Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома.
Российские ученые научились «редактировать» геномы для борьбы с вирусами
| К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности | Когда несколько лет назад появился мгновенно ставший популярным инструмент генетического редактирования генома CRISPR/Cas, казалось, что человечество сможет наконец справиться с наследственными болезнями. |
| Новый вариант CRISPR обещает точно воздействовать почти на все человеческие гены | Бактериальные системы CRISPR-Cas9 — революционный инструмент в редактировании генов, за фундаментальный вклад в открытие. |
| "Цинковые пальцы": Новый метод редактирования генов, созданный ИИ может прийти на смену CRISPR | самые актуальные и последние новости сегодня. |
ИИ могут задействовать в изменении генома человека
Хэ отказался принять участие в Третьем международном саммите по редактированию генома человека в Лондоне, отменил анонсированное выступление в Оксфордском университете (его альма-матер). Китайские ученые разработали систему редактирования гена MEF2C, который, по их словам, «сильно связан» с расстройством аутистического спектра. Российские ученые адаптировали геномный редактор CRISPR/Cas для проведения манипуляций с работой генов, отвечающих за выработку регуляторных и сигнальных молекул РНК. Члены Европарламента из Польши обвинили КНР в планах по злоупотреблению исследованиями генетики, утверждая, что это может привести к редактированию генома китайских солдат и модификации вирусов. В начале этого года ВЭФ выпустил видео под названием «Технологи делятся взглядами на наш будущий мир», в котором говорится об изменении человеческого генома под названием «Переписывание кода жизни: технология редактирования генов позволит нам. Об итогах и будущем экспериментов, имеющих отношение к редактированию генома высших организмов, дискутируют в Новосибирске специалисты из 11 государств.
Создание суперлюдей: нейросеть научилась редактировать человеческие гены
Они способны специфически распознавать конкретные виды бактерий и считаются безопасными для человека. В связи с повышением устойчивости вызывающих заболевания микроорганизмов к действию антибиотиков в последние годы все активнее как возможная альтернатива антибиотикам изучаются бактериофаги. В новом исследовании группа ученых из Сколтеха во главе с руководителем Лаборатории анализа метагеномов Артемом Исаевым обратила внимание на бактериофаг BF23.
Например, можно ухудшить их способность подавлять разрастание соединительной ткани, что может привести к появлению рубцовых изменений. Рибонуклеиновая кислота РНК является одним из трех ключевых типов молекул, вместе с ДНК и белками, которые играют важную роль в кодировании и прочтении информации в клетках живых организмов.
РНК необходимы в процессах передачи генетической информации, ее чтения и регулирования.
В марте 2022 года UK Research and Innovation Государственное агентство исследований и инноваций Великобритании приостановило выплаты грантов для проектов, в которых заняты ученые из России. Еврокомиссия отказалась заключать новые контракты с российскими организациями в рамках программы Horizon Europe ключевая программа финансирования исследований и инноваций ЕС , приостановила платежи по текущим договорам и стала пересматривать активные проекты.
Французская научная организация CNRS тоже ограничила партнерство с российскими учеными. Глобальной изоляции нет, но отказы в сотрудничестве — есть. О них говорят и сами ученые: дочь доцента физического факультета МГУ Владимира Сурдина, биохимик, должна была по приглашению ехать работать за рубеж.
Но приглашение отозвали, пояснив, что «вы хороший специалист, но у нас нет морального права». Как поясняет Дмитрий Карпов, один из основных вызовов для быстрого развития генетических технологий в России — дефицит информации и опыта: «Есть нехватка квалифицированных специалистов, а сегодня еще и обязательный для индустрии обмен международным опытом усугубляется сложившейся ситуацией. Все это, вероятно, осложнит подготовку кадров в будущем».
Санкции также создали дефицит расходников вроде реагентов и оборудования для лабораторий — все это было преимущественно зарубежным. Возможной альтернативой становятся поставщики из стран Азии, но не всему можно быстро найти замену. Острее всего стоит проблема обеспечения исследователей качественным и надежным оборудованием.
Если ученые-теоретики еще как-то справлялись, то экспериментаторы уже в марте 2022 года жаловались , что закончились реагенты и запчасти для оборудования. Энгельгардта РАН «Остается полагаться на смекалку российских мастеров, искать в продаже китайские аналоги, а также думать о переходе на имеющиеся отечественные решения, которые, кстати, есть и весьма достойно работают. В нашей лаборатории наряду с зарубежными амплификаторами, регистрирующими сигнал в режиме реального времени, используются и отечественные приборы, и они еще ни разу не подвели.
Пока что наука в целом и направление генетических технологий в частности даже под санкциями продолжают работать и развиваться дальше. Модифицированные направляющие улучшают свойства «молекулярных ножниц» — повышают их точность и снижают токсичность для клеток. Статья об исследовании опубликована в международном журнале The CRISPR Journal в конце 2022 года, а само исследование проводится при поддержке Российского научного фонда.
Это еще один шаг к повышению точности лечения при помощи редактирования генов. Как поясняют сами сотрудники института, чтобы исправлять ошибки в геноме, «ножницы» нужно вовремя «включать» и «выключать», и вторая задача наконец решена. Эта разработка будет важна для ситуаций, когда нужно редактировать отдельные молекулы ДНК в организме, и поможет в дальнейшем создавать лекарства от некоторых наследственных заболеваний.
Эрнста создали первого в мире клонированного гибридного ягненка, у которого есть гены диких животных горного дикого барана. А в 2023 году клонированная корова — плод труда ученых того же исследовательского центра — впервые принесла потомство. Более того, мы видим повышенный интерес фарминдустрии к отечественным разработкам.
Генное редактирование — это современный подход, позволяющий быстро получать организмы с требуемыми характеристиками, например, составом молока, объемом мышц или устойчивостью к инфекционным заболеваниям. Метод трансдукции процесс переноса ДНК между клетками при помощи вирусов в технологии редактирования генома является относительно простым — он не требует сложного оборудования и специальных условий. Его можно проводить вблизи ферм в лабораториях с базовым оборудованием. Последние имеют меньший по сравнению с остальными размер, поэтому легче проникают в эмбрион. При этом являются безопасной вирусной платформой.
Лента.ру: В Европарламенте заподозрили Китай в планах редактировать геном солдат
Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. Целью редактирования генома было получение эмбрионов крупного рогатого скота с измененными генами. Проблемы на пути к коммерциализации редактирования генома в России не ограничиваются обозначенными выше общемировыми «технологическими» сложностями.
Ученые из Подольска сделали прорыв в редактировании генома
| Биологи МГУ открыли новый метод редактирования генов некодирующих РНК - Аргументы Недели | Ученые воспользовались механизмом генетического редактирования CRISPR/Cas9, чтобы активировать защитные механизмы организма. |
| ИИ могут задействовать в изменении генома человека | Ученые из Гарварда опубликовали описание нового подхода к редактированию генома, который позволяет делать любые однонуклеотидные замены и более крупные вставки и делеции, но отличается от классического CRISPR/Cas9-редактирования большей. |
В ЕС заподозрили Китай в планах редактировать геном китайских солдат
В отличие от классического бактериального белка ему не нужна для нацеливания связка из двух гуаниновых оснований. Эту систему можно гибко настраивать, чтобы нацеливать на любые основания ДНК и, следовательно, использовать для выполнения разрезов в любых участках ДНК. Исследователи изучили потенциальное терапевтическое использование этого инструмента при генетических заболеваниях, которые невозможно вылечить с помощью стандартной системы CRISPR.
Одним из главных организаторов конгресса является Институт цитологии и генетики СО РАН, который входит в состав Курчатовского геномного центра мирового уровня и активно занимается разработкой генетических технологий для сельского хозяйства, медицины и биотехнологической промышленности.
Если кратко, то в них разрабатываются разнообразные диагностические и прогностические тест-системы для оценки преэклампсии, врастания плаценты, ГСД в первом триместре беременности, прогностическая значимость уровня экспрессии малых некодирующих РНК в плазме крови новорожденных при различных патологиях беременности и многое другое , оцениваются эффективность и безопасность различных методов терапевтического и хирургического лечения. Передача созданной Центром интеллектуальной собственности дочернему предприятию путём лицензирования позволяет запустить продукт в серию, провести регистрацию и начать продажи. В этом году по такой схеме мы получили регистрационное удостоверение на новую тест-систему. Если не вдаваться в подробности, это тест на определение бактериального загрязнения в биомедицинских клеточных продуктах БМКП , которые, кстати, также активно разрабатывает наш Центр. Мы — одни из немногих в стране, кто в рамках законодательства о БМКП применяет клеточные технологии для лечения пациентов.
При этом один из важнейших аспектов безопасности — это оценка бактериального загрязнения клеточного препарата. Наш тест устанавливает это. Хотелось бы отметить, что менее чем за год была проведена реальная проверка работоспособности «экосистемы»: разработка в ФГБУ — производство в МИП - клиническая практика, в которой созданная за счёт государственного финансирования научная разработка передается дочернему предприятию, а оно регистрирует продукт, внедряет в серийное производство и выводит на рынок. В рамках этой программы Центр Кулакова разрабатывает ряд инновационных клеточных продуктов. И в ближайшей перспективе число медицинских организаций, применяющих БМКП для лечения пациентов на постоянной основе, будет только расти. Вот как раз для них и предназначена наша тест-система — хоть и нишевый, но важный продукт, без которого внедрение клеточных технологий в стране будет затруднено. В рамках запущенной Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы создаются геномные центры и передовые лаборатории. В 2022 году Минздрав создал три научно-образовательных комплекса полного цикла, и в двух из них участвует наш Центр. При этом в одном мы — ключевой участник, на базе которого будет построен новый научно-промышленный комплекс по выпуску высокотехнологичных лекарственных препаратов ВТЛП клеточной и генной терапии.
Для строительства этого опытно-промышленного предприятия Центру открыта федеральная адресная инвестиционная программа. Дудне и Э. Шарпантье за создание технологии редактирования генома. Это дало толчок к росту интереса к исследованиям, связанным с редактированием генома, их расширению. Какое место эти работы занимают в Центре?
Благодаря способности воздействовать на участки генома человека, ранее недоступные для редактирования генома, SpRYc открывает многообещающие терапевтические перспективы для таких сложных и трудноизлечимых заболеваний, как синдром Ретта и болезнь Хантингтона.
Эти заболевания, характеризующиеся специфическими генетическими мутациями, могут получить индивидуальное лечение благодаря целенаправленному применению SpRYc. Такой подход может не только исправить мутации, вызывающие эти заболевания, но и потенциально обратить вспять некоторые из их разрушительных последствий, давая новую надежду пациентам и их семьям. Помимо непосредственного применения, расширение возможностей CRISPR открывает путь к революции в области геномной медицины. Исследователи и врачи могут рассчитывать на лечение гораздо более широкого спектра генетических заболеваний, включая те, которые до сих пор считались неизлечимыми. Этот прогресс также может стимулировать исследования в таких областях, как биология старения, устойчивость к заболеваниям и регенерация тканей.
ИИ могут задействовать в изменении генома человека
Осужденный за редактирование генома китайский генетик Хэ Цзянькуй заявил, что первые в мире ГМО-дети живут «нормальной, безмятежной жизнью». Среди заявленных тем докладов молодых ученых — редактирование генома в изучении механизмов онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний и в исправлении опасных мутаций в человеческом ДНК, а также проблемы и решения, связанные с применением. Китай злоупотребляет результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном солдат своей армии, а также пытается модифицировать вирусы. Российские ученые объединили генетику, историю и современность, после чего сделали сразу два открытия. Последние новости.
Генетики открыли способ безопасного редактирования ДНК
Был обнаружен целый ряд механизмов коррекции ДНК, созданных природой, что открывает путь для беспрецедентных подходов к редактированию генома. Специалисты Института аналитического приборостроения (ИАП) РАН создали первый российский прибор для расшифровки геномов (секвенатор) последнего, третьего поколения. За технологию редактирования генома в 2020 году была присвоена Нобелевская премия. Кроме того, повышение точности и гибкости редактирования генома открывает возможности для более безопасных и эффективных вмешательств, снижая риск нежелательных генетических модификаций. Биолог рассказал о перспективах системы редактирования генома человека. Призыв поддержали ученые и специалисты по этике из семи стран, в том числе авторы технологии редактирования генома CRISPR/Cas, Фэн Чжан и Эммануэль Шарпентье.
Китайские ученые научились «удалять» из генома генетические заболевания
Это натолкнуло российских биологов на мысль, что можно собрать «стоп-сигналы» таким образом, чтобы они теряли стабильность при облучении ультрафиолетом или повышении температуры. В результате ученые создали несколько подобных молекул — так называемых олигонуклеотидов. Они соединяются с BspD6I и мешают ее работе при комнатной температуре, но распадаются и высвобождают молекулы ДНК-редактора, если поместить их в теплую воду. Работу этих «выключателей-градусников» Абросимова и ее коллеги проверили на обрывках ДНК вируса-бактериофага T7, с которым нередко сталкиваются природные производители фермента BspD6I — бактерии рода Bacillus. Как показали опыты, геномный редактор никак не реагировал на следы генома этого вируса при температуре в 25 градусов Цельсия, но начал активно разрезать его и исправлять ошибки в ДНК при нагреве до 45 градусов.
Достаточно снабдить его молекулой-образцом. Белок начнет измельчать нужный участок, независимо от того, кому тот принадлежит. Более того, технология позволяет не только удалять гены, но и вставлять на их место новые, исправленные в лаборатории.
Метод позволил заменять гены в течение нескольких дней. Генетики смогут использовать «редактор» при лечении наследственных заболеваний и онкологии. Например, он позволит вырезать гены, связанные с раком молочной железы и яичников. Также возможно удалить мутации, ответственные за серповидноклеточную анемию. В теории «ножницы» способны остановить даже развитие ВИЧ. Ученые смогут наделить растения устойчивостью к засухе, стрессу, сделать их более питательными и вкусными.
CRISPR-2023 соберет в себе успех ученых в области молекулярной и клеточной биологии за последние 20-30 лет.
Среди заявленных тем докладов молодых ученых — редактирование генома в изучении механизмов онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний и в исправлении опасных мутаций в человеческом ДНК, а также проблемы и решения, связанные с применением искусственного интеллекта и биоинформатики в обработке геномных данных, созданию новых лекарств и технологий тканевой инженерии как перспективного направления протезирования.
Эту технологию можно будет использовать для создания препарата, эффективного против широкого спектра заболеваний, — приводит издание комментарий заведующего лабораторией Дмитрия Костюшева.
Биологи научились редактировать гены некодирующих РНК
Члены Европарламента из Польши обвинили КНР в планах по злоупотреблению исследованиями генетики, утверждая, что это может привести к редактированию генома китайских солдат и модификации вирусов. Третий Международный саммит по редактированию генома завершился в понедельник, когда специалисты по этике предупредили ученых о необходимости замедлить усилия по использованию редактирования генов для улучшения здоровья эмбрионов. Результаты и перспективы исследований, связанных с редактированием генома высших организмов, обсуждают в Новосибирске ученые из 11 стран на Международном научном конгрессе CRISPR-2023, сообщили организаторы. Хэ отказался принять участие в Третьем международном саммите по редактированию генома человека в Лондоне, отменил анонсированное выступление в Оксфордском университете (его альма-матер). Был обнаружен целый ряд механизмов коррекции ДНК, созданных природой, что открывает путь для беспрецедентных подходов к редактированию генома. Генетик Крутовский назвал две проблемы при редактировании генома человека.
К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности
| Международный научный форум по редактированию генома начался в РФ | Члены Европарламента (ЕП) от Польши Анна Фотыга и Косма Злотовский заподозрили КНР в планах злоупотреблять результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном китайских солдат, а также модифицировать вирусы. |
| Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в | Однажды учёные подумали: а почему бы не использовать CRISPR/Cas для редактирования геномов? |
| Ученые из Новосибирска нашли способ выключать систему редактирования генома в нужный момент | Конгресс молодых ученых. О Десятилетии. Новости. |
| Нейросеть отредактировала человеческий геном | За технологию редактирования генома в 2020 году была присвоена Нобелевская премия. |
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
С её помощью можно изменять практически любые гены и делать хромосомную перестройку. Эти свойства широко используются даже в лечении онкологических заболеваний. Технология была открыта в 1987 году во время изучения кишечной палочки Escherichia coli. Ученые обнаружили в её ДНК странные повторяющиеся последовательности, но не смогли выяснить их предназначение. Бактерии производят специальные ферменты, когда пытаются бороться с вирусами. Это помогает бороться с будущими вирусными атаками. Бактерия использует сохраненный генетический материал и производит белки Cas9, которые способны при совпадении генов с геном вируса быстро его нейтрализовать.
Среди заявленных тем докладов молодых ученых — редактирование генома в изучении механизмов онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний и в исправлении опасных мутаций в человеческом ДНК, а также проблемы и решения, связанные с применением искусственного интеллекта и биоинформатики в обработке геномных данных, созданию новых лекарств и технологий тканевой инженерии как перспективного направления протезирования.
Одним из главных организаторов конгресса является Институт цитологии и генетики СО РАН, который входит в состав Курчатовского геномного центра мирового уровня и активно занимается разработкой генетических технологий для сельского хозяйства, медицины и биотехнологической промышленности.
Она абсолютно в срок родила. И родила сама, что очень важно", — рассказывает заведующая лабораторией экспериментальной биологии Галина Сингина. Эта трехнедельная телочка теперь, без шуток, — ценнейший научный сотрудник, которому предстоит стать пионером сельхозтехнологий будущего.
То есть это именно технология, которая дает возможность получать животных с заданными характеристиками. Как, например, устойчивость к заболеваниям. Это признак, который очень трудно поддается с помощью естественной селекции", — поясняет директор ФИЦ животноводства имени Эрнста Наталья Зиновьева. Или, например, выведение породы коров, которые сразу дают гипоаллергенное молоко.
Он согласился, получил грант в миллион юаней и начал преподавать в Университете Шэньчжэня, в 28 лет став самым молодым его доцентом. Но вскоре осознал, что он пропускает самое интересное и главные открытия были совершены без него. В последующие годы Хэ не раз приезжал в Америку и встречался с генетиками. В 2017-м представил свою первую работу по редактированию эмбрионов мышей и обезьян.
Хэ не раз говорил о возможном редактировании генома человека, но его выступления и работы не производили на коллег особого впечатления. За ученым закрепилось прозвище «Падающая звезда». Хэ все чаще говорил о редактировании ДНК — но не мышей или обезьян, а человека. Такие эксперименты проводят на эмбриональных клетках, которые затем уничтожают в течение трех-пяти дней.
Но китайский ученый задавал коллегам вопросы: «Почему бы не пойти дальше? Как отмечали позднее в интервью американские ученые — и генетики, и специалисты по проблемам этики науки, — они думали, что Хэ говорит гипотетически — о далеком будущем. Оказалось, они ошибались. Он отобрал группу из нескольких семейных пар, в которых мужчина был ВИЧ-инфицирован, а женщина — здорова.
Ученый предложил им отредактировать эмбрион так, чтобы из него развился не просто здоровый ребенок, но с гарантированной защитой от ВИЧ для всех своих потомков. И уже весной эксперимент был поставлен. В пяти парах женщины не смогли забеременеть после ЭКО, одна пара вышла из эксперимента, еще про одну не известно ничего. И только одна женщина — Грейс — родила.
Так появились Лулу и Нана. Журналистам газеты удалось заснять Хэ на балконе третьего этажа университетского кампуса в Шэньчжэне. Балкон был огорожен металлической сеткой, а самого ученого опознал на снимках один из его бывших сотрудников. Хэ Цзянкуй на балконе университетского кампуса.
Шэньчжэнь, Китай. Декабрь 2018 года. Двери в апартаменты, где находился ученый, охраняли четверо людей в штатском. Когда журналисты попытались войти, их остановили и задали вопрос — почему они решили, что Хэ находится здесь?
Попасть внутрь им не удалось. The New York Times не удалось выяснить, кем были люди в штатском — имели ли они отношение к полиции города или другой организации.