Знание-сила, 2001 № 02
Шрифт:
* Широкое распространение получат продукты, обогащенные витаминами. Они помогут повысить продолжительность жизни человека.
* Специально разводимые бактерии, содержащиеся в йогуртах, будут восстанавливать флору кишечника. Так лакомство станет снадобьем.
* Овощи и фрукты… позволят провести всеобщую вакцинацию населения в странах третьего мира. Для этого нужно ввести, например, в ДНК банана схему необходимых антигенов. Теперь клетки растения начнут вырабатывать вакцину. Съев
* Отпадет необходимость в донорских органах тела. Биотехнологи научатся вырашивать их в своих лабораториях.
* Из стволовых (родоначальных) клеток можно будет вырашивать любые из почти двухсот видов клеток, имеющихся в человеческом организме. Пока что наше тело использует стволовые клетки лишь для восстановления регулярно обновляющихся тканей: эпидермиса, покрова пищеварительной системы, мышечных и некоторых других тканей. В случае утраты практически любого своего органа человеческое тело не способно вырастить ему замену. Нам остается лишь завидовать тритонам и саламандрам. Так, тритоны могут восстанавливать утраченные ноги, челюсти, хвост, хрусталик и сетчатку глаза и даже фрагменты удаленного у них сердца. Если ученым удастся перехитрить природу, то повреждения сердечной мышцы можно будет лечить, стимулируя рост ее ткани.
* Со временем клетки взрослой ткани можно будет перепрограммировать и превращать в стволовые клетки. Отпадет необходимость в этически спорных манипуляциях с эмбриональными клетками.
* Улучшится качество искусственных органов тела. Механические имплантаты, с помощью которых сейчас заменяют дефектные клапаны сердца, оставляют желать много лучшего. Ученые надеются создать клапаны из материалов, биологически совместимых с тканями нашего организма, например из полиуретана. После пересадки такого сердца человек будет вести вполне обычную жизнь – практически такую же, как до операции. «Нет ничего невозможного – все можно сделать своими руками» – таков девиз биологов. В различных лабораториях мира ищут новые материалы, из которых можно идеальным образом изготавливать кожу, кровеносные сосуды, пищевод, носовую перегородку, печень, поджелудочную железу.
* Появятся способы защитить организм от старения. Особое внимание ученых вызывают митохондрии и теломеры. Митохондрии, «электростанции клетки», вырабатывают энергию путем окисления. При этом возникают агрессивные частицы – свободные радикалы. Они вызывают повреждения у самих митохондрий и разрушают другие клеточные структуры. Дефекты накапливаются. Митохондрии вырабатывают все меньше энергии – человек слабеет.
На концах хромосом располагаются теломеры. Они защищают хромосомы, словно футляр. При каждом делении клетки они укорачиваются. Когда теломера уменьшается до определенной величины, клетка перестает делиться; она старится и умирает. В XXI веке будут созданы лекарства, которые станут замедлять вышеописанные процессы.
* В настоящее время в мире проживают около 135 тысяч человек, достигших столетнего возраста. Всего через полвека, по прогнозу американского World Future Society; их число возрастет в шестнадцать раз и достигнет 2 200
Фотографии ребенка, развивающегося в материнском чреве, станут намного четче. Они будут трехмерными. Несколько сделанных подряд снимков наглядно покажут процессы, протекающие в организме ребенка. Врач увидит, как бьется сердце будущего малыша, как циркулирует его кровь.
По отдельным томографическим изображениям компьютер воссоздаст облик внутренних органов человека и расположение сосудов. Мощное магнитное поле ялерно-спинового томографа позволит разглядеть различные виды тканей и особенно отчетливо обрисует метастазы. Уже через несколько лет врачи, используя томограммы, будут совершать виртуальные путешествия по желудочно-кишечному тракту пациента или по его кровеносным сосудам, что позволит безошибочно назначать лечение или проводить операцию.
Этот вид диагностики позволит проследить за тем, как внутренние органы нашего тела снабжаются кислородом. Взорам ученых откроется деятельность отдельных клеток организма. Наконец, мы посекундно увидим, как работает человеческий мозг. Используя ядерно-спиновой томограф и элекгроэнцефалограф, нейробиологи надеются досконально исследовать принципы работы головного мозга и расшифровать схему нейронального управления всем человеческим телом.
В XXI веке врачи все реже будут в целях диагностики брать образцы тканей или разрезать тело пациента. Эти грубые методы уступят место наблюдению за внутренними органами тела. Главными орудиями врача-диагноста станут томографы и микроскопы. Будет широко применяться лазерно-растровый микроскоп, встроенный в наконечник эндоскопа. Его оптика позволит рассмотреть отдельные клетки тела. Если ввести в организм вещества, вызывающие флуоресценцию раковых опухолей, то любые болезненные образования будут заметны сразу; их можно ликвидировать прямо в зародыше.
Растровый силовой микроскоп, изобретенный в 1986 году, стал стандартным инструментом генетиков. Всю информацию о структуре исследуемого объекта мы получаем благодаря колебаниям миниатюрного пружинного рычажка, снабженного тонкой иглой диаметром всего 100 нанометров. Эта игла парит над поверхностью объекта, пребывая в силовом поле атомов. Ее острие удерживается на расстоянии в 10 – 100 нанометров от исследуемой поверхности. Специальный вибросниматель преобразует пики и впадины атомарного ландшафта в картинки. С помощью подобного микроскопа мы можем исследовать материалы, не проводящие ток, например, полимеры или органические молекулы. Он позволит увидеть первооснову нашей жизни – отдельные нити ДНК. Используя этот микроскоп, можно удалять отдельные группы генов и заменять их модифицированными фрагментами ДНК. Вырезанный участок ДНК остается на острие «ножа-микроскопа»: его удерживает пусть и незначительная, сила притяжения.