ЭПО-оос илрэхэд хэцүү, генийн допинг нь цэвэр дугуйн төлөөх тэмцэлд бага мэдээлэгддэг
Допингийн болон допингийн эсрэг тэмцлийн түүх бол Уайл Э. Коёот Road Runner-ийн араас хөөцөлдөж байгаатай адил зүйл юм: Wile E. Road Runner-д хэчнээн ойртсон ч сүүлийнх нь үргэлж нэг алхам урагшилдаг. Энэ нь шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиол мэт сонсогдох боловч үнэндээ дор хаяж хорин жилийн турш байсаар ирсэн допингийн шинэ, сүүдэртэй булантай холбоотой мэт санагдаж байна: генийн (эсвэл генетикийн) допинг.
Гэвч генийн допингийн хэрэглээ хурдацтай хөгжиж байгаа хэдий ч генийн допингийн шинжилгээний шинэ аргачлал нь гүйцэтгэлийг сайжруулах зорилгоор генийг ашиглахын эсрэг чухал эргэлт болж магадгүй юм.
ADOPE (Advanced Detection of Performance Enhancement) 9-р сарын эхээр Шотландын Стирлингийн их сургуульд танилцуулагдсан бөгөөд энэ нь генийн допингийн эсрэг мэддэг цөөхөн сорилуудын нэг юм.
Энэ аргыг Нидерландын Делфтийн Техникийн Их Сургуулийн хэсэг эрдэмтэд боловсруулсан бөгөөд 2018 оны Генийн инженерчлэлийн машин тэмцээнд 300 гаруй багтай өрсөлдөх болно; Шагнал гардуулах ёслол 10-р сарын 28-нд АНУ-ын Бостон хотод болно.
Эхлээд хийх зүйл: генийн допинг гэж юу вэ?
Генийн допинг нь гүйцэтгэлийг сайжруулах зорилгоор генийн эмчилгээг буруугаар ашиглах явдал юм. Харин генийн эмчилгээ нь өвчнийг эмчлэх, урьдчилан сэргийлэх зорилгоор эм, мэс засал гэхээсээ илүү генийг ашигладаг арга юм.
Эмчилгээ нь гадны удамшлын материалыг өвчтөний эсэд оруулахад оршино. Өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг уурагуудыг идэвхжүүлдэг тодорхой илэрхийлэл агуулсан генетикийн материалыг гадны вектор (ихэвчлэн вирус) ашиглан эсэд оруулдаг.
Жишээ нь EPO-г авч үзье. Эритропоэтин буюу эритропоэтин нь ясны чөмөг дэх цусны улаан эсийн үйлдвэрлэлийг идэвхжүүлж, улмаар бие дэх гемоглобины түвшинг нэмэгдүүлж, эд эсэд хүчилтөрөгчийн хүргэлтийг нэмэгдүүлдэг уураг нь ихэвчлэн бөөрөөр ялгардаг.
EPO тарилга нь дугуйчид хэдэн жилийн турш, ялангуяа 90-ээд оны үед хүчирхийлэлд өртөж байсан алдартай гүйцэтгэлийн сайжруулалт байсан.
Өнөөдөр хэдийгээр ЭПО эерэг гарсан тохиолдол бүртгэгдсэн хэвээр байгаа ч допингийн эсрэг хяналт нь гадны ЭПО-г маш үр дүнтэй илрүүлж чаддаг тул энэ үйлдлээс ангижрахад хэцүү болж байна.
Гэсэн хэдий ч тамирчинд шинэ генетик материал оруулах замаар EPO-ийн үйлдвэрлэлийг сайжруулдаг генийн допингийн хувилбар нь яваандаа тамирчны өөрийнх нь физиологийн байгалийн бүтээгдэхүүн мэт харагдах ба хориотой бодис шиг харагдах болно.
Хэдийгээр генийн эмчилгээг зөвхөн эмчилдэггүй ховор өвчинд (хүнд хавсарсан дархлал хомсдол, харалган байдал, хорт хавдар, мэдрэлийн эсийн доройтол гэх мэт) ашигладаг хэвээр байгаа хэдий ч спортын ертөнцийн хүмүүс тэдэнд хандсаныг эрдэмтэд хүлээн зөвшөөрч, хэрэглэхийг хүсчээ. Эдгээр эмчилгээ нь тэдний спортын гүйцэтгэлийг сайжруулах арга юм.
WADA ба генийн допинг
Дэлхийн допингийн эсрэг агентлаг (WADA) 2002 онд генийн допингийн талаар болон түүний аюул заналыг хэлэлцэх анхны семинарыг зохион байгуулж байсан бол дараа жил нь WADA-гийн хууль бус бодис, аргын жагсаалтад энэ допинг орсон байна.
Түүнээс хойш WADA генийн допингийг илрүүлэхэд нөөцийнхөө тодорхой хэсгийг зарцуулж (үүнд хэд хэдэн бүлэг, генийн допингийн шинжээчдийн зөвлөл бий болсон) бөгөөд 2016 онд EPO генийн допингийн ердийн шинжилгээг хэрэгжүүлсэн. Австрали дахь WADA-ийн итгэмжлэгдсэн лабораторид, Австралийн Спортын эмийн шинжилгээний лабораторид.
Гэсэн хэдий ч генийн допингийн туршилтын арга зүй нь маш их хүчин чармайлт шаарддаг бөгөөд бодит туршилтын хувьд ДНХ-ийн тодорхой дарааллын талаар өргөн мэдлэг шаарддаг.
ADOPE-ийн санал болгож буй арга нь эсрэгээрээ зорилтот дараалалд төвлөрч, бусад аргуудын ашигтай зарчмуудыг илүү үр дүнтэй, зорилтот байдлаар хослуулсан болно.
ADOPE шинжилгээний арга зүй
ADOPE шинжилгээний аргачлалыг үхрийн цусанд хийсэн шинжилгээгээр боловсруулсан бөгөөд энэ нь хоёр үе шаттай: эхнийх нь генийн нэмэлттэй байж болзошгүй цусыг илрүүлэх урьдчилан сэргийлэх үе шат, хоёр дахь нь генийн тодорхой дарааллыг тодорхойлох зорилготой. ДНХ үнэхээр генийн доптой эсэхийг шалгах.
"Урьдчилсан дэлгэцэнд" гэж ADOPE-г бүтээсэн TU Delft багийн Хүний дадлага хариуцсан менежер Жард Маттенс тайлбарлаж, "Бид цаашид генийн допингийн илрүүлэлтэд декстринээр бүрхэгдсэн алтны нано бөөмсийг ашиглахыг хөгжүүлж байна."
'Алтны нано хэсгүүд нь дээжэнд "допингийн" ДНХ агуулагдах үед түүний өнгөний хэмжээг аажмаар өөрчлөхөд хүргэдэг зарчим дээр суурилдаг.'
"Генийн доптой ДНХ" дээр ажиллаж, туршихын тулд - гэхдээ үнэндээ тамирчид эсвэл амьтдад генийн допинг нэвтрүүлэх шаардлагагүй - TU Delft-ийн баг хэд хэдэн нэмэлт ДНХ дараалал бүхий үхрийн цусыг зохиомлоор "шийрүүлсэн".
Тэдний шинжилгээний зорилго нь цусанд нэмсэн "генийн бэлдмэл"-ийн дарааллыг олж тогтоох явдал байв.
'Бид үхрийн цусыг хүний цусыг сайн орлуулагч болгон ашигладаг, учир нь энэ зарчим ижил зарчмаар ажилладаг' гэж Маттенс тайлбарлав.
'Бид туршилтын хувьд энэ үхрийн цусанд хэд хэдэн ДНХ-ийн төрлийг өөр өөр концентрацитайгаар нэмсэн бөгөөд бидний өмнө нь хүмүүст загварчлагдсаны дагуу концентрацийн хөгжлийг дуурайлган цаг хугацаа өнгөрөхөд болно.
'Үүнээс хойш бидний илрүүлэх арга ижил байх бөгөөд үхрийн цусанд нэмсэн ДНХ-ийг манай аргаар илрүүлэх ёстой.'
Өнгө нь өөрчлөгдсөний улмаас генийн нэмэлттэй байж болзошгүй цус тодорхойлогдвол цусанд нэмсэн тодорхой дарааллыг тодорхойлох шинжилгээний хоёр дахь үе шат явагдана.
'Анхны скринингийг баталгаажуулахын тулд бид техникийн хувьд өвөрмөц, шинэлэг CRISPR-Cas – Транспозазын хайлуулах уураг ашигладаг.
'Үүнийг ДНХ-ийн генийн допингийн өвөрмөц ялгааг тусгайлан илрүүлэх чадвартай наномашин гэж үзэж болно.'
CRISPR буюу CRISPR-Cas9 (эсвэл ген засварлах) нь генетикчдэд Cas9 хэмээх фермент болон РНХ-ийн нэг хэсэг гэсэн хоёр молекулыг ашиглан өөрчлөлт хийх боломжийг олгодог өөр бөгөөд илүү дэвшилтэт техник юм. мутаци) ДНХ-д.
Энэ аргыг мөн 2018 оны эхнээс WADA-аас генийн допингийн илүү дэвшилтэт арга гэж хориглосон боловч ADOPE-ийн хувьд CRISPR-CAS аргыг өөрчлөхийн оронд өөрчилсөн ДНХ-ийг олоход ашигладаг.
ADOPE-ийн өвөрмөц байдал
ADOPE-ийн боловсруулсан туршилтын загварыг хүний биед EPO үйлдвэрлэх боломжийг олгодог генийг илрүүлэх зорилгоор тусгайлан боловсруулж, боловсруулсан боловч аргачлал нь маш олон талт байдаг тул TU Delft-ийн судлаачид үүнийг хийх боломжтой гэж мэдэгджээ. Ямар ч төрлийн генийн допингийг илрүүлэхийн тулд өргөтгөсөн.'
ЭПО нь бие махбодид үр дүнтэй байх мөчлөг дээр үндэслэн тамирчид энэ өвөрмөц генийг ашиглан допинг хэрэглэх хамгийн магадлалтай үе нь өрсөлдөөнөөс өмнө байх болно, гэхдээ үүний зэрэгцээ өөр өөр уураг, физиологийн эсрэг чиглэсэн бусад генүүд. сайжруулалт нь илүү хурдан нөлөө үзүүлж болзошгүй.
Тийм ч учраас ADOPE допингийн эсрэг тогтмол сорилыг бэлтгэл сургуулилт, уралдааны бүх хуанлийн турш хэрэгжүүлэхийг зорьдог.
Гэсэн хэдий ч шинжилгээнд чиглэгдсэн "эсгүй ДНХ" нь шээсэнд маш бага (хэдийгээр энд ч байдаг) байх төлөвтэй байгаа тул ADOPE нь одоогоор зөвхөн цусны дээж, түүнийг илрүүлэхэд л ажилладаг. цонх хязгаарлагдмал хэвээр байна.
'Ни болон бусад хүмүүсийн 2011 онд хийсэн хүн биш приматуудтай хийсэн туршилтын туршилт дээр үндэслэн бид илрүүлэх цонх хэдхэн долоо хоног байх болно гэж Маттенс хэлэв.
'Аргыг цаашид хөгжүүлснээр ижил аргыг ирээдүйд шээсэнд ч мөн адил үр дүнтэй болгох боломжтой.'
ADOPE болон бусад аргуудын ялгаа
'Ихэнх [бусад генийн допингийн шинжилгээний] аргууд нь ПГУ-д суурилсан урвалд тулгуурладаг [Полимеразын гинжин урвал: ДНХ-ийн тодорхой хэсгийг in vitro-д хуулбарлах арга] бөгөөд эдгээр нь олон сул талтай гэж Маттенс нэмж хэлэв.
'Эдгээр урвалууд нь харьцангуй хөдөлмөр их шаарддаг бөгөөд ДНХ-ийн дарааллын талаар өргөн мэдлэгтэй байхыг шаарддаг. Цаашилбал, допингийн эсрэг шинжилгээний эдгээр технологийг ашигласнаар илрүүлэлтээс зайлсхийх магадлал эрс нэмэгддэг.'
Өөрөөр зарим туршилтын практик нь геномын бүх дараалалд төвлөрдөг; өөрөөр хэлбэл, эс эсвэл организмд агуулагдах бүх генетик материал.
Гэхдээ энэ аргын сул тал нь геномын дарааллыг бүхэлд нь харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь цаг хугацаа их шаарддаг, үр ашиггүй бөгөөд тамирчдын хувийн нууцад халдсан гэж үзэж болно.
"Бидний арга барил нь зорилтот дараалалд анхаарлаа хандуулдаг бөгөөд энэ нь хоёр аргын ашигтай зарчмуудыг нэмэлт байдлаар нэгтгэдэг."
'Энэ нь ПГУ-ын өвөрмөц байдлын зарчмыг ашигладаг боловч трансген дээр зөвхөн нэг зорилтот сайтыг шаарддаг (гэхдээ хайлт хийхэд олон сайт шаардлагатай) илрүүлэхээс зайлсхийх магадлалыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.
'[ADOPE] нь геномын дарааллын бүхэл бүтэн дарааллын зарчмыг ашигладаг боловч илүү үр дүнтэй, зорилтот байдлаар өгөгдлийн хэмжээг эрс багасгадаг.
'Тиймээс бид зорилтот дараалал нь илүү сайн арга бөгөөд генийн допингийг илрүүлэх ирээдүй гэж үзэж байна.'
