Реферат: Будущее человечества и прогресс генетики

Содержание

Введение………………………………………………………………………2

Исследованиегенома человека ……………………………………………… 4

Прогрессгенетики …………………………………………………………… 7

Достижения ипроблемы современной генетики ………………………… 14

Медико-гентическоеконсультирование …………………………………. 15

Проблемаклонирования животных и человека …………………………. 18

Генетика ипроблема рака ………………………………………………… 22

Генетическиймониторинг ………………………………………………… 25

Заключение………………………………………………………………… 27

Литература…………………………………………………………………. 30

     

Введение

Генетика представляет собойодну из основных, наиболее увлекательных и вместе с тем сложных дисциплинсовременного естествознания. Место генетики среди биологических наук и особыйинтерес к ней определяются тем, что она изучает основные свойства организмов, аименно наследственность и изменчивость.

В результате многочисленных– блестящих по своему замыслу и тончайших по исполнению – экспериментов вобласти молекулярной генетики современная биология обогатилась двумяфундаментальными открытиями, которые уже нашли широкое отражение в генетикечеловека, а частично и выполнены на клетках человека. Это показываетнеразрывную связь успехов генетики человека с успехами современной биологии,которая все больше и больше становится связана с генетикой.

Первое – это возможностьработать с изолированными генами. Она получена благодаря выделению гена вчистом виде и синтезу его. Значение этого открытия трудно переоценить. Важноподчеркнуть, что для синтеза гена применяют разные методы, т.е. уже имеетсявыбор, когда речь пойдет о таком сложном механизме как человек.

Второе достижение – этодоказательство включения чужеродной информации в геном, а такжефункционирования его в клетках высших животных и человека. Материалы для этогооткрытия накапливались из разных экспериментальных подходов. Прежде всего, этомногочисленные исследования в области вирусогенетической теории возникновениязлокачественных опухолей, включая обнаружение синтеза ДНК на РНК-матрице. Крометого, стимулированные идеей генетической инженерии опыты с профаговойтрансдукцией подтвердили возможность функционирования генов простых организмовв клетках млекопитающих, включая клетки человека.

Без преувеличения можносказать, что, наряду с молекулярной генетикой, генетика человека относится кнаиболее прогрессирующим разделам генетики в целом. Ее исследованияпростираются от биохимического до популяционного, с включением клеточного иорганизменного уровней.

 XXвек стал веком величайших открытий во всех областях естествознания, веком научно-техническойреволюции, которая изменила и облик Земли, и облик ее обитателей. Возможно,одной из основных отраслей знания, которые будут определять облик нашего мира вследующем веке, является генетика. С этой сравнительно молодой наукой всегдабыло связано немало споров и противоречий, но последние достижения генетики игенной инженерии, которая вполне может считаться самостоятельной дисциплиной, втаких областях, как исследование генома человека и клонирование, хотя и открылиширокие перспективы развития биотехнологий и лечения различных заболеваний,сделали возможным изменение самой сущности человека, породив тем самыммножество вопросов этического, даже, скорее, философского, характера. Имеет личеловек право изменять то, что создано природой? Имеет ли право исправлять ееошибки и, если да, то где та грань, которую нельзя переступать? Не обернутся линаучные знания катастрофой для всего человечества, как это случилось, когдабыла открыта энергия атома, уничтожившая Хиросиму, Нагасаки и Чернобыль? На этивопросы все отвечают по-разному, поэтому в своей работе я попытаюсь не толькорассказать о самих проблемах научной этики, связанных с генетикой, но и повозможности отразить различные точки зрения на эти проблемы.

Исследования генома человека

Как наука генетика возникла на рубеже XIX и XXвеков. Многие официальной датой ее рождения считают 1900 год, когда Корренс,Чермак и де Фриз независимо друг от друга обнаружили определенныезакономерности в передаче наследственных признаков. Открытие законовнаследственности состоялось, по существу, вторично — еще в 1865 году чешскийученый-естествоиспытатель Грегор Мендель получил те же результаты,экспериментируя с садовым горохом. После 1900 года открытия в области генетикиследовали одно за другим, исследования, посвященные строению клетки, функциямбелков, строению нуклеиновых кислот, открытых Мишером в 1869 году, шаг за шагомприближали человека к разгадке тайн природы, создавались новые научныенаправления, совершенствовались новые методы. И, наконец, в конце XX векагенетика вплотную подошла к решению одного из фундаментальных вопросовбиологической науки — вопроса о полной расшифровке наследственной информации очеловеке.

В реализации грандиозного проекта по расшифровкегенетического кода ДНК, получившего название HUGO (Human Genome Organization)приняли участие 220 ученых из разных стран, в том числе и пять советскихбиологов. В нашей стране была создана собственная программа «Геном человека»,руководителем которой стал академик Александр Александрович Баев.

Впервые идея организации подобной программы былавыдвинута в 1986 году. Тогда идея показалась неприемлемой: геном человека, тоесть совокупность всех его генов содержит около трех миллиардов нуклеотидов, ав конце 80-х годов затраты на определение одного нуклеотида составляли около 5долларов США. Кроме того технологии 80-х позволяли одному человеку определятьне более 100 000 нуклеотидов в год. Тем не менее, уже в 1988 году Конгресс СШАодобрил создание американского проекта исследований в этой области,руководитель программы Дж. Уотсон так определил ее перспективы: «Я вижуисключительную возможность для улучшения человечества в ближайшем будущем».Осуществление российской программы началось в 1989 году.

Сейчас определение одного нуклеотида обходитсявсего в один доллар, созданы аппараты, способные секвенировать (от лат. sequi — следовать) до 35 млн. последовательностей нуклеотидов в год. Одним из важныхдостижений стало открытие так называемой полимеразной цепной реакции,позволяющей из микроскопических количеств ДНК за несколько часов получить объемДНК, достаточный для генетического анализа. По оценкам специалистов существуетвозможность завершения проекта через 15 лет, и уже сейчас программа приноситполезные результаты. Суть работ заключается в следующем: сначала проводитсякартирование генома (определение положения гена в хромосоме), локализациянекоторых генов, а после этого секвенирование (определение точнойпоследовательности нуклеотидов в молекуле ДНК). Первым геном, который удалосьлокализовать, стал ген дальтонизма, картированный в половой хромосоме в 1911году. К 1990 году число идентифицированных генов достигло 5000, из нихкартированных 1825, секвенированных — 460. Удалось локализовать гены, связанныес тяжелейшими наследственными болезнями, такими, как хорея Гентингтона, болезньАльцгеймера, мышечная дистрофия Дюшена, кистозный фиброз и др.

Таким образом, проект исследования геномачеловека имеет колоссальное значение для изучения молекулярных основ наследственныхболезней, их диагностики, профилактики и лечения. Следует обратить внимание нато, что за последние десятилетия в индустриально развитых странах долянаследственных болезней в общем объеме заболеваний значительно увеличилась.Именно наследственностью обусловлена предрасположенность к раковым исердечно-сосудистым заболеваниям. В значительной степени это связано сэкологической ситуацией, с загрязнением окружающей среды, так как многие отходыпромышленности и сельского хозяйства являются мутагенами, то есть изменяютчеловеческий генофонд. Учитывая современный уровень развития генетики можнопредположить, что научные открытия будущего позволят путем изменения геномаадаптировать человека к неблагоприятным условиям внешней среды. Что же касаетсяборьбы с наследственными заболеваниями, то их лечение путем замены больныхгенов на здоровые кажется реальным уже сейчас. Все это означает, что человекполучит возможность не только изменять живые организмы, но и конструироватьновые формы жизни. В связи с этим возникает целый ряд серьезных вопросов.

На мой взглядодним из наиболее важных вопросов является вопрос об использовании генетическойинформации в коммерческих целях. Несмотря на то, что и участники проекта HUGO,и представители международных организаций, в частности ЮНЕСКО, единодушны втом, что любые результаты исследований по картированию и секвенированию геномадолжны быть доступны всем странам и не могут служить источником прибыли,частный капитал начинает играть все большую роль в генетических исследованиях.Когда появилась программа HUGO, возникли так называемые геномные компании,которые занялись самостоятельно занялись расшифровкой генома. В качествепримера можно привести американскую организацию под названием Institute ofGenomic Research (TIGR) или компанию Human Genome Sciences Inc. (HGS). Междукрупными фирмами идет ожесточенная борьба за патенты. Так в октябре 1994 КрэкВентер, глава вышеупомянутой компании TIGR, о том, что в распоряжении егокорпорации находится библиотека из 35000 фрагментов ДНК, синтезированных спомощью РНК на генах, полученных лабораторным путем. Эти фрагменты сравнили с32 известными генами наследственных заболеваний. Оказалось, что 8 из нихполностью идентичны, а 19 гомологичны. TIGR оказался обладателем ценнейшейнаучной информации, но его руководители заявили, что химическое строение всехпоследовательностей из этой библиотеки засекречено и будет сделано достояниемгласности только в том случае, если за компанией будет признано правособственности на все 35000 фрагментов. Это не единственный случай, а между тем,развитие генетики намного опережает развитие соответствующей законодательнойбазы. Хотя шаги в этом направлении предпринимаются (в России, например, в конце1996 года был принят закон «О государственном регулировании в областигенно-инженерной деятельности», в1995 был принят закон о биоэтике воФранции, в США Акт о гражданских правах запрещает дискриминацию при найме наработу по расовым, половым, религиозным и национальным признакам, при этом генсерповидноклеточной анемии, в частности у негров, может считаться расовымпризнаком, другой закон запрещает дискриминацию при найме на работу лиц спониженной трудоспособностью, а таковыми могут считаться и лица с отягощеннойнаследственностью, большое значение имеет так называемый принцип Тарасовой,обязывающий врачей нарушать конфиденциальность врачебных сведений с цельюпредотвращения возможного вреда обществу), международных актов, регулирующихвсе стороны деятельности, связанной с генетикой, пока не существует.

Прогресс генетики

               Эволюция человеческого видане ограничена прошлым. Механизмы, которые вызывают изменения в частоте генов отпоколения к поколению, продолжают работать и в настоящее время. С течениемвремени биологическая эволюция все в большей и большей степени дополняетсякультурной эволюцией, которая становится одной из главных сил, вызывающейбиологические изменения внутри человеческого вида. Знание этих механизмовдолжно помочь в определении тенденции развития генетической структурычеловеческих популяций в будущем. В большинстве стран за последние несколькопоколений условия жизни населения сильно изменились и продолжают меняться внарастающем темпе. Благодаря успехам гигиены и медицины значительно улучшилосьздоровье человека, и возросла продолжительность его жизни. Эти обстоятельствасказываются на репродуктивности и смертности и, следовательно, влияют нагенетической структуре будущихпоколений.                                                                                                       

                Прогресс науки и техникиподвергает современных людей существенно большим рискам неблагоприятнойизменчивости, чем это было на протяжении всего предшествующего периода развитиячеловеческой цивилизации. Физические, химические и, возможно, биологические(вирусные) мутагены могут нести серьезную угрозу для генетической структурыпопуляции в будущем. Поэтому одной из актуальнейших задач современногоестествознания является изучение процессов генетической изменчивости человека иразработка системы мер для предотвращения неблагоприятных тенденций эволюции. Вуказанном аспекте важное значение имеет развитие генетики человека, особенно вобласти генетического консультирования и скрининга наследственных аномалий, чтоможет сохранить приемлемый уровень здоровья будущихпоколений.                       

Мутация – это всеобщее свойство живыхорганизмов, лежащее в основе эволюции и селекции всех форм жизни изаключающееся во внезапно возникающем изменении генетической информации. Когдамутация происходит в отдельном гене, то говорят о генных или точковых мутациях.При изменении структуры хромосом или их числа, речь идет о хромосомныхмутациях. Все генетическое разнообразие людей так или иначе является следствиеммутаций.

 С достаточной уверенностью можноутверждать, что многие мутации генов и практически все аберрации хромосомнеблагоприятны как для индивида, так и для популяции; большинство хромосомныхаберраций губит зиготу в период эмбрионального развития, меньшая часть такихзигот доживает до рождения и продолжает существовать дальше, но пораженныепациенты страдают тяжелыми врожденными пороками. Генные мутации часто ведут кврожденным заболеваниям с простым типом наследования или к дефектам вмультифакториальных генетических системах. Очень большая часть генных мутацийведет к изменениям аминокислотной последовательности белков и не вызывает явнойфункциональной недостаточности, примером чему служат варианты гемоглобина. Доляблагоприятных мутаций, в лучшем случае, очень незначительна.

                      Частоты численныхаберраций хромосом увеличивается с возрастом матери, поэтому любой сдвиг вматеринском возрасте приведет к соответствующему изменению в общейраспространенности таких хромосомных мутаций. Во многих современных популяцияхсуществует тенденция к уменьшению числа детей в семье и концентрациядеторождения в возрастной группе с наименьшим риском (женщины в возрасте от 20до 30 лет). Было подсчитано, что в западных странах и в Японии эта тенденциядолжна была уменьшить число детей с синдромом Дауна на 25...40%. Однако рядпоследних исследований показывает, что склонность многих современных женщиноткладывать рождение ребенка на несколько более поздний возраст легко можетпривести к изменению этой тенденции на противоположную. Известно, что самоеэффективное средство обнаружения аномалий хромосом – это пренатальнаядиагностика. Во многих странах эту диагностическую процедуру предлагаютпроводить всем женщинам старше 35 лет. Если бы все пожилые беременные женщиныдействительно через нее проходили, частота синдрома Дауна безусловно быснизилась. Можно предположить, что с увеличением безопасности пренатальнойдиагностики для матери и ребенка, амниоцентез станет обычным для большинствабеременностей в развитых странах. В таких условиях можно будет почти полностьюизбежать аномалий, обусловленных численными или структурными аберрациямихромосом. Для многих генов частота мутаций увеличивается с возрастом отца,поэтому любой сдвиг в возрастной структуре отцов соответствующим образомповлияет на частоту мутаций. Для редких аутосомно-доминантных состоянийизменения под действием возраста отца не будут столь крупными, как длячисленных хромосомных аберраций; влияние возраста отца на частоту мутаций вдоминантных и сцепленных с Х-хромосомой генов меньше возраста матери на частотучисленных аномалий хромосом. С медицинских позиций общее воздействие отцовскоговозраста представляется относительно небольшим и практически не принимается врасчет фактический риск поражения доминантной мутацией ребенка, имеющегопожилого отца. Любой возможный подъем уровня радиации, любое облучение может нанесколько процентов увеличить частоту мутаций. Принимая во внимание флуктуации«спонтанной» частоты мутаций, обусловленной, например, изменениями возрастнойструктуры родителей, какое-либо увеличение, связанное с радиацией, можетоказаться даже незамеченным без применения тонких эпидемиологических методов.Все же эффект имеет место, особенно с учетом действия техногенных факторов,включая техногенные катастрофы. Следовательно, одной из основных задачпрофилактики повышенной частоты мутаций у человека является поддержаниерадиации на низком уровне. О воздействии химических мутагенов на популяциючеловека известно слишком мало. Можно предположить, что человечеству придетсясмириться с определенным числом химически индуцированных мутаций, посколькуобщество не может отказаться от тех преимуществ, которые дают ему достижениясовременной химии.

                    В будущем человечествупридется столкнуться с увеличением частоты спонтанных мутаций. Оно приведет ксоответствующему увеличению численных и структурных хромосомных аберраций инаследственных заболеваний, связанных с доминантными и с X-сцепленными генами.Вероятно, что в будущем возрастет число неопластических заболеваний, посколькусоматические мутации, вызываемые агентами внешней среды, часто служат причинойновообразований. Широко распространено мнение о том, что благодаря современноймедицине действие естественного отбора ослабло. Однако это утверждениесправедливо лишь отчасти. Никаким лечением до сих пор не удавалосьпредотвратить последствия хромосомных аберраций (синдромы Дауна, Клайнфельтераи др.). Для этих состояний действие естественного отбора не изменилось. Отбордействительно ослаблен для некоторых патологических признаков саутосомно-доминантным или Х-сцепленным рецессивными типами наследования.Существуют наследственные заболевания, которые сохранились до сих пор благодарягенетическому равновесию между мутацией и отбором. Один из примеров –гемофилия. А, при которой заместительная терапия с помощью фактора VIII теперьпозволяет вести больным почти нормальный образ жизни. Значительно возрослапродолжительность жизни, увеличилась возможность иметь детей.

           Существуют, однако, многиедругие доминантные и Х-сцепленным состояния, для которых удовлетворительнойтерапии нет, и естественный отбор действует еще в полную силу. В качествепримера можно привести неврофиброматоз, туберозный склероз и миопатию Дюшенна.По мере того как эффективность лечения этих болезней будет увеличиваться, отборв отношении их будет ослабевать.

           Наиболее заметный успех втерапии наследственных заболеваний был, достигнут по отношению к рецессивнымдефектам ферментных систем. Лечение позволяет лицам, пораженным некоторыми изэтих заболеваний вырасти здоровыми настолько, что они могут иметь детей. Впопуляциях развитых стран, где браки заключаются случайным образом, можноожидать очень медленного увеличения частоты рецессивных заболеваний по сравнениюс современным уровнем.

            В популяции существуетизменчивость не только для четко определенных генетических дефектов, но и дляфункциональных систем, которые зависят от сложного, но упорядоченноговзаимодействия различных генов в период эмбрионального развития. Сердце, глазаи иммунная система являются примерами таких систем. Эволюционно эти системыразвивались под постоянным и интенсивным действие отбора. Как только этодавление снижается, начинают накапливаться мутации, которые приводят кнебольшим функциональным недостаткам, и в течение долгих эволюционных периодовэти системы медленно, но неуклонно деградируют.

            У животных самые характерныепримеры обнаружены среди видов, которые в течение многих поколений жили вполной темноте пещер или на больших глубинах океана, где интактная зрительнаясистема не дает никаких преимуществ в плане отбора. Как правило, сначалаувеличивается изменчивость глаз, особи с небольшими дефектами начинаютвстречаться все чаще. Затем у большинства больных животных глаза оказываютсяболее или менее дефектными, и, наконец, возникает безглазый вид. В современномцивилизованном обществе небольшие дефекты зрительной системы не ставят ихносителей в невыгодное положение перед отбором, тогда как в прошлые периодыразвития человечества совершенство зрительной системы давало очевидныепреимущества для выживания индивидов и их потомства. В настоящее времянаблюдается значительное увеличению изменчивости зрительной системы человека:такие состояния, как близорукость, дальнозоркость, астигматизм, нарушениясветовосприятия встречаются чаще, чем в примитивных популяциях, которые донедавнего времени жили в условиях сурового отбора. Патогенные последствияуказанной тенденции неочевидны, и их трудно прогнозировать, особенно в связи свозможностями современной (и в еще большей степени будущей) медицины поэффективной коррекции зрительных дефектов.

 Другим примером могут служить врожденныеаномалии развития, которые эффективно корригируются хирургическими методамилечения. Так, в прошлом дети с расщелинами неба и губы находились под действиемдовольно сильного естественного отбора. В настоящее время вследствиеэффективного хирургического лечения такие дети без труда выживают и в будущемимеют детей. Аналогичные тенденции характерны для врожденных пороков сердца ижелудочно-кишечного тракта. Наиболее опасные последствия для человечества можетиметь медленное повреждение иммунной системы. До недавнего времени высокаясмертность среди младенцев и детей была обусловлена главным образоминфекционными заболеваниями. Сложная система обнаружения и уничтоженияинфекционных агентов эволюционировала под влиянием сильного отбора. Известномножество генетических дефектов, которые снижают эффективность иммуннойсистемы. Раньше такие дефекты приводили к смерти индивидов от инфекции; теперьпри наличии мощной антибактериальной терапии многие из них выживают и даютпотомство. В результате на протяжении ряда поколений может иметь местофункциональная деградация иммунной системы и связанные с ней неблагоприятныепоследствия в виде снижения устойчивости к инфекционным воздействиям ивозможное возрастание частоты новообразований. Современное постиндустриальноеобщество обеспечивает возможности для выживания и размножения индивидов смаргинальным поведением, а также со слабой степенью умственной отсталости,генетическая обусловленность которых в настоящее время признается большинствомученых. В будущем указанная тенденция может иметь весьма негативное влияние натечение социального, культурного и научного прогресса даже в наиболее развитыхстранах мира.

Кромеболезнетворных генов обнаружены еще некоторые гены, имеющие прямое отношение кздоровью человека. Выяснилось, что существуют гены, обуславливающиепредрасположенность к развитию профессиональных заболеваний на вредныхпроизводствах. Так, на асбестовых производствах одни люди болеют и умирают отасбестоза, а другие устойчивы к нему. В будущем возможно создание специальнойгенетической службы, которая будет давать рекомендации по поводу возможной профессиональнойдеятельности с точки зрения предрасположенности к профессиональным заболеваниям.

Оказалось, чтопредрасположенность к алкоголизму или наркомании тоже может иметь генетическуюоснову. Открыто уже семь генов, повреждения которых связаны с возникновениемзависимости от химических веществ. Из тканей больных алкоголизмом был выделенмутантный ген, который приводит к дефектам клеточных рецепторов дофамина –вещества, играющего ключевую роль в работе центров удовольствия мозга.Недостаток дофамина или дефекты его рецепторов напрямую связаны с развитиемалкоголизма. В четвертой хромосоме обнаружен ген, мутации которого приводят кразвитию раннего алкоголизма и уже в раннем детстве проявляются в виде повышеннойподвижности ребенка и дефицита внимания.

Выяснилось также, что разные аллели одного генамогут обуславливать разные реакции людей на лекарственные препараты.Фармацевтические компании планируют использовать эти данные для производстваопределенных лекарств, предназначенных различным группам пациентов. Это поможетустранить побочные реакции от лекарств, точнее, понять механизм их действия,снизить миллионные затраты. Целая новая отрасль – фармакогенетика – изучает,как те или иные особенности строения ДНК могут ослабить или усилить воздействиелекарств.

Расшифровкагеномов бактерий позволяет создавать новые действенные и безвредные вакцины икачественные диагностические препараты.

Случайные флуктуации частоты генов (дрейфгенов) могут привести к заметным генетическим различиям между субпопуляциями приусловии, что эти популяции почти полностью изолированы друг от друга, врезультате чего поток генов между ними поддерживается на очень низком уровне.Однако в современных популяциях людей наблюдается сильно выраженная тенденция кразрушению изоляции и увеличению числа смешенных браков между членами разныхпопуляций. По-видимому, нет оснований предполагать, что в обозримом будущем этатенденция сменится на противоположенную, и будут сформированы новые небольшиеизолированные группы. Следовательно, в будущем случайные флуктуации будутиграть существенно меньшую роль в отличие от бесспорно важной их роли дляэволюции человека в прошлом. Если эта тенденция в структуре воспроизведениячеловека сохранится, нового вида человека не возникнет, так как непременнымусловием видообразования является репродуктивная изоляция популяционнойподгруппы. Все люди, живущие в настоящее время, принадлежат к одному виду Homosapiens; любые браки между ними дают плодовитых потомков. Вид Homo sapiensразделен на популяции (расы), у которых значительная часть генов общая икоторые можно отличать друг от друга по общему генофонду. Главным факторомрасогенеза является естественный отбор, обусловливающий адаптацию к различнымусловиям окружающей среды. Для того, чтобы отбор, приводящий к возникновениюгенетических различий, был эффективным, необходима значительная репродуктивнаяизоляция субпопуляций. На протяжении большей части последнего ледниковогопериода (около 100000 лет назад) громадная площадь поверхности Земли былапокрыта льдом. Гималайские и Алтайские горы с расположенными на них ледникамиразделяли евразийский континент на три области, создавая тем самым условия дляраздельной эволюции белых на западе, монголоидов на востоке и негроидов на юге.Современные области расселения трех больших рас не совпадают с теми областями,в которых они формировались; это несоответствие может объясняться миграционнымипроцессами. В настоящее время наблюдается очевидная тенденция к смешениюразличных рас из-за все более увеличивающегося количества межрасовых браков.Возможно, что в будущем это неизбежно приведет к образованию гибриднойпопуляции. Никаких данных в пользу предположения, что смешение рас приведет ккаким-либо вредным генетическим последствиям, нет. Наоборот, меньшаягомозиготность расовых гибридов благоприятно сказывается на частоте многихрецессивных заболеваний. Тезис о том, что межрасовое смешение приводит квозникновению гибридной силы и к большему физическому и психическому здоровьютребует уточнения на основе обширных многофакторных исследований гибридов ипредковых для них популяций при тщательно контролируемых условиях среды.

В настоящеевремя также интенсивно изучается проблема зависимости способностей и талантовчеловека от его генов. Главная задача будущих исследований – это изучениеоднонуклеотидных вариаций ДНК в клетках разных органов и выявление различиймежду людьми на генетическом уровне. Это позволит создавать генные портретылюдей и, как следствие, эффективнее лечить болезни, оценивать способности ивозможности каждого человека, выявлять различия между популяциями, оцениватьстепень приспособленности конкретного человека к той или иной экологическойобстановке и т.д.

 Таким образом, на основе вышеизложенногоможно предположить, что общий состав генов человечества в будущем будет похожна тот, который существует в настоящее время. Сохранится, вероятно, тенденция куменьшению расовых и этнических различий. Могут стать редкостью люди саутосомными аберрациями. Вследствие терапевтического, хирургического лечения идругих факторов, ведущих к ослаблению отбора, увеличится число заболевания,вызываемых полигенными факторами. Указанное может явиться одной из важнейшихпроблем медицины будущего и потребует разработки принципиально новых подходов клечению и профилактике подобных заболеваний.

К тому же совершенно необходимо, чтобы и каждыйотдельный человек, и общество в целом не только осмыслили изменения, вызванныеоткрытиями в области генетики, но и добились создания законодательных исоциальных условий, гарантирующих, что эти открытия не будут использованы вовред всем нам.

Наука не стоит на месте, и новые открытия расширяюткруг вопросов, требующих решения.

Определениеположения и функций генов предполагается осуществить с помощью специальныхкомпьютерных программ. Эти программы будут анализировать структуру генов и,сравнивая ее с данными по геномам других организмов, предлагать варианты ихвозможных функций. По мнению компании Celera, работу можно считать завершенной,если гены определены практически полностью и точно известно, как расшифрованныефрагменты располагаются на молекуле ДНК, т.е. в каком порядке. Этомуопределению удовлетворяют результаты Celera, в то время как результатыконсорциума не позволяют однозначно определить положение расшифрованныхучастков относительно друг друга.

КомпанияCelera предполагает после составления полной карты генома человека сделать этиданные доступными для других исследователей по подписке, при этом дляуниверситетов плата за пользование банком данных будет очень низкой, 5–15 тыс.долларов в год. Это составит серьезную конкуренцию базе данных Genbank,принадлежащей университетам.

Участникизаседания комитета по науке резко критиковали такие компании, как IncytePharmaceuticals и Human Genome Sciences, которые каждую ночь копировали данныеконсорциума, доступные по Интернету, а затем подавали заявки на патентованиевсех генов, обнаруженных ими в этих последовательностях.

На вопрос, немогут ли данные о геноме человека быть использованы для создания биологическогооружия нового типа, например, опасного только для некоторых популяций, д-рВентер ответил, что гораздо большую опасность представляют данные по геномамболезнетворных бактерий и вирусов. На вопрос одного из конгрессменов, не станетли теперь реальностью целенаправленное изменение человеческой расы, д-р Вентерответил, что для полного определения функций всех генов может потребоватьсяоколо ста лет, а до тех пор о направленных изменениях в геноме говорить неприходится.

Достижения и проблемы современной генетики

На основегенетических исследований возникли новые области знания (молекулярная биология,молекулярная генетика), соответствующие биотехнологии (такие, как геннаяинженерия) и методы (например, полимеразная цепная реакция), позволяющиевыделять и синтезировать нуклеотидные последовательности, встраивать их вгеном, получать гибридные ДНК со свойствами, не существовавшими в природе.Получены многие препараты, без которых уже немыслима медицина. Разработаныпринципы выведения трансгенных растений и животных, обладающих признакамиразных видов. Стало возможным характеризовать особей по многим полиморфнымДНК-маркерам: микросателлитам, нуклеотидным последовательностям и др.Большинство молекулярно-биологических методов не требуют гибридологическогоанализа. Однако при исследовании признаков, анализе маркеров и картированиигенов этот классический метод генетики все еще необходим.

Как и любаядругая наука, генетика была и остается оружием недобросовестных ученых иполитиков. Такая ее ветвь, как евгеника, согласно которой развитие человекаполностью определяется его генотипом, послужила основой для создания в1930–1960-е годы расовых теорий и программ стерилизации. Напротив, отрицаниероли генов и принятие идеи о доминирующей роли среды привело к прекращениюгенетических исследований в СССР с конца 1940-х до середины 1960-х годов.Сейчас возникают экологические и этические проблемы в связи с работами посозданию «химер» – трансгенных растений и животных, «копированию» животныхпутем пересадки клеточного ядра в оплодотворенную яйцеклетку, генетической«паспортизации» людей и т.п. В ведущих державах мира принимаются законы,ставящие целью предотвратить нежелательные последствия таких работ.

Современнаягенетика обеспечила новые возможности для исследования деятельности организма:с помощью индуцированных мутаций можно выключать и включать почти любыефизиологические процессы, прерывать биосинтез белков в клетке, изменятьморфогенез, останавливать развитие на определенной стадии. Мы теперь можемглубже исследовать популяционные и эволюционные процессы, изучатьнаследственные болезни, проблему раковых заболеваний и многое другое. Впоследние годы бурное развитие молекулярно-биологических подходов и методовпозволило генетикам не только расшифровать геномы многих организмов, но иконструировать живые существа с заданными свойствами. Таким образом, генетикаоткрывает пути моделирования биологических процессов и способствует тому, чтобиология после длительного периода дробления на отдельные дисциплины вступает вэпоху объединения и синтеза знаний.

Медико-генетическоеконсультирование.

Наиболеераспространенным и эффективным подходом к профи­лактике наследственныхболезней  является  медико-генетическая консультация. С точки зренияорганизации здравоохранения медико-генети­ческое консультирование — один извидов специализированной ме­дицинской помощи.  Суть консультированиязаключается в следую­щем: 1) определение прогноза рождения ребенка снаследственной болезнью; 2) объяснение вероятности этого события консультиру­ющимся;3) помощь семье в принятии решения.

При большой вероятности  рождения  больного ребенка пра­вильными с профилактической точкизрения могут быть две  реко­мендации: либо воздержание от деторождения,  либопренатальная  диагностика, если она возможна при данной нозологической  фор­ме.

Первыйкабинет по  медико-генетическому  консультированию был организован в 1941 годуДж. Нилом в Мичиганском университе­те (США).  Больше того,  еще в конце 50-хгодов крупнейший со­ветский генетик  и невропатолог С. К Давиденков организовалме­дико-генетическую консультацию при Институте нервно-психиатри­ческойпрофилактики  в  Москве. В настоящее время во всем мире насчитывается околотысячи генетических консультаций, в России их 80.

Основнаяпричина,  которая заставляет людей обращаться  к врачу-генетику, — это желаниеузнать прогноз эдоровья будущего потомства относительно наследственнойпатологии.  Как правило, в консультацию  обращаются   семьи,  где  имеется ребенок  с наследственным или  врожденным заболеванием  (ретроспективноеконсультирование) или  его  появление предполагается (проспективноеконсультирование) в связи с наличием наследственных за­болеваний уродственников, кровнородственным браком, возрастом родителей (старше 35-40лет), облучением и по другим причинам.

Эффективностьконсультации  как врачебного заключения за­висит в основном от трех факторов:точности диагноза, точности расчета генетического риска и уровня  понимания генетического заключения консультирующимися. По существу это три этапа  кон­сультирования.

Первый этапконсультирования всегда начинается с  уточне­ния диагноза наследственногозаболевания. Точный диагноз явля­ется необходимой предпосылкой любойконсультации.  Он  зависит от тщательности  клинического и генеалогическогоисследования, от знания новейших данных по наследственной патологии, от про­веденияспециальных   исследований  (цитогенических,  биохими­ческих,электрофизиологических, сцепления генов и т.д.).

Генеалогическоеисследование  является  одним из основных методов в практике медико-генетическогоконсультирования.  Все исследования обязательно подтверждаются документацией. Инфор­мацию получают не меньше чем от трех  поколений  родственников повосходящей и боковой линии, причем данные должны быть полу­чены обо всех членахсемьи, включая и рано умерших.

В ходегенеалогического исследования может возникнуть не­обходимость направленияобъекта или его родственников  на  до­полнительное клиническое  обследование сцелью уточнения диаг­ноза.

Необходимостьпостоянного  знакомства с новой литературой по наследственной патологии игенетике продиктована диагности­ческими потребностями (ежегодно открываются понесколько сотен новых генетических вариаций, в том числе аномалий) и профилак­тическимис  целью  выбора  наиболее современных методов пренатальной диагностики илилечения.

Цитогенетическоеисследование  применяется не менее чем в половине консультируемых случаях. Это связано с оценкой прогноза потомства при установленном диагнозехромосомного заболе­вания и с уточнением диагноза в неясных случаях приврожденных пороках развития.

Биохимические,иммунологические и другие  клинические методы не  являются специфическими длягенетической консульта­ции, но применяются так же широко,  как и придиагностике  не­наследственных заболеваний.

Второй этапконсультирования — определение  прогноза  по­томства. Генетический рископределяется двумя способами: 1)пу­тем теоретических расчетов, основанных  на генетических зако­номерностях с  использованием  методов генетического анализаи вариационной статистики;  2) с помощью эмпирических данных длямультифакториальных и хромосомных болезней,  а также для забо­леваний с неясныммеханизмом генетической детерминации.  В не­которых случаях  оба  принципакомбинируются,  т. е.  в эмпири­ческие данные вносятся теоретические поправки. Сущность гене­тического прогноза  состоит  в  оценке  вероятности  появлениянаследственной патологии у будущих или уже  родившихся  детей. Консультированиепо прогнозу потомства,  как указывалось выше, бывает двух видов: проспективноеи ретроспективное.

Проспективноеконсультирование — это наиболее эффективный вид профилактики наследственныхболезней,  когда риск рождения больного ребенка  определяется еще донаступления беременности или в ранние ее сроки.  Наиболее часто такие консультациипро­водятся в следующих случаях: при наличии кровного родства суп­ругов;  когдапо  линии мужа или жены имели место случаи наследственной патологии; привоздействии вредных средовых факторов на кого-либо из супругов незадолго до наступления  беременности или в первые недели ее (лечебное или диагностическоеоблучение,  тяжелые  инфекции  и ДР.)

ретроспективноеконсультирование -  это  консультирование после рождения  больного ребенкав семье относительно здоровья будущих детей.  Это  наиболее  частые  причины  обращения   в консультации.

Методическиопределение прогноза потомства при  заболева­ниях с  разным типом наследованияразличается.  Если для моно­генных (менделирующих) болезней  теоретические основы оценки генетического риска достаточно четко разработаны, то дляполигенных заболеваний, а тем более мультифакториальных, консуль­тированиечасто основано на чистом эмпиризме, отражающем не­достаточную генетическуюизученность данной патологии.

Применделируюших заболеваниях задача в основном сводится к лабораторнойидентификации или вероятностной   оценке   у консультирующихся определенногодискретного генотипа, лежащего в основе заболевания.

Принеменделируюших заболеваниях в настоящее время невоз­можно выделениеспецифических и дискретных патологических ге­нотипов, обусловливающих развитиезаболевания, поскольку в его формировании может участвовать множествогенетических и средовых факторов, неспецифических по своим эффектам, т. е. одини тот же эффект (болезнь) может быть вызван разными генами и/или факторамивнешней среды. Это и создает многочисленные труд­ности при генетическом анализенеменделируюших признаков и бо­лезней.

Третий этапконсультирования является   заключительным. После постановки диагноза уобъекта, обследования родственни­ков, решения генетической задачи поопределению генетического риска врач-генетик объясняет семье в доступной формесмысл ге­нетического риска или сущность пренатальной диагностики и по­могает ейв принятии решения.

Принятосчитать специфический генетический риск до 5% низким, до 10% — повышенным влегкой степени, до 20% — средним и выше 20% — высоким. Можно пренебречь риском,не выходящим за пределы повышенного в легкой степени, и не считать его проти­вопоказаниемк дальнейшему деторождению.  Лишь генетический риск средней степенирасценивается как противопоказание к за­чатию или как показание к прерываниюуже имеющейся беремен­ности, если семья не хочет подвергаться риску.

С социальнойточки зрения целью генетического консульти­рования в целом является уменьшениечастоты патологических ге­нов в популяциях человека, а целью конкретнойконсультации — помощь семье в решении вопроса о возможности деторождения. Пришироком внедрении генетического консультирования может быть достигнутонекоторое уменьшение частоты наследственных болез­ней, а также смертности,особенно детской. Однако уменьшение частоты тяжелых доминантных заболеваний впопуляциях в резуль­тате медико-генетического консультирования не будетсущественным, потому что 80-90% из них составляют новые мутации.

Эффективностьмедико-генетического  консультирования  зависит от степени  понимания консультирующихся  той информации, которую они получили.  Она зависит также от характера  юриди­ческих законов  в  стране,  относящихся  к прерыванию беремен­ности,социальному обеспечению больных и т. д.

 

Проблема клонирования животных и человека

Пожалуй, одним из наиболее ярких достиженийгенетики за последнее время является эксперимент по клонированию овцы, успешнозавершенный 23 февраля 1997 года учеными Рослинского университета в Шотландиипод руководством Яна Вилмута. Для того, чтобы понять, почему публикациярезультатов эксперимента вызвала такой сильный общественный резонанс (в печатипоявились сотни публикаций, посвященных работе шотландских генетиков, а овечкаДолли, выращенная в ходе эксперимента в течение нескольких недель не сходила стелевизионных экранов) нужно разобраться в сути проделанных работ.

Итак, эксперимент проходил следующим образом. Напервом этапе из вымени овцы была взята клетка молочной железы, причемактивность ее генов была временно погашена. После этого клетка была помещена вооцит — эмбриональное окружение, для того чтобы генетическая ее программаперестроилась на развитие эмбриона. Одновременно с этим из готовой коплодотворению клетки другой овцы было удалено ядро, после чего клетканесколько часов охлаждалась до температуры 5-10 градусов. На следующем этапеяйцеклетка, точнее оставшаяся от нее цитоплазма была внесена в электрическоеполе, где под действием электрического тока разрушились клеточные мембраны, ицитоплазма яйцеклетки слилась с ядром, выделенным из клетки молочной железы.Оплодотворенная таким образом яйцеклетка была помещена в матку третьей овцы,которая и выносила знаменитую Долли, геном которой идентичен геному «матери»,из клетки которой было взято ядро. Ян Вилмут и его сотрудники не сразу добилисьуспеха — шесть ягнят-клонов стали жертвой научных изысканий, так как обладалигенетическими дефектами почек.

Сходные эксперименты по клонированию животныхпроводились и раньше: еще в 70-е годы профессору Гердону из Оксфордскогоуниверситета удалось осуществить пересадку ядра и таким образом клонироватьлягушек, в 1995 году были клонированы крысы, проводились эксперименты с другимимлекопитающими с тем лишь отличием, что вместо клеток молочной железыиспользовались клетки эмбриона. Колин Стюарт, известный генетик, работающий вЛаборатории исследования раковых заболеваний в Мэриленде, США, считает, чтоуспех Вилмута во многом обусловлен тем, что ему удалось решить проблему отторженияядра донорской клеткой, создав для ядра подходящую питательную оболочку.

После публикации работы Вилмута, выяснилось, чтоеще несколько крупных научных центров были близки к успеху шотландскихгенетиков. Были рассекречены исследования ученых Орегонского центра изученияприматов: американцам удалось создать точные генетические копиичеловекообразных обезьян, правда, с использованием клеток зародыша. Выяснилось,что с 1993 году китайские генетики проводят работы по клонированию быков,российским ученым удалось клонировать каспийского осетра, а австрийцы заявили отом, что также располагают технологией генетического тиражирования.

Успех клонирования млекопитающих не оставляетсомнений в том, что преодоление технических трудностей, связанных с клонированиемчеловека, — лишь дело времени. В связи с этим возникает множество вопросовэтико-правового характера, которые следует рассмотреть подробнее. Так каковы жебудут последствия новых достижений генетики? Вот некоторые точки зрения.

Мнения ученых по вопросу разрешения клонированиячеловека разделились. Сам Ян Вилмут считает, что клонирование человекаабсолютно недопустимо, его французский коллега Жан-Француа Маттеи убежден внеобходимости того, «чтобы ООН выработала специальные международныеобязательные нормы по биоэтике, учитывающие последние достижения науки, вплотьдо внесения дополнений в Декларацию прав человека». Саймон Фишел, научныйдиректор клиники в Ноттингеме, напротив, считает, что «во многих отношенияхклонирование может привести к огромным преимуществам». С этой идеей согласен,например, и российский академик Струнников, который изложил свою точку зрения винтервью газете «Известия».

Реакция церкви на новое открытие былаоднозначной. Так Мартин Робра, секретарь Всемирного церковного Совета, заявил онеобходимости введения моратория на генетические исследования. С резкимосуждением экспериментов по клонированию выступил глава римско-католическойцеркви Иоанн Павел II. Газета «Оссерваторе романо», официальный печатный органСвятого Престола писала: «В научных исследованиях и экспериментах существуютграницы, которые нельзя переступать не только по этическим соображениям, но ипо причине, вытекающей из самого характера природы. Время от времени церковьуточняет эти границы, осуждая утилитарный подход к ним и отвергая все то, что,даже будучи технически возможным, не может быть оправдано с моральной точкизрения».

Какой бы точки зрения не придерживались власти,ясно одно — вопрос о клонировании человека нуждается в правовом регулировании.Реакция политиков не заставила долго ждать. Билл Клинтон, например, заявил:«Это замечательное открытие (клонирование) поднимает множество важных вопросов.Оно может принести пользу в сферах науки и сельского хозяйства, однако чреватосерьезными этическими проблемами». Уже в июне этого года на основаниирекомендаций Национальной консультативной комиссии по вопросам биологическойэтики Клинтон направил в конгресс законопроект, запрещающий клонирование людейкак в государственных, так и в частных институтах. Дело в том, что поамериканским законам правительство может регулировать деятельность лишь техучреждений, которые финансируются из государственного бюджета, поэтому в СШАвопрос о коммерческом использовании достижений науки, который обсуждался впредыдущей главе, стоит довольно остро.

В Европе уже есть законодательная основа длязапрещения клонирования человека — недавно Совет Европы одобрил Конвенцию поправам человека и биомедицине, в которую нужно будет внести лишь некоторыедополнения. Этот документ, налагающий строгие ограничения на возможныезлоупотребления достижениями медицинской и биологической науки, в апреле 1997года был открыт к подписанию 40 странами — членами Совета Европы. ВВеликобритании принятый в 1990 году закон «Об оплодотворении и эмбриологии» запрещаетклонирование человека с использованием клеток эмбриона, однако, по мнению ШейлыМаклин, профессора права и медицинской этики университета Глазго, «этатехнология не использует эмбрион, она использует взрослых особей». Споры поповоду запрещения клонирования чуть было не привели к свертыванию проектаВилмута, но ученым удалось отстоять результаты своей работы и продолжитьисследования.

Действительно ли стоит бояться последствийклонирования человека? Каковы возможности применения новой технологии на практике?Газеты всего мира трубят о тиражировании гениев, которые откроют человечествуновые горизонты, или, наоборот, маньяков и террористов, которые, создавдвойника, станут неуловимыми. Эти предположения абсолютно беспочвенны, так каквлияние воспитания и социальной среды на формирование личности журналистами неучитывается. Многих пугает возможность выращивания клонов ради полученияорганов, идентичных органам донора. Такую перспективу исключать нельзя, но ужесейчас проводятся куда более человечные эксперименты по выращиваниюмлекопитающих, органы которых в дальнейшем можно будет пересаживать человеку.Так технология трансплантации ядра увеличит шансы на успех при пересадкечеловеку свиного сердца. Велико значение новых методов для сельского хозяйства.Доктор Рон Джеймс, научный сотрудник фирмы «ППЛ Терапевтикс», котораяприобрела права на результаты работы Вилмута, считает вполне реальнымклонирование элитных пород крупного рогатого скота и другихсельскохозяйственных животных. Клонирование может быть применено и для спасенияживотных, занесенных в Красную книгу, и восстановления лесов, так необходимыхдля сохранения баланса в атмосфере. Новая технология пересадки ядра упроститсоздание трансгенных растений и животных, то есть организмов, в геном которых внесенкакой либо посторонний ген, обуславливающий те или иные свойства, напримерхолодостойкость и большую продуктивность, или выработку определенных веществ, вчастности редких лекарств. Опыт создания трансгенных организмов имеется и уиностранных и у наших российских ученых. Одной из последних успешных работученых РАСХН в этой области было выведение трансгенной овцы, которая в процессежизнедеятельности вырабатывает химозин — сычужный фермент, сбраживающий молоко.Фермент этот необходим для производства сыра, и теперь одна единственная овцаобеспечивает редким веществом практически всю сырную промышленность России.

Стоит рассмотреть и влияние новых открытий генетикина общественное мнение в целом. На мой взгляд, весьма интересна точка зрения,которой придерживается Аксель Кан, директор Лаборатории исследований в областигенетики и молекулярной патологии при Парижском институте молекулярнойгенетики. В своей статье, посвященной возможности клонирования человека, он впервую очередь рассматривает социальные последствия экспериментов в этойобласти. Он считает, что если раньше было возможным лечение наследственныхболезней путем замены генов, то новые технологии, применяемые для клонирования,открывают куда более широкие перспективы. Кан отмечает, что в современномобществе все больше людей хочет иметь гарантию того, что все их наследственныепризнаки в точности будут переданы следующему поколению. Возможно, что этосвязано со все большей глобализацией культуры и потерей отдельными странами икультурами своей самобытности. Между тем проблема, связанная с неспособностьюиметь детей вследствие заболеваний, определенного стиля жизни или иных причин,в развитых обществах приобретает все большее значение. Именно поэтомутехнология искусственного оплодотворения ICSI (intracytoplasmic sperminjection), позволяющая парам, не способным к воспроизводству, иметь детей,получила в обществе широкую поддержку. Что же касается технологий, применяемыхпри клонировании, то они дают возможность обходиться генофондом только одногоиз родителей, что делает вполне реальным рождение детей даже в гомосексуальныхбраках. Из этого следует, что при определенных условиях общественное мнениеможет склониться в пользу разрешения клонирования человека. На сегодняшнийдень, в соответствии с опросом общественного мнения, проведенным телекомпаниейABC, 53 процента американцев поддерживают идею продолжения экспериментов поклонированию животных, при этом 90 процентов категорически отвергаютвозможность клонирования человека. Как будут развиваться события дальше, какиееще сюрпризы преподнесет нам генетика, сказать сложно, но то, что эта наукаможет сильно повлиять на ход мировой истории, не вызывает сомнений.

Генетика и проблема рака.

Достижениягенетики и молекулярной биологии последних десятилетий оказали огромное влияниена понимание природы инициализации и прогрессии злокачественных образовании.Окончательно установлено, что рак представляет собой гетерогенную группузаболеваний, каждое из которых вызывается комплексом генетических нарушений,определяющих свойство неконтролируемого роста и способность к метастазированию.Эти современные знания открыли принципиально новые возможности в диагностике илечении злокачественных новообразований.

Влияниеконкретных генетических нарушений, лежащих в основе опухолевого роста,позволило обнаружить специфические молекулярные маркеры и разработать на ихоснове тесты ранней диагностики опухолей.

Известно, чтонеопластические трансформация клеток происходит в результате накопления наследуемых(герминативных) и приобретенных (соматических) мутаций в протоонкогенах илигенах-супрессорах. Именно эти генетические нарушения с первую очередь могутбыть использованы для обнаружения злокачественных клеток в клиническом материале.

Наиболееподходящим субстратом молекулярной диагностики является ДНК, т.к. она длительносохраняется в образцах тканей и может быть легко размножена с помощью т.н.полимеразной цепной реакции (ПЦР). Это позволяет осуществлять диагностику дажепри наличии минимального количества исследуемого материала.

Помимоопределения мутаций в онкогенах и генах-супрессорах в диагностических целяхиспользуют изменения, выявляемые в повторяющихся последовательностях ДНК, т.н.микро сателлитах.

При сравнениипарных образцов опухоли и нормальных тканей может быть выявлено выпадениеодного из аллелей в опухоли (потеря гетерозиготности (ПГ), что отражает наличиехромосомных делеций, лежащих в основе инактивации генов-супрессоров.

Микросателлитнаянестабильность (МН) особенно характерна для наследуемой формы неполипозногорака толстой кишки. Она, однако, обнаруживается при многих других видахопухолей и проявляется как в инактивации генов-супрессоров, так и в делецияханонимных некодирующих последовательностей ДНК.

В целом,обнаружение клинических образцах ПГ и/или МН указывает на присутствие клеток,несущих искаженную информацию, свойственную опухолевому росту. Мутации вонкогенах и генах-супрессорах обнаруживаются также при использовании в качествеисходного материала клеточной РНК, которую превращают в реакцию обратнойтранскрипции в комплиментарную (С)-ДНК и амплифицируют с помощью ПЦР. Данныйметод (RT-ПЦР) широко применяют для выявления экспрессии генов в различных тканях.

Известно, чтонормальные и опухолевые клетки различаются по экспрессии многих сотен генов,поэтому разработаны современные методы серийного анализа экспрессии, основанныена технологии микрочипов и позволяющие оценивать сотни и даже тысячи геноводновременно.

Одним изновых перспективных молекулярных маркеров опухоли является телоизомераза,рибонуклеопротеиновый фермент, наращивающий нуклеотидные последовательности наконцах хромосом (теломерах) активность данного фермента постоянно присутствуетв более чем 90% опухолей и практически не обнаруживается в нормальных тканях.Несмотря на несомненную перспективность и высокую точность методов молекулярнойдиагностики, вопрос об их специфичности и чувствительности сохраняет своюактуальность. Это связано с тем, что опухоли всегда состоят из смеси нормальныхи злокачественных клеток, поэтому выделяемая из них ДНК также гетерогенна, чтонеобходимо учитывать при решении вопроса о применимости молекулярных тестов.

Тем не менее,методики, базирующиеся на ПЦР, технологически исключительно чувствительны испособны обнаруживать специфические генетические нарушения задолго доформирования морфологически определяемой опухоли.

В настоящеевремя сформировалось несколько направлений использования молекулярных тестов вонкологии.

1) Раннеевыявление опухолей наиболее часто основывается на определении мутаций ras иp53, обнаружение которых позволяет в некоторых случаях судить о стадииопухолевого процесса. Информативным ранним маркером рака толстой кишки служатмутации гена АРС, обнаруживаемые более чем в 70% аденом. Микросателлитные маркерывысоко эффективны в ранней диагностике рака мочевого пузыря и простаты. Широкийспектр опухолей может быть диагностирован с использованием протоколовактивности телоизомеразы.

2)Метастазирование и распространенность опухоли также могут оцениваться сприменением молекулярных тестов. Наиболее часто для этих целей используютRT-PCR метод выявления изменений экспрессии генов в опухолевых клетках.

3) Анализцитологических и гистологических препаратов с помощью молекулярных тестовнаходит все более широкое применение. Примером может служить определение HPVвирусов при раке шейки матки, а также применение молекулярных тестов длявыявления мутаций онкогенов непосредственно на гистологических срезах.

4)Промежуточные биомаркеры служат для выявления клональных и генетическихизменений, позволяющих предсказать появление опухолей. Эти маркеры успешноиспользуются для оценки эффективности онкопротекторов на популяционном уровне.

5)Генетическое тестирование онкологического риска стало возможным в связи с открытиемгенов предрасположенности к онкологическим заболеваниям, что оказалось особенноактуальным для оценки риска среди членов так зазываемых «высокораковых» семей.

ДНК-тестированиеуспешно применяется при различных наследуемых опухолях: ретинобластоме, полипозекишечника, множественных эндокринных опухолях второго типа (MEN2) вслед заклонированием генов предрасположенности к раку молочной железы и яичников (BRCAI BRCA 2) развернулось широкое обследование групп риска семейного рака данныхлокализаций.

Одна изсущественных проблем, возникающих при диагностике семейной предрасположенностик РМЖ, касается социальных и психологических последствий выявления у пациентовданных мутаций.

Однако приправильной организации генетического консультирования и соблюдения этическихнорм и принципа конфиденциальности применения молекулярных тестов в группахриска, безусловно, полезно и необходимо.

В заключениеследует подчеркнуть, что внедрение современных методов молекулярной диагностикив широкую онкологическую практику неизбежно потребует серьезного техническогоперевооружения существующих клинических лабораторий, а также специальноподготовленного персонала. Сами методы диагностики при этом должны пройтимасштабные клинические испытания с учетом принципов рандомизации.

Генетическиймониторинг.

                Загрязнение природной средывредными отходами производства, продуктами неполного сгорания, ядохимикатами идругими мутагенами, повышение фона ионизирующей радиации, вызываемоеиспытаниями атомного оружия, бесконтрольным использованием химических ирадиоактивных веществ в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве – всеэто ведет к значительному увеличению генетических нарушений.

          Генетическийгруз, подразумевающий собой эти генетические нарушения, подрывающиенаследственное здоровье населения, растет. Так в СССР с восьмидесятого годарождалось 200 000 детей с серьезными генетическими дефектами и около 30 000мертвых. Около 25% беременностей не донашивается по генетическим причинам. Наданный момент у 10% всего населения существует нарушение психики. Увеличиваетсятакже число онкологических заболеваний. И при этом, в большинстве случаев,болезни связаны с загрязнением окружающей среды. По данным ВОЗ 80% болезнейвызвано состоянием экологического напряжения. Поэтому проблемы генетики,экологии и адаптации человека становятся особенно острыми.

          Наиболеецелесообразным на данный момент для решения проблем экологии человека являетсяиспользование мониторинга окружающей среды и социально-трудовой потенциал людей.Цель мониторинга заключается в выявлении физического, химического,биологического загрязнения окружающей среды. Мониторинг окружающей средыпроводится на основе оценки структур здоровья населения в различныхтерриториально-производственных комплексах. При этом нельзя считать полученныестатистические данные абсолютно точными, так как они могут констатировать лишьрост заболеваний. Мешает также и отсутствие четких критериев здоровья иэффективных средств его оценки. Несомненно, мониторинг окружающей среды, атакже другие методы решения экологических проблем так или иначе затрагиваютгенетику. А между тем, генетическое загрязнение нашей планеты опаснее всехдругих. Становится необходимым прогнозирование изменений роста заболеваний.Поэтому особое значение имеет генетический мониторинг, позволяющий проводитьконтроль за мутационным процессом у человека, выявлять и предотвращать всювозможность генетической опасности, связанную с еще необнаруженными мутагенами.

На данныймомент, однако, исследования мутаций трудно осуществимы.

Возникшиетрудности исследования мутаций прежде всего связаны с проблемой обнаружения ихв организме человека. Так, например, дело обстоит с регистрацией рецессивнойаномалии, так как такой мутантный ген проявляется в организме в гомозиготномсостоянии, для достижения которого требуется некоторое время. Значительно прощедело обстоит с регистрацией доминантных генных и хромосомных мутаций, особенно,если их появление в фенотипе легко обнаружимо.

          Благодарябиоэкологическому мониторингу через типизацию климатогеографических ипроизводственных районов по структурам здоровья, (то есть по соотношениям междугруппами с различными уровнями здоровья) возможно более эффективное улучшениеусловий окружающей среды, а также повышение уровня здоровья населения. Хотяостается большое количество проблем. Так, например, показатели рождаемости,заболеваемости и смертности довольно инертно «откликаются» на изменениеокружающей среды, и выявляются лишь последствия экологического неблагополучия,что не дает возможности оперативного управления экологической ситуацией.

          Ещене разработан ряд необходимых экономических механизмов для стимулированиямероприятий по охране окружающей среды. Хотя генетический мониторинг – делосложное, он просто необходим для решения экологических проблем человека, атакже уменьшения роста заболеваний, в том числе наследственных.

Заключение

Едва линайдутся люди, которым совершенно безразлична судьба их собственных детей.Забота о ближайших потомках должна начинаться не после их появления на свет, азадолго до этого момента, еще во время планирования семьи. По статистическимданным, из каждых 200 младенцев один появляется на свет с хромосомнымианомалиями, некоторые из которых в состоянии исковеркать всю его будущую жизнь.Более того, практически у каждого взрослого человека во всех клетках тела,включая половые, существуют несколько измененных генов, мутации в которыхнегативно влияют на их работу. Как скажутся такие гены на умственныхспособностях и на внешнем облике ребенка, если он получит другие дефектные геныот второго родителя? В США свыше 20 млн. человек, то есть почти каждый десятый,уже страдают от унаследованных расстройств здоровья, которые в разных условияхи по-разному могут проявляться в течение всей жизни. В других странах, независимоот экономического статуса, положение наверняка не лучше.

Единственное,что мы можем сделать, чтобы что-то противопоставить сложившейся ситуации –отдавать себе отчет в серьезности положения и предпринимать разумные усилия длятого, чтобы на свет не появлялись дети с тяжелыми наследственными патологиями.Реальный шанс для этого существует, но для этого надо быть, прежде всего,хорошо информированным о возможности собственных генетических заболеваниях илимутантных генах, которые могут стать их причиной у потомства. Подобнуюинформацию можно получить в центрах медико-генетичесого консультирования. Приэтом врач не в праве навязывать свою волю пациентам, он может и должен лишьинформировать их о возможных опасностях и последствиях проявления генетическиврожденных заболеваний у потомства. Любопытно, что первая в мире подобнаяконсультативная служба была организованна именно в России, в Институтенервно-психиатрической профилактики еще в конце 20-х годов XXвека талантливым биологом С.Н. Давиденковым. К сожалению, трагическиепоследствия геноцида, который осуществляла гитлеровская Германия во времявторой мировой войны, несколько затормозила развитие сети подобныхконсультаций, поскольку политика нацизма долгие годы бросала зловещую тень налюбые попытки исправления наследственности человека.

На всемпротяжении существования психогенетики как науки исследователи проявляли особыйинтерес к природе так называемых неадаптивных форм развития (дизонтогенеза).Спектр исследуемых фенотипов простирался от тяжелых, редко встречающихсярасстройств: например, аутизм и детская шизофрения, до часто встречающихсятипов поведения, незначительно отклоняющихся от нормы: например, специфическаянеспособность к математике.

Современнаястатистика, собранная Всемирной Организацией Здоровья, свидетельствует о том,что каждый десятый ребенок, проживающий в развитых странах, подвержен рискудевиантного модуса развития.

Результатыпсихогенетических исследований, проведенные разными методами, говорят осуществовании первичной, «исходной», индивидуальности, задаваемой нашейнаследственностью. Уникальность генотипа каждого человека, высокаяиндивидуализированность многих  психологически значимых средовых факторов,ковариация и взаимодействие одного и другого – вот те силы, которые формируютбесконечное многообразие людей. Необходимо помнить, что психогенетическиеданные говорят о причинах именно различий между людьми, то есть о происхождениипопуляционной изменчивости (межиндивидуальной вариативности), и ее выводы немогут быть перенесены на оценки индивидуально- психологических особенностей конкретногочеловека.

Все этоговорит о существенной роли генотипа в формировании самых разных компонентов иуровней в структуре человеческой индивидуальности. «Генетические влияния вповедении так вездесущи и всепроникающи, что оправдано изменение в акцентах. Неспрашивай, что наследуемо, спрашивай, что не наследуется» — так пишут авторызнаменитой книги «Генетика поведения».

Разделы генетики,  связанные с изучением действия мутагеновна клетку (такие как радиационная генетика),  имеют прямое отно­шение кпрофилактической медицине.

Особую роль генетика стала играть в  фармацевтической  про­мышленности с развитием генетики микроорганизмов и генной инже­нерии. Несомненно, многоеостается неизученным,  например, процесс возникновения мутаций или причиныпоявления злокачественных опу­холей. Именно своей важностью для решения многихпроблем человека вызвана острая необходимость в дальнейшем развитии генетика.Тем более  что каждый человек ответственен за наследственное благополучие своихдетей,  при этом важным фактором является его био­логическое образование, таккак знания в области аномалии, физи­ологии, генетики предостерегут человека отсовершения ошибок.

Такимобразом, можно сделать вывод, что генетика — сравнительно молодая наука.  Ноперед ней  стоят очень серьезные для человека проблемы. Так генетика оченьважна для решения многих медицинских вопросов,  связанных прежде всего с различными наследственными болезнями нервной системы (эпилеп­сия,  шизофрения),эндокринной системы (кретинизм), крови (гемофилия, некоторые анемии), а такжесуществованием целого ряда тя­желых дефектов в строении человека:короткопалость, мышечная ат­рофия и другие. С помощью новейших цитологическихметодов, цитогенетических в частности,  производят широкие исследования гене­тическихпричин различного рода заболеваний,  благодаря чему су­ществует новый разделмедицины — медицинская цитогенетика.

К сожалению, а может быть и к счастью, кругвопросов, которые изучает генетика, настолько широк, что отразить в однойработе все аспекты развития этой науки просто невозможно. Я попыталась какможно подробнее остановиться на этико-правовых вопросах генетики, так как они,на мой взгляд, требуют глубокого философского осмысления и, конечно же, внемалой степени повлияют на мировоззрение и представления об общечеловеческихценностях тех, кому суждено жить в XXI веке. Многие считают, что если векдвадцатый заслуженно получил название информационного, то следующий век станетвеком биологической революции, причем генетика будет иметь к этомунепосредственное отношение. Прогресс науки и технологий неизбежен, и любой, ктовступил на путь научных исследований, должен сделать все возможное и невозможное,чтобы его открытия не были использованы во вред человечеству, чтобы на нашейпланете разум не уничтожил жизнь, жизнь, бесконечность которой изучаетгенетика, одна из великих наук будущего!

Литература

1.  Акифьев А.П. Генетика и судьбы. -  М.,2001.

2.   Ауэрбах Ш.Проблемы мутагенеза // Пер. с англ. – М., 1978.

3.   АфонькинС.Ю. Секреты наследственности человека. — СПб., 2002.

4.   Бочков Н.П.Клиническая генетика. – М., 1997.

5.   Дубинин Н.П.Общая генетика. – М., 1976.

6.   Козлова С.И.и др. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование/Козлова С.И., Семанова Е., Демикова Н.С., Блинникова О.Е. – М., 1987.

7.   Маккьюсик В.Наследственные признаки человека // Пер. с англ. – М., 1976.

8.   Наследственныеболезни. / Под ред. Л.О. Бадаляна. – Ташкент, 1980.

9.   Фогель Ф.,Мотульски А. Генетика человека: В 3-х т. Т. 3 // Пер. с англ. – М., 1990.