Предисловие редакторов русского издания ......................... 5

Предисловие .................................................... 10

Благодарности .................................................. 13

Глава 1. Биотехнология и геномика. Медицинский аспект .......... 15
Введение ....................................................... 15
Технология рекомбинантных 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 точечных и олигонуклеотидных
  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 вакцины102
  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 ..................................... 168

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