«Если», 2015 № 04

БИОТЕХНОЛОГИИ КОНТЕКСТ

/биотехнологии

/геном /медицина

фото: Jean-Manuel Fernandez

Сотрудники Университета Дьюка (США) провели серию экспериментов на обезьянах и крысах, в ходе которых мозги отдельных животных объединялись в локальные сети. Три обезьяны с помощью вживленных нейроинтерфейсов совместно управляли рукой-аватаром в трехмерном пространстве, при этом каждая из них отвечала за движение по двум из трех осей. Для успешного результата нужно было, чтобы как минимум две обезьяны мыслили синхронно. Производительность сети в целом зависела от согласованности работы команды.

В городской библиотеке Сан-Диего 1 сентября 2015 года открылась первая публичная биотехнологическая лаборатория. Совместный проект библиотечной системы, Института биологических исследований Солка и некоммерческой организации The Wet Lab позволит всем желающим использовать профессиональное оборудование — микроскопы, центрифуги и синтезаторы ДНК, которые обычно доступны только университетам и исследовательским лабораториям. На базе лаборатории также будут проводиться лекции и практические занятия.

Технологии нейроинтерфейсов способны полностью изменить жизнь полностью парализованных людей, а в перспективе позволить человеку выйти за границы собственного тела. Так, 55-летняя Ян Шойерман, полностью парализованная в результате редкой генетической болезни, с помощью вживленной системы датчиков смогла управлять авиасимулятором. Эксперимент проводился Управлением перспективных исследований и разработок Министерства обороны США в 2015 году. Этот же нейроинтерфейс, вживленный женщине еще в 2012 году, позволяет ей управлять роботизированной рукой.

Первым в мире государством, разрешившим вмешательство в геном человека при искусственном оплодотворении, стала Великобритания, где в феврале 2015 года был принят соответствующий нормативный акт. Разрешенная процедура «трехстороннего оплодотворения» (под «третьей стороной» подразумевается донор митохондриальной ДНК) поможет нейтрализовать дефекты митохондрий, вызывающие различные заболевания — от дистрофии сердечной мышцы, почек и печени до слепоты. Инициатива вызвала споры и дискуссии не только в самой Великобритании, но и по всему миру. Многочисленные этические и правовые вопросы остаются открытыми. Противники легализации процедуры отмечают, что это первый шаг к генетическому конструированию детей с заданными свойствами. Сторонники акцентируют внимание на возможностях избавления от наследственных заболеваний.

С помощью 3D-принтера американская компания Organovo успешно создает человеческие ткани, в настоящее время использующиеся в исследовательских целях. В России команда исследователей из лаборатории 3D Bioprinting Solutions работает над проектом 30-печати щитовидной железы. В 2015 году ученым удалось создать копию мышиной щитовидки. А в апреле 2015 года на конференции Inside 3D Printing Conference специалисты Принстонского университета и Университета Джонса Хопкинса (США) представили 3D-печатную человеческую ушную раковину.

Летом 2014 года специалисты из Института межфазной инженерии и биотехнологии Фраунгофера (Германия) представили выращенную из раковых клеток «живую» модель легкого размером всего 0,5 см⁵. Орган прикрепляется к биореактору, заставляющему легкое дышать, пропуская питательные вещества через кровеносные сосуды. В 2013 году ученым из Сан-Диего, США, удалось создать миниатюрную почку из стволовых клеток человека. А в 2015 году ученые из Университета штата Огайо (США) объявили о результатах эксперимента по созданию максимально приближенной к реальности модели человеческого мозга. Выращенный из преобразованных клеток кожи органоид, по словам авторов проекта, имеет основные отделы настоящего мозга и демонстрирует работающие нейронные связи. Полученная модель содержит 99 % генов, имеющихся у пятинедельного плода.

В мае 2015 года специалисты из Университета Сунь Ятсена в Гуанджоу опубликовали результаты экспериментов по применению самой эффективной на настоящий момент технологии редактирования генов CRISPR/Cas для генетической модификации человеческих эмбрионов. Правда, в результате исследования установлено, что технология нуждается в серьезной доработке. Из 86 «нежизнеспособных» человеческих эмбрионов, использованных китайскими учеными, уцелел 71, и лишь 4 модификации оказались относительно успешными. При этом сама возможность избирательно заменять одни участки ДНК другими открывает захватывающие перспективы, прежде всего в области борьбы с наследственными заболеваниями. Технология CRISPR/Cas основана на защитном механизме бактерий, позволяющем запоминать и избавляться от участков ДНК, содержащих опасные вирусы.

Разработка специалистов Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне — миниатюрные роботы длинной около 6 мм состоят из каркаса из гибкого гидрогеля, полости которого заполнены живыми клетками мышечной ткани. Сокращения мышечных волокон, вызываемые электрическими импульсами, позволяют биороботам передвигаться.

Осенью 2016 года состоится Cybathlon — первое в мире соревнование, участниками которого станут инвалиды, использующие экзоскелеты, бионические протезы и даже аватары, управляемые с помощью нейрокомпьютерных интерфейсов. Соответственно, и награды будут двойные: одна для спортсмена, другая для компании, разработавшей экипировку. Организатором выступит швейцарский Национальный центр робототехнических исследований.