повторюються, відбувається множинне копіювання старих і нових одноланцюгових молекул. Окремий цикл займає близько 5 хв., клонування одного фрагмента ДНК відбувається лише протягом декількох годин.

Крім молекулярної генетики, метол полімеразної ланцюгової реакції широко використовується в практичних дослідженнях: прснатальной діагностиці спадкових хвороб, виявленні вірусних інфекцій, а також у судовій медицині, оскільки цей метод дозволяє проводити генетичну "дактилоскопію" з однієї-єдиної клітини.

Програма "Геном людини"

З розвитком нових технологій молекулярних досліджень, заснованих на швидких методи роботи з ДНК (клонування фрагментів ДНК генноинженерными способами та за допомогою полімеразної реакції, автоматизованому секвенировании), з введенням в практику молекулярногенетических досліджень комп'ютерних технологій порівняльного аналізу будови геномів представників різних систематичних груп, з розвитком техніки спрямованого впливу на генетичний апарат клітини і організму в цілому і можливості створення штучних ферментів по нуклеотидної послідовно-ності фрагмента ДНК темпи розвитку молекулярної генетики знайшли стрімкий характер та призвели до виникнення наприкінці 80-х рр. міжнародної програми "Геном людини". Цей глобальний проект передбачає до 2005 р. завершити визначення повної послідовності всіх трьох мільярдів нуклеотидних ланок, складових геном людини. Прийняття такої програми означає, що характер розвитку молекулярної біології досяг нового рівня. Стався якісний стрибок у технології дозволяє вирішувати принципово нові задачі.

Більш ранні молекулярногенетические роботи проводилися з метою дослідити будову генів, ідентифікувати їх в цілому геномі, вивчити можливості функцію гена і рівні його регулювання. Методи сучасної молекулярної генетики дозволяють відстежити ефект дії того чи іншого гена на рівні цілого організму, вивчати не окремі гени, а структури і функції цілих геномів. На сьогоднішній день вивчені: геноми 141 вірусу, більше 50 геномів мітохондрій з різних об'єктів, велика кількість геномів бактерій. Встановлено, що бактеріальний геном містить 5-6 тис. генів, з представите-лей еукаріотів найбільш близькі до завершення вивчення геномів дріжджів і нематод. Показано, що геном дріжджів має у своєму складі близько 6 тис. генів.

Сумарна довжина нуклеотидних послідовностей геному людини відповідає 3 мільярдам. За даними різних авторів, така гігантська нуклеотидна послідовність може містити від 50 до 100 тис. генів. В даний час відома структура близько 7 тис. генів. Вивчення структури генів — не кінцева мета програми. Крім аналізу послідовності нуклеотидів, проводиться їх картування

Кожен ген приписується до певної хромосомі в строго певне місце — локус, встановлюється відстань між генами, складається карта хромосом людини. В даний час картированы близько 8 тис. генів. Збільшення швидкості картування генів на хромосомах сприяє виявлення маркерних послідовностей для кожної хромосоми. Ці маркерні послідовності багато разів повторюються вздовж хромосоми і як би ділять її на обмежені ділянки. Робота з таким невеликим ділянкою хромосоми полегшує процедуру виділення гена. Завдяки існуванню маркерних по-следовательностей, геном людини розбитий на окремі фрагменти, і кожен фрагмент у разі необхідності може бути легко розмножений поза організму.

Крім завдання картування генів і встановлення їх структури, програма "Геном людини" ставить за мету визначити структурно-функціональну взаємозв'язок генів. Для вирішення цього завдання використовуються абсолютно нові підходи, які просто неможливо-можна було уявити кілька років тому. Так, за дефектному ферменту, який

є причиною спадкового захворювання, знаючи послідовність амінокислот у його складі, можна штучно синтезувати інформаційну РНК, а потім відповідний ділянку ДНК, ідентифікувати його на хромосомної карті, виділити нативний ген і клонувати його поза організму, щоб встановити, у чому причина утворення дефектного ферменту. Таким способом були вивчені гени дистрофії раку молочної залози, мутантної фенілаланінгідроксилази, що є причиною спадкової фенілкетонурії, і ряду інших генів.

Ще один новий методичний підхід у вивченні функції генів пов'язаний з використанням інформаційно-комп'ютерних технологій. Цей шлях досліджень заснований на наступному припущенні : якщо у представників різних систематичних груп є однакові за структурою гени, то вони виконують однакову функцію. Таким чином була встановлена причина розвитку раку товстої кишки у людини. Методами клонування і картування була вивчена структура генів, що відповідають за розвиток раку товстої кишки. Потім був проведений пошук в інформаційному полі з допомогою комп'ютерних технологій. У процесі цього пошуку була зроблена спроба знайти в ге-номі дріжджів, який вже повністю розшифрований, гени, подібні за структурою з досліджуваними генами людини. І вони були виявлені. Виявилося, що у дріжджів такі ж гени відповідають за репарацію ДНК. Таким чином, було встановлено, що рак товстої кишки пов'язаний з мутаціями генів, що кодують ферменти репарації ДНК.

Найважливішу роль в структурних дослідженнях геному людини відіграє вивчення поліморфізму. Популяційний поліморфізм геному людини є основою для розуміння принципів молекулярної еволюції, механізмів виникнення патологічних мутацій, для оцінки факторів ризику при дії потенційно токсичних агентів навколишнього середовища на людський організм, нарешті, для розуміння основ різної індивідуальної сприйнятливості ліків. Ці дослідження отримали новий імпульс з відкриттям поліморфних міні - і макросателлитных послідовностей ДНК, які використовують в якості маркерів при картуванні геному людини.

Новим етапом у вивченні структурно-функціональних зв'язків між генами в програмі "Геном людини" є можливість клонування великих фрагментів геному в спеціальних векторах, здатних розмножуватися в клітинах разом з вбудованими в них фрагментами. В якості вектора в таких випадках використовують штучні дріжджові хромосоми, поява яких стало можливим завдяки розвитку генетики дріжджів. Використання таких векторів дозволяє клонувати фрагменти ДНК довжиною до 106 пар підстав. Це створює передумови для швидкого виділення потрібного фрагмента геному і використання його для структурного або функціонального аналізу.Використання нових методів у вивченні генетики людини дозволяє значно прискорити процес дослідницької роботи і накопичити інформацію про гени, які відіграють ключову роль у регуляції життєдіяльності клітини. До таких генам відносяться гени контролю клітинного циклу, гени, що кодують компоненти ланцюзі передачі сигналу від клітинної поверхні до апарату транскрипції в ядрі, гени, контролюючі розвиток ембріонів, гени, відповідальні за роботу захисних систем організму, гени імунної системи. Активно розширюється уявлення про гени, пошкодження яких призводить до виникнення ракових пухлин, онкогенах, генах-супрессорів, генах клітинної смерті і апоптозу (програмованої загибелі клітин)

Усі більш детальним стає знання надмолекулярних рівнів організації регуляції експресії генів.

Виконання програми "Геном людини" наближає можливість використання генної терапії для лікування патологій, пов'язаних зі зміною спадкової інформації. Ген-ва терапія заснована на введенні в організм хворого штучних генетичних конструкцій. Лікувальний ефект досягається в результаті роботи введеного гена або за рахунок пригнічення функції "хворого" гена. Сучасна генна терапія робить перші кроки і має справу з соматичними клітинами в постнатальному періоді життя людини, але в той же час розробляються підходи до генної терапії клітин ембріона.

Для створення генетичних конструкцій здебільшого використовуються віруси. При цьому з генома вірусу вирізається частина генів, відповідальних за формування інфекційних ві-русных частинок і руйнування інфікованих клітин. Гени, необхідні для перенесення і функціонування генетичної інформації, зберігаються. До них додаються клоновані гени, які надають лікувальний ефект

Одними з найбільш прийнятних для генної терапії виявляться, мабуть, аденовірусні вектори, оскільки аденовіруси не вбудовуються в геном клітини хазяїна, мають широкий спектр ураження тканин людини та не індукують злоякісний ріст.

В даний час розробляються способи для цільової доставки штучних векторів до тим чи іншим органам. Для цього використовують локальні ін'єкції, аерозольний метод, балістичний метод, заснований на обстрілі тканини мікрочастинками важких металів (золота, вольфраму), покритих векторної ДНК.

Результати генної терапії можна розглянути на конкретному прикладі. У хлопчика, хворого на гемофілію з-за дефіциту дев'ятого фактора згортання крові, за допомогою біопсії були виділені фібробласти шкіри і культивированы в клітинній культурі, В ці клітини був введений штучний вектор, створений на основі ретровірусу і містить гени, які збільшують активність дев'ятого фактора. Інфіковані клітини були розмножені в клітинній культурі і повернуті в організм хлопчика підшкірно в районі спини та сідниць. Клітини прижилися, в результаті була збільшена активність дев'ятого фактора згортання крові, і симптоми гемофілії у пацієнта були згладжені. Таким чином, генно-інженерні роботи створюють підходи до лікування гемофілії людини.

Генна терапія — це напрямок, що з'явився на стику двох наук: біології і медицини, поки що має скромні практичні успіхи, але з цим напрямком пов'язане розвиток медицини XXI-го століття.

Перспектива використання досягнень програми "Геном людини" багатопланова: від ідентифікації генів, відповідальних за виникнення спадкових і набутих захворювань, до розвитку систем лікування, заснованих на введенні в організм нової генетичної інформації, коректує генетичні дефекти (генна терапія), та інтенсивних методів діагностики, заснованих на виявленні генетичних дефектів, і переходу в діагностиці до найбільш повного обстеження популяцій для виявлення схильності до хвороби.