Книга: Примроуз С., Тваймен Р. «Геномика. Роль в медицине»

В учебном издании обсуждается роль достижений биотехнологии, а также нового направления биологии — геномики — в развитии современной медицины. Рассмотрены подходы при крупномасштабных структурных и функциональных исследованиях полных геномов различных организмов. Представлены сведения об этиологии, патогенезе и диагностике инфекционных заболеваний, рассмотрены новые пути борьбы с бактериальными, вирусными, грибковыми и протозойными инфекциями. Изложены представления о молекулярных механизмах возникновения наследственных заболеваний и рака, описаны методы установления взаимосвязи между указанными заболеваниями и нарушениями в хромосомах и отдельных генах. Рассмотрены основные подходы к скринингу новых лекарственных препаратов, показан вклад геномики в развитие новых видов терапии.
Для студентов, изучающих молекулярную биологию, генную инженерию, геномику, молекулярную медицину, а также для научных работников.

Содержание:

Предисловие редакторов русского издания...... 5 Предисловие...... 10 Благодарности...... 13 Глава 1. Биотехнология и геномика. Медицинский аспект...... 15 Введение...... 15 Технологиярекомбинантных ДНК...... 16 Дополнение 1-1 Основные ферменты, используемые для манипуляций с ДНК...... 16 Метод молекулярного клонирования...... 17 Дополнение 1-2 Гель-электрофорез...... 20 Идентификация и клонирование специфических генов...... 20 Функциональная характеристика клонированных генов...... 23 Дополнение 1-3 Зонды для гибридизации на основе нуклеиновых кислот (НК-зонды для гибридизации)...... 24 От рекомбинантной ДНК к молекулярной медицине...... 26 Использование ДНК-последовательностей в качестве инструментов диагностики...... 26 Получение терапевтических белков...... 27 Генная медицина...... 31 Модели болезней...... 31 Влияние геномики на медицину...... 32 Новая молекулярная медицина...... 35 Об этой книге...... 36 Дополнительная литература...... 37 Глава 2. Основные принципы геномики...... 38 Введение...... 38 Новые достижения: проект «Геном человека»...... 38 Дополнение 2-1 Что такое геномика?...... 39 Дополнение 2-2 Геномы модельных организмов как первоначальные задачи проекта «Геном человека»...... 40 Дополнение 2-3 Этические, юридические и социальные аспекты (ELSI) проекта «Геном человека»...... 40 Революция в генетическом картировании...... 42 Дополнение 2-4 Вариации в геноме человека...... 42 Революция в физическом картировании...... 45 Дополнение 2-5 Опорная STS-карта генома человека...... 48 Стратегия секвенирования...... 49 Дополнение 2-6 «Черновые» варианты и окончательные последовательности...... 54 Аннотирование генома...... 54 Перспективы: функциональная геномика...... 57 Сравнение последовательностей. Сравнительная геномика...... 58 Дополнение 2-7 Стандартизованная структурная и функциональная классификация белков...... 60 Транскриптомика. Глобальный анализ мРНК...... 62 Дополнение 2-8 Производство точечныхиолигонуклеотидных микрочипов...... 65 Протеомика. Глобальный анализ белков...... 69 Биотехнологические основы разделения протеомов...... 70 Дополнение 2-9 Белковые чипы...... 71 Характеристика белков с помощью масс-спектрометрии...... 73 Применение экспрессионной протеомики...... 75 Биотехнологические основы протеомики взаимодействий...... 76 Мутационная геномика...... 80 Дополнительная литература...... 83 Глава 3. Геномика и ее роль в лечении инфекционных заболеваний...... 85 Микроорганизмы, вызывающие заболевания...... 85 Откуда появляются новые болезни?...... 89 Идентификация возбудителей болезни...... 91 Дополнение 3-1 Средства биологической войны...... 92 Дополнение 3-2 Типирование патогенов в судебной медицине...... 95 Молекулярная эпидемиология...... 95 Устойчивость организма-хозяина к инфекции...... 97 Понятие бактериальной патогенности...... 97 Островки патогенности...... 100 Сравнительная геномика и пластичность генома...... 100 Дополнение 3-3 Геномные вариации штаммов туберкулезной вакцины...... 102 Дополнение 3-4 Очерки истории происхождения метициллин-устойчивого штамма Staphylococcus aureus (метициллин-устойчивого золотистого стафилококка, MRSA) и эпидемия синдрома токсического шока...... 103 Борьба с инфекционными заболеваниями...... 104 Новые подходы к вакцинированию...... 104 Геномика и разработка новых антибактериальных препаратов...... 107 Борьба с грибковыми инфекциями...... 112 Успехи в лечении протозойных инфекций...... 112 Дополнение 3-5 Жизненный цикл малярийного паразита...... 114 Разработка противовирусных препаратов...... 116 Дополнение 3-6 Высокоактивная антивирусная терапия (ВААВТ, или англ. HAART) при лечении СПИДа...... 119 Дополнительная литература...... 120 Глава 4. Исследование и лечение генетических заболеваний...... 121 Типы генетических заболеваний...... 121 Диагностика моногенных болезней...... 122 Лечение моногенных болезней...... 128 Дополнение 4-1 Рибозимы...... 130 Поиск генов, ответственных за моногенные болезни, и выявление их функций...... 131 Позиционное клонирование...... 131 Метод генов-кандидатов...... 133 Дополнение 4-2 Последовательность генома мыши и ее значимость для изучения болезней человека...... 133 Анализ полигенных болезней...... 135 Безмодельный (непараметрический) анализ сцеплений...... 135 Дополнение 4-3 Связь между диабетом I типа и ГКГ...... 136 Картирование неравновесных сцеплений...... 137 Гаплотипы...... 138 Главный комплекс гистосовместимости...... 138 Индивидуальные реакции на лекарства (фармакогеномика)...... 141 Дополнение 4-4 Социальные и этические проблемы...... 143 Дополнительная литература...... 145 Глава 5. Диагностика и лечение рака...... 146 Введение...... 146 Молекулярные основы рака...... 147 Дополнение 5-1 Рак как эволюционный процесс...... 148 Дополнение 5-2 Молекулярный контроль клеточной пролиферации...... 151 Роль геномики в изучении рака...... 153 Новые методы диагностики рака...... 155 Новые подходы к лечению рака...... 158 Радиотерапия...... 159 Химиотерапия...... 160 Биотерапия...... 164 Новые терапевтические мишени...... 166 Дополнительная литература...... 167 Глава 6. Крупномасштабное производство биофармацевтических препаратов...... 169 Краткий обзор...... 169 Дополнение 6-1 Названия моноклональных антител...... 172 Производство моноклональных антител...... 172 Дополнение 6-2 Человеческие антитела, полученные с помощью фагового дисплея...... 175 Радиоиммунотерапия и диагностическая визуализация...... 175 Другие модифицированные антитела...... 176 Крупномасштабное культивирование микроорганизмов...... 176 Крупномасштабное культивирование животных клеток...... 180 Дополнение 6-3 Иммортализованные клетки в генетических исследованиях...... 181 Экспрессионные системы...... 184 Дальнейшие производственные процессы...... 186 Генетические манипуляции для облегчения процедур очистки биофармацевтических препаратов...... 189 Качество биофармацевтических препаратов...... 191 Дополнение 6-4 Использование лектиновых микрочипов для анализа гликозилирования биофармацевтических препаратов...... 193 Международный стандарт качества GMP...... 195 Дополнение 6-5. Термины, используемые при производстве биофармацевтических препаратов...... 196 Альтернативные системы производства...... 197 Дополнительная литература...... 198 Глава 7. Геномика и создание новых лекарственных препаратов...... 199 Введение. Как разрабатывают лекарства?...... 199 Высокоэффективный скрининг...... 202 Дополнение 7-1 Сцинтилляционный анализ близкого расстояния...... 204 Подтверждение действенности препарата и животные модели...... 209 Дополнение 7-2 Примеры лекарственных мишеней, подтвержденных в нокаутных мышиных моделях...... 211 Комбинаторная химия...... 212 Динамические комбинаторные библиотеки...... 216 Виртуальный скрининг...... 217 Комбинаторный биосинтез и химический биосинтез...... 218 Метаболизм лекарств...... 221 Токсикогеномика...... 221 Дополнительная литература...... 223 Глава 8. Генная и клеточная терапия...... 225 Введение...... 225 Дополнение 8-1 Этические аспекты применения генной терапии...... 226 Генная терапия...... 226 Пути доставки генов...... 228 Механизмы доставки генов...... 229 Дополнение 8-2 Свойства вирусных векторов для доставки генов...... 230 Примеры лечения заболеваний...... 234 Лекарства на основе нуклеиновых кислот...... 239 Антисмысловые препараты...... 240 Лекарства на основе рибозимов...... 240 Возможности малых интерферирующих РНК...... 241 Аптамеры...... 242 Генная терапия инфекционных заболеваний: ВИЧ...... 243 ДНК-вакцины...... 244 Модели болезней...... 245 Модели моногенных болезней...... 246 Дополнение 8-3 Перенос генов мышам...... 248 Модели комплексных болезней...... 250 Клеточная терапия...... 250 Стволовые клетки и клонирование...... 252 Дополнение 8-4 Этические аспекты клонирования человека...... 252 Трансплантация органов...... 253 Дополнительная литература...... 254 Предметный указатель...... 256 Латинские названия и английские сокращения...... 270

Издательство: "БИНОМ. Лаборатория знаний" (2014)

ISBN: 9785996323098