В России создали третье (последнее) поколение прибора для расшифровки геномов. Бактериальные системы CRISPR-Cas9 — революционный инструмент в редактировании генов, за фундаментальный вклад в открытие. 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.
Новый вариант CRISPR обещает точно воздействовать почти на все человеческие гены
ИИ-революция в генной инженерии: OpenCRISPR-1 открывает новую эру в редактировании ДНК. Целью редактирования генома было получение эмбрионов крупного рогатого скота с измененными генами. Системы CRISPR произвели революцию в этой области, поскольку их можно очень легко нацелить на различные части генома. Это открытие вводит нас в новую огромную область биологии и, вероятно, ведёт к очередной революции в технологии редактирования генома. Год назад учёный Хэ Цзянькуй ошарашил общественность своим признанием: он редактировал геном во время экстрапорального оплодотворения яйцеклетки.
На пути к новым генным терапиям
- Ученые разработали эффективный способ редактирования генома коров
- Подписка на дайджест
- Наука РФ - официальный сайт
- Как это работает?
- В Китае создан инструмент генного редактирования, не использующий CRISPR
- Молекулярные ножницы: как в России развивается важнейшая технология века
К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности
Ученые уже получили патент на свою разработку. В частности, заболевания, вызывающие поражение нервной системы, нередко связаны не только с наличием нездорового гена, но и с увеличением числа его копий. Необходимо сделать нерабочей одну копию, но вторую оставить без изменений. Систему нацеливают на этот ген и отключают после того, как она выполнит нужное действие.
Интерес к органоидам проявили исследователи, которые изучают онколитические вирусы, уничтожающие клетки глиомы. Они утверждают, что осуществлять подобные опыты на органоидах гораздо легче, нежели на животных. В течение 3 дней работы форума будет представлено свыше 90 докладов, большинство из которых подготовили молодые специалисты.
Новый набор инструментов установили на дрожжах и протестировали на бактериальных и растительных клетках. Это не только предлагает возможности для улучшения фабрик по производству микробных клеток, но и подтверждает эффективность нашего набора инструментов для ученых и промышленности, работающих в области геномной инженерии», — говорит один из авторов исследования Шарлотта Каутрилс.
Новое устройство делает это целыми «предложениями» из 15—20 тыс. Благодаря этому в геномной последовательности можно увидеть перестановки и повторы, а расшифровка проводится значительно быстрее и точнее.
Мы взяли за основу американский прибор, но реализовали свою собственную, оригинальную технологию. За счет чтения более длинных участков она значительно упрощает сборку «пазла» генома целиком и позволяет отслеживать геномные перестройки, что важно для медицины. На мой взгляд, это даже не эволюционный, а революционный скачок в технологиях», — сказал заместитель директора по научной работе ИАП РАН Антон Букатин.
Праймированное редактирование позволило провести системный скрининг мутаций TP53
В последние годы геномное редактирование широко обсуждается в обществе из-за создания революционной технологии CRISPR/Cas9, позволяющей довольно просто менять ДНК. Конгресс молодых ученых. О Десятилетии. Новости. Технологии - 2 октября 2019 - Новости Санкт-Петербурга - Российские ученые адаптировали геномный редактор CRISPR/Cas для проведения манипуляций с работой генов, отвечающих за выработку регуляторных и сигнальных молекул РНК. Новости Интерфакс.
ИИ открыл 188 редких систем редактирования генома человека
Также обсудят применение искусственного интеллекта и биоинформатики в обработке геномных данных, создание новых лекарств и технологий тканевой инженерии как перспективного направления протезирования. Его директор, академик РАН Алексей Кочетов напомнил, что институт входит в состав Курчатовского геномного центра мирового уровня и активно занимается разработкой генетических технологий для сельского хозяйства, медицины и биотехнологической промышленности. По его словам, на базе ИЦиГ СО РАН работает один из основных центров страны по созданию и разведению лабораторных животных для фармакологических исследований.
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. Что интересно, температура срабатывания «выключателя» зависела от числа «букв» в этих коротких цепочках ДНК, что позволяет гибко управлять работой BspD6I и других эндонуклеаз. Как объясняют ученые, создание такой системы позволит не только избирательно редактировать геном — фактически на уровне отдельных клеток, но и собирать различные молекулярные датчики и сигнальные системы, дающие возможность в буквальном смысле программировать поведение клеток в ответ на внешние стимулы.
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.
Ольга Арамова, аспирант Академии биологии и биотехнологии ЮФУ: «Нам нужно было каким-то образом разрушить клеточную мембрану. И затем разрушить все внутри нее. Мы сделали это, тем самым став одним из самых сильных дезинфицирующих средств на сегодня». Аспирант Ольга Арамова сейчас пишет кандидатскую диссертацию о древних народах юга России. Но не как историк, а как генетик. Она хочет установить генетические характеристики тех, кто жил здесь тысячу лет назад. Черты, присущие именно им. Народы смешивались, это известно, но как это происходило на взгляд генетики? И что нового мы можем узнать, сопоставив ДНК древних с данными современного человека?
80 лет ФГБУ НМИЦ АГП имени академика В.И.Кулакова Минздрава России
Запрещены сейчас, мораторий есть на редактирование генома человека именно на стадии эмбриона. Учёные худо-бедно научились редактировать конкретные участки в ДНК, технология CRSPR-Cas и все такое. Ученые из компании Profluent представили Open CRISPR-1 — первую систему редактирования генома CRISPR-Cas9, созданную с помощью нейросети. Все новости Лента новостей Hardware Software События в мире В мире игр IT рынок Новости сайта. Но если к редактированию генома человека российские ученые пока только осторожно приближаются, ТО в животноводстве уже несколько лет проводятся успешные эксперименты. Утверждается, что это первый случай успешного редактирования человеческого генома с применением искусственного интеллекта.
Новости по теме: редактирование генома
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.
Этот метод, как уверяют авторы работы из Шанхайского института биологических наук Академии наук Китая, меньше повреждает рибонуклеиновую кислоту РНК , сообщает агентство "Синьхуа". Сейчас для редактирования генов применяются так называемые генетические ножницы, когда ученые с помощью инструмента CRISPR внедряют необходимые изменения в гены. При помощи нового метода возможно с большей точностью вырезать гены, что поможет избежать опасного воздействия на РНК. По словам ученых, ABE F148A можно использовать для лечения тяжелых редких заболеваний, таких как талассемия, дегенерация желтого пятна и наследственная глухота. К сожалению, несмотря на огромное количество исследовательских работ в этой области, для многих пациентов такое лечение остается недоступным: безопасность метода оставляет желать лучшего, изменение в генетическом материале часто влечет за собой нежелательные последствия.
CRISPR — это новая технология редактирования геномов высших организмов, базирующаяся на иммунной системе бактерий.
Это заставляет искать новые варианты системы CRISPR-Cas в микроорганизмах или оптимизировать имеющиеся для практического применения, а это долгий и трудозатратный процесс. Чтобы упростить его, Али Мадани Ali Madani с коллегами из компании Profluent задействовали большую языковую модель LLM ProGen2, созданную ими ранее для нейросетевого дизайна белковых молекул. Для этого они провели систематический сбор данных среди 26,2 триллиона пар оснований собранных микробных геномов и метагеномов из разных родов и биомов. После этого языковую модель на основе ProGen2 настроили на работу с CRISPR-Cas Atlas и с ее помощью сгенерировали четыре миллиона последовательностей, сбалансированных по семействам белков и размеру кластеров на это ушло три дня с использованием 16 графических процессоров. Большинство этих последовательностей совпадали с ближайшей природной лишь на 40—60 процентов, однако их конформация, рассчитанная AlphaFold2 , оказалась близкой, что свидетельствовало о потенциальной функциональности.
Чтобы получить Cas9-подобные белки для экспериментальной характеризации, исследователи применили ограниченную стратегию генерирования с использованием либо N-концевых, либо C-концевых последовательностей природного SpCas9, чтобы обеспечить аналогичную с ним совместимость с PAM и гРНК.
Такого рода иммунный ответ очень опасен, он может либо полностью прекращать действие препарата, либо дать осложнения. Из-за этого возникло какое-то заболевание. Так вот, теперь нам говорят, что появился еще один инструмент, как повлиять на эти процессы в клетке, чтобы их вернуть к тем, обратным, нормальным процессам.
Для нас это очень важно! Бочкова Михаил Скоблов. Конечно, говорить о том, что уже появился новый конкретный подход к терапии наследственных заболеваний, пока рано. Для этого нужно проделать еще много работы.
Но как говорит сам Максим, он открыл новую дверь в мире науки и за ней точно кроется масса открытий, которые помогут человечеству в будущем.
SciNat за март 2024 #1: эпигенетическое редактирование генома и новое лекарство от ВИЧ
У меня есть детская мечта по мотивам фильмов "Парк юрского периода" - попробовать возродить динозавров. Это кажется фантастикой, но есть научные данные, что курица до сих пор хранит гены древних предков - динозавров. Эти гены вполне работоспособны, и их можно активировать. Так, например, был получен зубастый цыплёнок. Ни у одной из современных птиц, кроме этого трансгенного цыплёнка, зубов нет. Одна голова - хорошо, а две - мутант. Институт биологии гена РАН Как вы решили стать учёным? Парадоксально, но учёным я стала практически тогда же, когда ушла из науки. Не окончив аспирантуру в Институте биоорганической химии, я устроилась работать в частную компанию "Марлин Биотех". Эту компанию основали родители ребёнка с миодистрофией Дюшенна - генетическим заболеванием, вызывающим поначалу слабость мышц, затем поражение сердца и смерть к 20-30 годам.
Именно работая в этой компании, я заинтересовалась генной терапией. Мы сотрудничали с Институтом биологии гена, и в конце 2018 года это сотрудничество привело к образованию новой лаборатории, в которую я с радостью пошла. Удачное получилось возвращение в науку - на этот раз я занимаюсь темой, которая мне интересна и близка. Мы изучаем миодистрофию Дюшенна. Это заболевание развивается из-за мутаций в гене одного из белков мышечных волокон - дистрофина. Генетическая поломка приводит к тому, что мышцы перестают нормально работать. Первое, что мы сделали, - создали модель заболевания на мышах. Встал вопрос: а как это лечить? Какой механизм выбрать?
Сейчас болезнь является неизлечимой, а существующие методы вроде приёма кортикостероидов лишь ненадолго задерживают её развитие. Введение нашего препарата приводило к образованию функционального белка дистрофина. Эту генную терапию можно было бы применить на человеке - и мы бы справились с заболеванием, которое считается неизлечимым. Наверное, сыграла роль и популярность метода. Сейчас мы не можем провести генное редактирование на человеке in vivo, то есть ввести препарат живому человеку. Разрешены только эксперименты ex vivo - вне живого. Можно взять у человека клетки, отредактировать их и пересадить обратно. Так, например, уже лечат рак, анемию, синдром Хантера. Миодистрофию Дюшенна тоже можно лечить ex vivo - редактировать геном предшественников мышечных клеток и вводить их обратно пациенту.
Но когда технология докажет свою безопасность, было бы здорово менять гены не порциями по клеткам, а во всём организме.
В теории «ножницы» способны остановить даже развитие ВИЧ. Ученые смогут наделить растения устойчивостью к засухе, стрессу, сделать их более питательными и вкусными. Или же удалить из арахиса ген аллергена, а в бананы внедрить устойчивость к смертельному грибку. Точно так же можно «отредактировать» геном домашнего скота. Правда, есть риск неэтичного обращения с инструментом. Речь идет о «дизайне младенцев» — создании детей с заданными качествами. В 2018 году профессор Шэньчжэньского университета Хэ Цзянькуй объявил , что создал первых генетически модифицированных детей, обладающих иммунитетом к заражению ВИЧ. Однако коллеги не разделили радость ученого.
Эксперимент с эмбрионами обернулся для Цзянькуя тюрьмой.
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? На какой стадии находятся ваши собственные исследования? Сейчас таких лабораторий уже много, но на тот момент это даже звучало как-то необычно. То есть мы начали редактировать геном параллельно с китайским исследователем Хэ Дзянкуем.
Причем мы сразу сделали акцент на редактирование генома первой клетки человека — зиготы. Это разрешенная технология редактировать эмбрион можно, нельзя лишь переносить отредактированный эмбрион женщине и запускать беременность. И летом 2018 года мы опубликовали статью, где описывали редактирование гена устойчивости к ВИЧ, о практическом применении которого спустя несколько месяцев сообщил китайский коллега. И хотя разработанный нами геномный редактор способен сделать ребенка устойчивым к ВИЧ, мы не применили его на практике, поскольку такое вмешательство актуально только в случае, когда ВИЧ-положительная женщина не отвечает на антиретровирусную терапию и при этом хочет реализовать репродуктивную функцию. А такая пациентка встречается примерно 1 на 50 тыс. ВИЧ-инфицированных, крайне редко. И мы до сих пор с таким случаем не столкнулись. Вместе с тем, за последние 3 года нами разработан эффективный и безопасный редактор для исправления наследственной тугоухости мутация гена GJB2 , что может быть актуально для семей, где оба будущих родителя генетически глухие. К сожалению, в этом случае все их дети будут также генетически глухими, что можно исправить лишь починив ген у будущего ребёнка при помощи геномного редактирования. Например, мы проводим исправление патогенных мутаций в самой первой клетке будущего организма — зиготе — и вне организма женщины инкубируем эмбрион «в чашке Петри» 5-6 дней, до стадии бластоцисты.
Таким способом можно отобрать мутации в TP53, способствующие обходу p53-зависимой остановки клеточного цикла. После культивирования клеток авторы секвенировали их геномную ДНК, чтобы оценить активность pegRNA и результаты редактирования целевого сайта. Для нескольких вероятно патогенных вариантов TP53, включая R196P и R267P, анализ выявил значимое обогащение в обеих группах с обработкой нутлином-3 и без нее. Следующим шагом работы стала функциональная валидация патогенных вариантов TP53. По результатам скрининга авторы отобрали 29 pegRNA, уровень которых в клетках значимо менялся или которые генерировали мутации в «горячих точках». Конструкты с pegRNA они пометили красным флуоресцентным белком RFP , чтобы отслеживать, как меняется приспособленность клеток с мутацией по сравнению с родительскими клетками. Авторы показали также, что подход можно использовать для определения чувствительности клеток с конкретной мутацией к лекарственным препаратам. Наконец, предложенный метод скрининга позволил исследователям выявить новые патогенные варианты в TP53.
Биологи МГУ открыли новый метод редактирования генов некодирующих РНК
Утверждается, что это первый случай успешного редактирования человеческого генома с применением искусственного интеллекта. Это открытие вводит нас в новую огромную область биологии и, вероятно, ведёт к очередной революции в технологии редактирования генома. Китайские ученые разработали модульную систему редактирования генов под названием CyDENT, которая может быть более эффективной, чем технология CRISPR. Однажды учёные подумали: а почему бы не использовать CRISPR/Cas для редактирования геномов?