Ученый-генетик Хэ Цзянькуй, отбывший трехлетний срок за изменение генома эмбрионов, будет изучать возможности искусственного интеллекта по редактированию ДНК человека. генетика: К «войне шаровых молний» Россия будет готова первой, Без русских нет России. Институт общей генетики им. ва РАН – старейшее генетическое учреждение в системе Российской Академии Наук. читайте, смотрите фотографии и видео о прошедших событиях в России и за рубежом! Молодые ученые обсуждают лучшие практики ведущих генетических лабораторий России и Европы.
Зачем ученые редактируют ДНК человека? Насколько это опасно и чего ждать в будущем?
Результаты исследования опубликованы в одном из самых авторитетных научных журналов Nature Chemistry. Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию природы самых разнообразных процессов: от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и её эволюции. На протяжении последних 70 лет представление биологов о хранении и передаче информации базировалось на гениальном открытии структуры ДНК Уотсоном и Криком: «молекула ДНК имеет две спирально закрученные цепи, которые связаны парами оснований аденин — тимин или гуанин — цитозин». Сформулированный закон «комплементарности» о строгой специфичности пар азотистых оснований «кирпичиков» структуры ДНК при формировании «двойной спирали» стал фундаментальным принципом в основе механизмов передачи информации в ДНК и процессов управления работой генов.
Элегантная модель двойной спирали прекрасно показывала возможность восстановления одной цепи за счёт другой и объясняла молекулярную сущность процессов передачи наследственной информации. Эта красота и понятность выстроенной в середине ХХ века модели долгое время закрывала учёным глаза на существование иных взаимодействий, существующих в живых объектах. Руководитель направления «Нанобиомедицина» Университета «Сириус», заведующий лабораторией МФТИ Максим Никитин в своей статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry, представил экспериментальные доказательства того, что ДНК вполне способна эффективно хранить и передавать информацию и без комплементарности цепей знаменитой двойной спирали.
Единственный автор статьи, Никитин открыл природное явление, названое им «молекулярной коммутацией». Никитин заметил, что в смеси, состоящей из коротких одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотидов, одновременно будут сосуществовать самые различные их комплексы. Варианты этих взаимодействий определяются «сродством» молекул и в общем случае описываются открытым ещё в 19 веке законом действующих масс о зависимости скорости реакции от концентрации участвующих веществ.
При этом такие комплексы будут связаны друг с другом и будут передавать информацию между собой, даже если какие-то два олигонуклеотида не связываются друг с другом напрямую.
Он открыл природное явление, названое им «молекулярной коммутацией». Суть в том, что ДНК может хранить и передавать информацию не только при крепкой непосредственной связи её цепей друг с другом, но и при помощи слабых связей. Компьютерное моделирование показало, что явление работает. Зачем учёным искусственная ДНК? Подробнее Сделанное российским учёным открытие важно как для фундаментальной науки, так и для практических исследований.
Например, оно может стать ключом к познанию природы самых разнообразных процессов — от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и её эволюции. А ещё принцип работы ДНК может улучшить безопасность введения вакцин в организм человека, дать понять, какие побочные эффекты при этом могут возникнуть, и устранить их.
Десятилетие науки и технологий в России Российская наука стремительно развивается. Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна. В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач. В кадре Хэ сидит в хорошо освещенном кабинете, на нем голубая рубашка, он аккуратно подстрижен и доброжелательно улыбается. Эти девочки — первые в истории люди с отредактированными ДНК. Они развивались из эмбриона, в который была внесена мутация, гарантирующая иммунитет от ВИЧ. Это псевдонимы. Их настоящие имена, равно как и любые данные о них, засекречены. Ученый расплывается в улыбке, вспоминая, как ВИЧ-инфицированный Марк благодарил его за рождение здоровых детей. Лицо Хэ становится серьезным, когда он резко высказывается против создания «дизайнерских» детей — термин, подразумевающий внесение в ДНК улучшений, влияющих на внешность, умственные и физические данные человека. Хэ сравнивает рождение Лулу и Наны с открытием экстракорпорального оплодотворения. Хэ спокоен. Он улыбается. Видеообращение записано на английском языке, хоть и с китайскими субтитрами. В Китае YouTube недоступен. Этот ролик — обращение к западному миру. И мир его услышал. Тот же день. Журналист находит заявки, поданные Хэ на проведение эксперимента, и номер сертификата этического контроля, выданного крупным госпиталем в Шэньчжэне — по-видимому, того самого, в котором и родились девочки с отредактированной ДНК. Американское научное сообщество взбудоражено. Ученые ждут выступления Хэ на Втором саммите по редактированию генома человека в Гонконге 28 ноября. Гонконг Хэ приезжает в гостиницу для участников саммита и встречается с Дженнифер Дудной, американским исследователем и одной из авторов технологии редактирования ДНК. Они обсуждают предстоящее выступление китайского ученого. Хэ должен был представить свои работы по редактированию эмбрионов мышей и обезьян — но оказалось, что зашел намного дальше. Как позже говорила Дудна журналистам: «Он держался одновременно высокомерно и наивно». Хэ не ответил практически ни на один. В какой-то момент он просто вышел из комнаты, собрал вещи и уехал из гостиницы.
Молодые ученые-генетики России представили свои научные разработки
В первый день конференция, 24 апреля, свои научные работы представили молодые ученые, во второй день, 25 апреля, состоится пленарное заседание с участием ведущих ученых. В планах ученых Медицинского института СВФУ расширить спектр исследований по медицинской генетике и геномному редактированию. Читайте последние научные новости «Российские генетики открыли систему, помогающую бактериям защищаться от вирусов» без рекламы на актуальные темы в ленте новостей. Ученые все глубже проникают в связь между определенными генетическими вариантами и различными аспектами здоровья и поведения людей.
День ДНК: рассказываем о самых прорывных открытиях в области генетики
На II Конгрессе молодых учёных прошла сессия «Генетика на ладони: технологии в нашей жизни». Генетики обнаружили на двадцатой хромоcоме человека мутацию, которая приводит к развитию тяжелого ожирения у детей. Учёный из Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук попала в рейтинг лучших исследователей. Молодые ученые лаборатории популяционной и медицинской генетики Уфимского университета науки и технологий представили главе минобрнауки России Валерию Фалькову в ходе его. RTVI: ученый РАН, связавший мутации с грехами, решил уйти с поста главного генетика.
Зачем ученые редактируют ДНК человека? Насколько это опасно и чего ждать в будущем?
Наш биолог сделал открытие, которое полностью перевернуло представление о цепочке ДНК человека. Оказалось, что никак не взаимодействующие гены могут передавать информацию друг другу. Вся концепция родилась в секунды… А дальше начался длинный и мучительный труд, как это доказать экспериментально. Поделиться Российский ученый сделал прорывное открытие в области генома человека Российский ученый сделал прорывное открытие в области генома человека Сотни часов лабораторных экспериментов, длинные ночи, проведенные за компьютером втайне от коллег. И вот спустя девять лет Максим Никитин оказался на пороге открытия, которое позволит понять природу самых разнообразных процессов в организме, от механизмов старения до понимания вопросов возникновения жизни на Земле и ее эволюции. В середине XX века ученые сделали гениальное открытие: молекула ДНК имеет две спирально закрученные цепи, которые связаны между собой и полностью комплементарны, то есть соответствуют друг другу. Считалось, что за счет этой структуры ДНК хранит и обрабатывает генетическую информацию, может восстанавливаться после повреждения или при размножении давать копию. Двойная спираль была настолько понятна, что следующие 70 лет ученые придерживались именно этого принципа, закрывая глаза на возможность существования иных взаимодействий.
Просто коровы у нас не простужаются. Однако у президента Курчатовского института, видимо, душа болит от одной только мыли о бесчисленных стадах и отарах, которые пасутся беззащитными под ветшающим ядерным зонтом. И он делает решительный вывод о необходимости создания новой системы обеспечения безопасности государства. Как взорвать цивилизацию «Когда Курчатов создавал бомбу, никто не говорил ни про какую инновационную экономику, — говорит Михаил Ковальчук. Но когда вы правильно выбираете стратегический приоритет, происходят удивительные вещи. С тактическими приоритетами все понятно: если мы не будем производить еду, бензин, лекарства, то мы не доживем до завтра. Если бы мы не смогли производить оружие в условиях, когда потеряна половина страны, то мы проиграли бы войну. Но Сталин и Берия сделали так, что за несколько месяцев страна была эвакуирована за Урал, и там за полгода была выстроена новая промышленность и новое сельское хозяйство». По словам Ковальчука, это был правильный тактический выбор, в результате которого 9 мая 1945 года Советский Союз стал самой сильной страной мира и имел самую большую, обученную и высокотехнологичную армию. У меня нет сомнений, и я хочу, чтобы и вы не заблуждались, что они именно так бы и сделали, — подчеркнул докладчик. Но что не менее важно, когда вы правильно выбираете стратегический приоритет, вы как бы взрываете цивилизацию и на десятки лет, если не на столетие, как сейчас, определяете ее лицо». Честно говоря, мысль о цивилизации со следами взрыва на лице не всякому покажется удачной, но, по словам Ковальчука, одной из самых высокотехнологичных стран мира СССР стал именно благодаря атомному проекту. В 1958 году вышла в море наша первая атомная подводная лодка «Ленинский комсомол», а в 1959 году введен в строй первый в мире атомный ледокол «Ленин», и сегодня мы единственная страна, у которой есть атомный ледокольный флот. Запуск первого спутника и первого человека в космос — одно из величайших свершений человечества XX века, стали результатом разработки средства доставки ядерного боеприпаса, то есть это тоже прямое следствие атомного проекта. Но на этом наследии бесконечно жить нельзя, и, похоже, пришло время еще разок хорошенько встряхнуть цивилизацию, а то она что-то уж слишком успокоилась без Сталина с Берией. И Ковальчук знает, как этому помочь. О пользе пожилых обезьян Докладчик справедливо отметил, что вычислительная математика, материаловедение, радиохимия — все это также области, которые бурно развивались под воздействием ядерного проекта. И среди них, конечно, ядерная медицина. По словам Ковальчука, Советский Союз был впереди планеты всей по производству радиоизотопов, но радиофармпрепаратов тогда не было вообще. Однако мир продолжал развиваться, а мы заморозились на уровне советских времен. Продажу сырьевых радионуклидов докладчик сравнил с поставками кругляка вместо мебели. Чтобы ликвидировать отставание в этой области, Курчатовскому институту сейчас приходится налаживать всю цепочку выпуска радиофармпрепаратов, включая лабораторные и доклинические исследования на животных, для чего в институте создан самый современный в стране виварий с десятками тысяч лабораторных мышей, крыс, морских свинок и кроликов. Но этого мало. Нам нужны мармозетки, например, которые размножаются почти как мухи дрозофилы». То есть вопросы геронтологии просто лежат на поверхности», — добавил еще одну яркую краску в радужную картину докладчик. Но, по словам Ковальчука, ключевая наука для применения радиофармпрепаратов — это, конечно, генетика. Однако добиться этого удалось не сразу. Как сорвать генетический банк «Когда я стал директором Курчатовского института в 2005 году, то оказалось, что в великой стране никто не знает, как расшифровать геном человека, — ужасается Ковальчук. При этом докладчик признался, что в то время был далек от генетики, и сначала у него была идея просто запустить выпуск секвенаторов — устройств, с помощью которых выполняется автоматизированное определение последовательности нуклеотидов в цепи ДНК. Однако вскоре стало понятно, что бизнес на этом делать рано, потому что «у нас нет культуры и никто не понимает, зачем нужен геном». Далее Ковальчук вполне откровенно рассказывает, как именно он породил в стране культуру: «В 2007 году Президент был в Курчатовском центре, и после этого в 2008 году мы купили — я буквально руками продвинул эту идею — все секвенаторы, которые были на тот момент в мире. И в 2009 году мы провели первую в России полную расшифровку генома человека. Это был 7-й геном в мире. В 2009 году вышла статья в Nature, и мы стали страной, которая умела производить расшифровку генома. Мы это сделали. А дальше я успокоился, потому что увидел, что появилась культура, все стали покупать секвенаторы, расшифровывать геномы, и это стало тривиальной вещью». Но успокоился Михаил Валентинович, разумеется, ненадолго.
Максим Никитин: Совершенно верно. Хранить ее, передавать и управлять работой генов можно не только за счет сильных, но и слабых молекулярных взаимодействий. Причем в статье я не просто показываю существование такого механизма в эксперименте, но и масштабность этого механизма. В частности, он позволяет регулировать работу гена с колоссальным разнообразием - 10[172]. Но как такое возможно? Двойная спираль работает с генетической информацией четко и строго, случайности, конечно, бывают, но это не система. А механизм, о котором вы рассказываете, позволяет огромному числу желающих "порулить" генами. Это вносит хаос в четкую работу двойной спирали. Фактически мешает природе. Максим Никитин: Здесь надо подчеркнуть такой момент: чтобы доказать существование этого эффекта, я работал с разрушенной клеткой. А теперь, чтобы понять, мешает он природе или же она его активно использует в различных процессах, надо его найти в живой клетке. Но это требует совсем других масштабов исследований. Что важно отметить? Открытый мной ранее неизвестный эффект я назвал молекулярной коммутацией. Он дополняет, но не рушит прежние представления о генетике. То есть все, что нам стало известно, благодаря великому открытию двойной спирали продолжает оставаться полезным. Новый же механизм - это дополнительные возможности ответить на загадки генетики, которые никак не получается решить, опираясь лишь на понимание о двойной спирали. После публикации статьи и появления информации в СМИ ко мне обратилось множество людей. И молодые ученые, и уже известные. Биологи, физики, химики, математики. И каждый увидел в этом феномене свой интерес, придумывает, как его использовать или искать в своих исследованиях. Речь, в частности, идет о процессах старения, происхождении жизни, формировании памяти, создании принципиально новых лекарств, компьютеров на основе ДНК, новых методах лечения самых разных болезней, прежде всего генетических. Открываются огромные возможности. Открытый ранее неизвестный механизм позволяет регулировать работу гена с колоссальным разнообразием — 10 в 172-й степени Вы единственный автор статьи в престижнейшем научном журнале. А ведь сегодня наука делается большими командами, где часто работают ученые разных дисциплин, что и позволяет совершать прорывы. И вдруг одиночка выдает потрясающее открытие. Кстати, авторы знаменитой двойной спирали ДНК Уотсон и Крик работали в жестком сопернические с другими научными группами. И сумели их опередить. А у вас были конкуренты? Максим Никитин: Все, о чем написано в моей статье, лежало у всех перед глазами с момента открытия двойной спирали. Почему никто семьдесят лет это не заметил, для меня истинная загадка. Но одновременно и очень воодушевляющий факт - сколько еще интересных открытий мы упускаем, боясь поставить "каверзный вопрос". В общем-то, это и является ответом, почему я сделал работу в одиночку: специалисту в области ДНК-вычислений достаточно увидеть первый рисунок статьи, чтобы сразу все понять.
Мы можем сделать самую крутую, умную частицу в лаборатории, но потом придумать технологический процесс, как его произвести в многотонном производстве, — это нерешаемая задача в очень многих случаях. Глядя вперед, допустим, вы в лабораторных условиях сможете получить то, о чем мечтаете, а потом начнется следующий этап. А как это начать делать в большем количестве? Вы об этом этапе думаете сейчас? Или сначала надо получить то, что вы масштабируете? Максим Никитин: Почему я пошел заниматься приборостроением? Потому что для масштабирования часто нужно новые приборы делать, реакторы и так далее, которые будут это синтезировать так, как никто раньше не делал, и это часть задачи. Поэтому мне интересно попытаться объединить все от FeCl3, FeCl2 до создания частицы, до испытания на клетках, животных и на тех приборах, которые потом это будут исследовать, масштабировать. Сколько вам нужно людей для того, чтобы те задачи амбициозные, которые вы себе ставите, пройти до конца? Максим Никитин: Естественно, по проектам это экспоненциально растет. Если мы первый проект делали буквально вдвоем, второй — это уже три человека и так далее. Конечно, передо мной сейчас стоит фармзадача, то есть как лекарство довести до клиники. Вот это самый сложный этап, на котором я сейчас, и я надеюсь, у меня получится. Для этого нужно, к сожалению, и много организаций, и много людей. И что с людьми? Это же должны быть не просто люди — оловянные солдатики, они должны так же верить, так же знать, так же уметь и еще творить, потому что вы ищете решения, не найденные до сих пор. Максим Никитин: Да, самое сложное — найти толковых людей. Те люди, которые не просто готовы профессионально выполнять свои задачи, а кто добивается результата, вот это я называю толковыми. Был анекдот какой-то, что исследователь — это и сантехник, и слесарь, и физик, и биолог, и так далее. То есть нужно все в себе сочетать и понимать, что ты должен не сделать какой-то эксперимент типа конь в вакууме, написать в тетрадке и все, а надо реально изготовить продукт. И более того, тебе никто не поможет, кроме тебя самого. Если тебе нужна какая-то отвертка, ты ее не купишь, ты ее должен изготовить сам. Я условно говорю. А где-то нужно договориться нетривиально с каким-то другим институтом или еще что-то. Очень многие люди могут сами сделать какой-то эксперимент, но как только начинается более сложная задача — пойти с кем-то поговорить, где-то нетривиальное решение найти и так далее, многие теряются. Людей, которые способны добиваться результата, на самом деле очень-очень мало. Что греха таить, многие уезжают, по разным причинам и в течение долгого времени, и даже до 24 февраля. Многие талантливые ученые соглашались попасть, так сказать, в более комфортные условия, где всего больше. Максим Никитин: Тут мне кажется, что толковые люди тем и отличаются, по моей классификации, что они добиваются результата, и значит, у них есть уже свой задел, они достигли каких-то значимых результатов здесь, и им жалко с ними расставаться, выкидывать их. Значит, поэтому большая часть таких людей как раз с удовольствием остаются доводить свою мечту до конца. То есть те, кто уже что-то делает, это не бросят, дело держит. Дай бог. Вы в том числе входите в Совет при президенте по науке и образованию, а вокруг науки очень много острых тем в последнее время, начиная с уголовных дел по поводу госизмены. И это большая проблема, что никто не знает, что конкретно обвиняемые ученые сделали. А научное общение с международным научным сообществом сейчас изменилось или затруднено? Максим Никитин: С моей точки зрения, наука должна быть международной, то есть то, что генерирует коллективный сознательный мозг планеты, — это достояние цивилизации, очень важно, чтобы мы все активно обменивались информацией и пытались понять, как бороться с вирусами, как с антибиотикорезистентностью. В целом у планеты и у цивилизации сейчас настолько мощные вызовы со стороны природы, что мы, безусловно, должны работать над этим все вместе, иначе где-то может оказаться, что какой-нибудь астероид в нас прилетит, а мы за местными ссорами не среагируем. А нет такого, что сейчас наше научное сообщество будет в какой-то степени отрезано от последних разработок, которые производят в мире и которыми мировое научное сообщество обменивается друг с другом? Максим Никитин: Это, безусловно, то, о чем мы должны как-то думать, придумывать, как с этим взаимодействовать и как это решать. Тут я думаю, что все равно большая часть ученых, конкретных людей, не институтов, а ученых именно, это те люди, которые идут в науку в основном ради цивилизации, то есть ради того, чтобы мы как вид, как что-то высокое, созданное природой ради чего-то высшего, развивались и решали те проблемы, которые перед нами возникают в целом как у вида. Мне кажется, многие из них строго за то, чтобы международное общение, международная коллаборация в области науки сохранялась. А эпидемия всеобщей секретности со всех сторон не происходит ли? Максим Никитин: Это не столько эпидемия секретности, сколько коммерческие тайны, когда создаются какие-то очень прорывные технологии... Я правильно понимаю, что, пока речь идет о фундаментальной науке, пока вы сам принцип разрабатываете, это всегда было достоянием всего мира, это не прятали. А прятать начинают, когда надо промышленную технологию разработать? Максим Никитин: Да, вот тут могут действительно быть проблемы. Но ведь им тоже нужно друг с другом обмениваться идеями, все друг на друга влияют так или иначе, это и есть обмен фундаментальной информацией. Ну, невозможно всех ученых мира засунуть по банкам и сказать, что работайте каждый в своей банке, потому что мы сильно затормозимся.
СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКЦИЕЙ
- Российский ученый обнаружил в ДНК дополнительный «тайник» с генетической памятью - МК
- Российский ученый открыл новый механизм хранения информации в ДНК - Российская газета
- Актуальные исследования о ДНК - РТ на русском
- Генетики со всего мира обсудили выявление тяжелых болезней до рождения ребенка
- В Уфе молодые ученые презентовали Валерию Фалькову передовые проекты в области генетики
- Telegram: Contact @realgenetica
В Уфе молодые ученые презентовали Валерию Фалькову передовые проекты в области генетики
События и новости 24 часа в сутки по тегу: ГЕНЕТИКА. Эксклюзивные расследования, оригинальные фото и видео, «живые» истории, топовые эксперты, онлайн трансляции со всей. В планах ученых Медицинского института СВФУ расширить спектр исследований по медицинской генетике и геномному редактированию. Современная наука продолжает разбираться в тайнах генетики и того, каким образом гены могут оказывать влияние на привычки человека. Методом компьютерного моделирования ученый показал, что система из 1000 одноцепочечных молекул позволила создать 572-битную ячейку устойчивой обработки информации. Сможет ли генетика победить неизлечимые болезни? – ответит ученый. И это не случайно – рейтинг лучших ученых-генетиков России возглавляют ученые Евразийского НОЦ.
«Молодым ученым в Башкортостане повезло» - победитель конкурса «Наука. Территория героев»
- Зачем ученые редактируют ДНК человека? Насколько это опасно и чего ждать в будущем?
- Актуальные исследования о ДНК - РТ на русском
- Актуальное
- «Молодым ученым в Башкортостане повезло» - победитель конкурса «Наука. Территория героев»
Ученые-генетики восстановили зрение полностью ослепшему человеку
Новый динозавр ― новости генетики | Блог Genotek. Узнайте о последних открытиях ученых из Чили, которые обнаружили и изучили останки нового вида динозавров ― Stegouros elengassen. Ученые Сибирского НИИ растениеводства и селекции (СибНИИРС, филиал Института цитологии и генетики СО РАН) создали устойчивый к засушливым условиям и паразитам сорт картофеля. Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию природы самых разнообразных процессов: от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний.