Маллигэн разработал, по-видимому, безопасный и эффективный способ достичь этой цели. В течение нескольких лет он изучал ретровирусы. Возникла идея перестроить их таким образом, чтобы они служили однократными посыльными или, как говорят, векторами, транспортирующими гены в клетки.

Маллигэн и Индер Верма, молекулярный биолог, также работающий над проблемой АДА, рассуждали так: поскольку ретровирусы естественным путем внедряют свои гены в клетки, можно попытаться заставить их проделать то же самое с чужимы генами. С этой целью они «сшили» человеческий и вирусный гены и заразили ими клетки в культуре. Задачей ученых было создать новый вид ретровирусов, которые могли бы переносить ген в клетки человека, но при этом были бы прочно заперты в них.

Группа Маллигэна взялась за эту непростую задачу. Каждый из них по отдельности уже неспособен порождать новые вирусы. Для этого из’ одного вируса они удалили гены, ответственные за создание белковой оболочки, необходимой ему, чтобы проникнуть в клетки, и заменили их нужным чужим геном. Из другого, так называемого вируса-помощника, они удалили последовательность генов, которая дает «сигнал» белковой оболочке обернуться вокруг вирусной РНК и образовать новый вирус. Когда оба таких «вируса калеки» вводятся в клетки культуры, вирус-помощник обеспечивает всю необходимую работу по «упаковке» и внедрению в клетку комбинированного вируса, однако сам внедриться в клетку не может. Вектор – нечто подобное мулу в мире вирусов: он может внедриться в клетку, но, будучи внутри, не может воспроизводиться, поскольку в его РНК отсутствуют необходимые инструкции для этого. Он оказывается навсегда заключенным в клеточной ДНК.

Read the rest of this entry »

«Лекарства и все другие средства, которые мы используем сегодня, – паллиативные меры. Они позволяют устранить симптомы, но не излечить саму болезнь, – объясняет Ф. Андерсон из Национального института здравоохранения, чья группа среди прочих работает над этой проблемой. – Единственный способ победить болезнь, если она вызвана дефектным геном, – исправить дефект».

Существует несколько генетических заболеваний – такие, как болезнь Альцгеймера и некоторые виды рака, – которые могут воз – • Айкать, если не один, а несколько генов «собьются с пути». Не вызывает сомнения, что такие болезни будут неподвластны генной терапии еще многие годы. Первые попытки будут нацелены на некоторых из 1600 генетических заболеваний, вызванных нарушением Только в одном из около 100 000 генов, упакованных в каждой из наших клеток. Среди этих болезней – цистный фибриоз, мышечная дистрофия, гемофилия, болезнь Хантингтона, а также уже упоминавшиеся АДА и синдром Леш-Нихена. Дефектные гены, вызывающие последние две болезни, уже «идентифицированы, и их нормальные копии могут быть клонированы лабораторным путем.

Read the rest of this entry »

Спрашивается, можно ли использовать эти свойства ферментов для практических целей? Можно, но этому мешали, а частично мешают и до сих пор два обстоятельства. Во-первых, ферменты, как правило, гомогенные катализаторы, что весьма неудобно с технологической точки зрения, так как такой катализатор трудно отделять от продуктов реакции и использовать повторно. Во-вторых, ферменты довольно нестабильны и обычно не могут функционировать достаточно длительный срок.

На протяжении последних 15-20 лет все эти проблемы были решены, ферменты стали полноправными компонентами технологических схем, и возникла перспективная отрасль знания – инженерная энзимология, важная составная часть современной биотехнологии.

Первая проблема была решена путем развития методов иммобилизации ферментов. Под иммобилизацией понимают такую процедуру, в результате которой молекула фермента тем или иным способом прикрепляется к объектам, не растворимым в. воде. Эти объекты вместе с ферментом легко отделяются от раствора после завершения реакции.

Read the rest of this entry »

На этом, однако, возможности инженерно-энзимологических подходов в данной области не исчерпываются. Пенициллинамидазе присуща уникальная специфичность также и по отношению к гидролизу цефалоспори-нов: отщепляется только боковая группа, а 3-лактамный цикл остается нетронутым. Это использовали для создания второго технологического процесса – получения 7-АДЦК гидролизом соответствующего фенилацетатного производного. Таким образом, открывается путь к получению очень перспективных лекарственных средств на основе «полусинтетических» цефалоспоринов.

Другой путь применения ферментов в этой области – ферментативный синтез (З-лактамных антибиотиков. Гидролиз амидной связи – реакция обратимая:

Read the rest of this entry »

Лечение генных болезней введением пациенту нормальных генов выглядит обманчиво простым. Фактически же генная терапия – столь изощренная процедура, что только горстка научных коллек» тивов в мире обладает достаточными знаниями и опытом, чтобы лишь рассматривать возможность такой попытки. Одно из самых больших препятствий – найти способ внедрить гены в клетку.

Шесть лет назад первая попытка генной терапии закончилась неудачно. Мартин Клайн попытался химическим путем трансплантировать созданные в лаборатории гены в клетки костного мозга двум женщинам •- больным анемией Кули (болезнь крови). Пациентки не излечились, хотя побочных эффектов от лечения не было. Однако Клайн подвергся критике научных кругов за Проведение, как впоследствии было доказано, преждевременного эксперимента.

Сейчас в США несколько групп занимаются проблемой генной терапии. Все они, как правило, состоят из представителей ученых разных специальностей: клиницистов, молекулярных биологов и оио-химиков, часто представляющих различные институты, поскольку ни одна отдельная лаборатория не имеет достаточного опыта, чтобы; разработать целиком подход к лечению генетических заболевании. Их приверженность сложному делу исходит из четкого осознания, того, что современная медицина позволяет лечить лишь небольшое число из более чем 3 000 известных генетических заболевании,

Участки желатинового слоя смываются водой, и если затем поместить пленку в раствор красителя (проявление), способного окрашивать желатиновый слой, то смытые участки остаются бесцветными и получается негатив. Другой вариант основан на том, что светочувствительным делают не сам фермент, а носитель для его иммобилизации. Такой носитель наносят на пленку и после освещения в нём появляются центры, способные химически связывать фермент. Результат оказывается тем же самым: в тех местах, на которые падает свет, оказываются молекулы активного фермента. Преимущество этого метода – меньший расход фермента.

В настоящее время ферменты даже микробного происхождения значительно дороже серебра, но применять их можно в очень малых количествах, так что стоимость ферментных фотоматериалов оказывается не выше серебряных.

Read the rest of this entry »

В реакциях получения тирозина можно использовать не только фенолы, но и другие гетероциклы. Например, при введении индола в присутствии триптофаназы получается триптофан:

Наконец, отметим еще два процесса, основанных на ферментативных превращениях легкодоступных химически циклических соединениях. Одно из них, а-аминокапролактам, подвергаясь гидролизу под действием а-аминокапролактамгидролазы, дает L-лизин и D-, а-аминокапролактам. Последний рацемизуют либо химически, либо ферментативно и вновь подвергают энантиоселективному гидролизу.

Read the rest of this entry »

В недалеком будущем, возможно, уже в этом году терапевт в одной из американских клиник проведет смелый и хитроумный эксперимент. Он введет иглу шприца в тазовую кость пациента, страдающего неизлечимой наследственной болезнью. Когда игла достигнет костного мозга, врач извлечет столовую ложку клеток этого густого вещества, заполняющего внутреннюю полость кости. В лаборатории клиники он заразит эти клетки искусственными вирусами, которые «перекроены» таким образом, что их РНК содержит сконструированный в лаборатории недостающий у больного ген.

Болезнь, которую попробуют вылечить таким способом, вероятно, будет одной из двух редких наследственных заболеваний – дефицит аденозиндезаминазы (АДА) или синдром Леш-Нихена, За этими названиями скрываются суровые недуги: АДА так угнетает иммунную систему человека, что обычная простуда может стать для него причиной смерти.

Американский мальчик Дэвид, проведший большую часть своей 12-летней жизни в герметичном пластиковом скафандре, страдал именно этим заболеванием. Дети мужского пола, жертвы синдрома Леш-Нихена (редкой формы мозгового паралича) часто страдают почками, подагрой, артритами, замедленным умственным развитием, у них неконтролируемые позывы калечить самих себя.

Read the rest of this entry »

Австралийские ученые впервые в мире создали «трансгенную» овцу, введя в эмбрион ген, ответственный за производство гормона роста овец. Это событие – большой шаг вперед на пути к созданию более крупных быстрорастущих животных, оно позволяет также сократить время улучшения пород скота. Ученые утверждают, что скоро станет возможным трансплантировать и некоторые другие гены, чтобы ускорить рост шерсти, увеличить сопротивляемость заболеваниям овец, а также распространить эту методику на крупный рогатый скот.

Ген гормона роста овец ввели в эмбрион, когда он состоял из одной клетки. Затем эту клетку имплантировали другой овце, которая и выносила ягненка. Ягненок с геном гормона роста появился на свет в апреле этого года. Должно пройти еще шесть недель, прежде чем ученые наверняка узнают, будет ли дополнительный ген производить гормон, однако Тревор Скотт, руководитель отделения Животноводства крупнейшей австралийской исследовательской организации ЦСИРО, надеется на успех. Лабораторные исследования показали, по словам Скотта, что новые гены внедрились в клетки «трансгенной» овцы. Примерно через пять недель ей введут небольшую дозу цинка (который «включит» ген, активируя регуляторную последовательность оснований ДНК), чтобы началось дополнительное производство гормона роста.

Read the rest of this entry »

Применение ферментов многообещающе не только в крупнотоннажном производстве пищевых продуктов и лекарственных средств. Совершенно уникальные возможности открываются в аналитической химии, в частности при разработке методов контроля окружающей среды ив медицинском анализе. Очень удобные, высокочувствительные и абсолютно селективные датчики на основе; иммобилизованных ферментов и автоматизированные ферменты системы контроля производят буквально; революцию в этой области.

Развитие биоэлектрокатализа приведет к разработке. эффективных энергетических систем. Пока почти не исследованы перспективы развития биоэлектрокаталитического синтеза, но и здесь следует ожидать успешного применения ферментов.

Read the rest of this entry »