Техника - молодёжи 1993-07, страница 5

Рис. 1. Схема цепной реакции размножения исходной ДНК. Каждый цикл состоит из 3 стадий: разрушение спирали ДНК-образца подогревом; при охлаждении прай-меры присоединяются к концам образовавшихся цепочек; фермент полимераза запускает синтез ДНК из «строительного материала» — нуклеотидов. Цифрами обозначены:

(1) спираль ДНК-образца; (2) одиночные цепочки, полученные при разрушении об- ; разца; (3) ДНК-праймеры; (4) нуклеотиды: (5) кристалл полимеразы. Повторение цикла увеличивает выход ДНК экспоненциально (справа)

©

/л

/

кроскопа, ученые сравнили уникальные для каждого человека генетические «отметины» всех трех образцов ДНК и пришли к выводу: да, девочка действительно была дочерью данной супружеской пары (рис. 2)! Идентификация личности убитой позволила собрать улики, и суд, который состоялся в 1991 году, полностью доказал вину двух мужчин, совершивших это тяжкое преступление.

ДНК, выделенная из единственной клетки спермы и размноженная с помощью PCR, может уличить подозреваемого в совершении изнасилования — или оправдать его. Так, в Калифорнии в 1988 году обвинение в жестоком изнасиловании, выдвинутое против уже арестованного и находящегося в заключении человека, было снято: PCR-тест дал отрицательный результат. Годом позже арестовали другого подозреваемого, на этот раз результат теста был положительный. И что же? Отпечаток пальца насильника нашли на автомашине несчастной девушки, а ювелирное украшение, снятое с жертвы,—у его подружки. Теоретически возможно по единственной эпителиальной клетке отыскать шантажиста, если он лизнул марку перед тем, как наклеить ее на письмо!

В чем-то сродни криминальным загадки исторические. Вероятно, любители сенсаций вскорости узнают кое-что пикантное — скажем, имел ли Томас Джефферсон детей от своей рабыни Салли Хеммингс... Ну а если серьезно, то возможная бесконтрольность подобных расследований весьма смущает Центр биохимической этики при университете штата Миннесота (США), который намерен ввести определенные запреты. Впрочем, египетских фараонов и прочих исторических деятелей, не имеющих потомков, которые могли бы оскорбиться и возбудить судебное дело, они вряд ли коснутся. А исследователи, что называется, уже засучили рукава.

PCR-техника существенно расширила возможности медицины. Это идеальный инструмент для определения биологической совместимости донора и реципиента. С его помощью медики уже умеют выяснять, унаследует ли еще не родившийся ребенок вирус СПИДа от инфицированной матери, и при необходимости начинают внутриутробное терапевтическое лечение. Разрабатываются PCR-тесты для диагностики туберкулеза и вирусного менингита (последний менее опасен, чем бактериальный, и с ним можно справиться щадящими методами). И так далее... одно перечисление составит целую статью.

Что касается эволюционной биологии, то PCR — единственный метод, позволяющий работать с сильно поврежденным генетическим материалом из древних образцов. Например, специалисты исследуют образцы ДНК из клеток мозга людей, захороненных 8 тыс. лет назад во флоридском болоте: эти

полуразвалившиеся фрагменты смогут кое-что сказать о путях миграций древних (и, возможно, о болезнях, которыми они страдали). Один из ВЕЛИКИХ ВОПРОСОВ, на который, в конце концов, появилась надежда получить ответ,- ЗАГАДКА НЕАНДЕРТАЛЬЦЕВ: были ли они тупиковой ветвью эволюции или же являются прямыми предками современного человека? А вот другой: что в конечном счете произошло с древними кельтами, некогда населявшими большую часть Западной Европы? Мы имеем шансы узнать об этом еще при нашей жизни!

Иногда PCR-технологию по значимости сравнивают с компьютерной... Однако многие ставят ее выше — в том числе доктор Барри Эйзенштейн, заведующий отделением микробиологии Мичиганского университета: «Это гораздо больше, чем просто увеличение эффективности и производительности труда; здесь мощный прорыв вперед фундаментальных наук о природе».

Как любой сверхчувствительный инструмент, PCR имеет недостаток, вытекающий из его достоинств: наличие даже микроскопических примесей в ла

Ж I

ar J

t Jmm

* ^^Py t

Рис. 2. Личность убитой девочки-подростка была установлена с помощью PCR по ДНК, извлеченной из ее кдстных останков. Срок давности преступления составлял уже 8 лет.

бораторных образцах может грубо исказить результаты. Все же это не слишком смущает авторов оригинальных идей. Фирма Hoffman — La Roche Inc. (Нью-Джерси) согласилась выплатить корпорации Cetus 300 млн. долларов за права на PCR, имея в виду создание серии идентификационных ДНК-маркеров, предотвращающих распространение подделок разнообразных товаров. Скрытой меткой ДНК можно удостоверить что угодно — джинсы, компакт-диски, денежные купюры... А нефть и ядохимикаты, перевозимые в танкерах или цистернах, можно пометить молекулами синтетической ДНК, что точно укажет на их происхождение. С помощью PCR по капле какой-нибудь гадости будут определять виновника загрязнения окружающей среды! Применение этой технологии столь же широко, как воображение — таково мнение генетика Тадеуша Келли из университета штата Вирджиния.

За свое (без преувеличения) великое изобретение Кэри Маллис, ученый с замашками хиппи, получил от корпорации Cetus всего 10 тыс. долларов. Его действительно называют гением, но сам он предлагает скромное объяснение своей неисчерпаемой творческой энергии: непреодолимое нежелание заниматься тяжелой работой и необходимость иметь побольше времени на игру! К играм он причисляет математику, космологию, проблемы искусственного интеллекта, вирусологию, химию, фотографию... и женщин в возрасте 10 ООО дней. Сейчас он живет и работает в квартирке, выходящей окнами на пляж, а заработка лектора и консультанта нескольких биотехнологических фирм вполне хватает на любимые развлечения. Одна идея следует за другой, и хотя многие (по словам его друзей) — полная чушь, остальные настолько поразительны, что рано или поздно — но непременно — принесут ему Нобелевскую премию.

Людмила ЩЕКОТОВА

По материалам журнала «Time»

3