Участники мероприятия узнают о прогрессе генетики и великих мировых ученых XX века.
В Уфе молодые ученые презентовали Валерию Фалькову передовые проекты в области генетики
Предложенная российским ученым модель не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов. В первый день конференция, 24 апреля, свои научные работы представили молодые ученые, во второй день, 25 апреля, состоится пленарное заседание с участием ведущих ученых. Директор Института общей генетики РАН Александр Кудрявцев решил покинуть пост главы Научного совета РАН по генетике и селекции. Новости генетики.
Читайте также:
- генетика – последние новости
- Блог Genotek
- Российский ученый открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК
- Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019–2030 годы
- НОВАЯ ГЕНЕТИКА
Актуальные исследования о ДНК
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. Она состоит из двух цехов. Первый цех — это высокопроизводительные секвенаторы. Просто завод секвенаторов, которые оцифровывают коллекции. И второй цех — биоинформационный».
Ковальчук пояснил, почему другие институты, в частности, биологического профиля, не могут заниматься тем же самым: «Потому что вы набрали 3 млрд букв, а что вы будете с ними дальше делать? Вам нужна биоинформатика. А чтобы это работало, вам нужна база данных». В качестве примера биоинформационного проекта Ковальчук рассказал о контракте с Евросоюзом «на полтора миллиона евро по раку почки». Поэтому было прямое поручение Президента Курчатовскому институту и Правительству создать базу данных, и геномы, которые сегодня расшифровываются, все обязаны депонировать в эту базу данных. Это очень дорого стоит, но поскольку мы давно работаем с базами данных, открытыми и закрытыми, мы мгновенно, за полгода, слепили прототип и скачали все иностранные базы данных».
В общем, слишком много букв Ковальчука не испугали, однако, по его словам, дело до самого последнего времени буксовало из-за отсутствия средств. Потому что нет законодательной основы. И вот мы сейчас нечеловеческими силами добились, что 31 декабря Президент подписал закон о функционировании национальной базы генетической информации, и Курчатовский институт — оператор этой системы». По словам докладчика, институт то же самое сейчас делает для сельского хозяйства: «Мы с вином сделали просто рывок. На базе генетической информации мы по-новому возрождаем виноделие. Мы сейчас полностью замещаем винные дрожжи».
Ковальчук подчеркивает, что все это простые вещи, которые лежат на поверхности: это и медицинский надзор, и импортозамещение, и биологическая безопасность, и огромный рынок. Давай сюда образец. Заплати деньги за расшифровку генома. Ничего не видно. Получил разрешение. Дальше главный санитарный врач заходит туда через день, месяц или год, берет образец, смотрит, а там — не тот геном.
Только теперь надо понять, как. Первый вариант может быть связан с тем, что эта некая хаотическая сущность, которая мешает выстраиванию прочной генетической системы. Второй — что этот механизм участвует в естественных процессах.
Например, у меня есть версия, что этот механизм может быть удобен для образования процесса нашей краткосрочной памяти. Максим Никитин. Фото предоставлено МФТИ Если это удастся доказать, то, по словам Никитина, у человечества появится «входная дверь для улучшения памяти и замедления старения».
Кроме того, используя эту возможность нашей ДНК, мы сможем сделать более безопасными, без побочных эффектов, лекарственные препараты или даже создать суперкомпьютер, выстраивающий миллиарды вычислительных вариантов на основе взаимодействия обрывков ДНК. По словам Сергея Киселева, описанный в работе Максима Никитина механизм передачи информации немного напоминает эпигенетический механизм, который усиливает или ослабляет работу генов за счет молекул мРНК. Как мы знаем, в ответ на внешние стимулы, к примеру, питание, эмоциональные стрессы, физические нагрузки, эпигеном отдает «приказы» отдельным нашим генам усиливать или, наоборот, ослаблять их активность.
По словам российского ученого, именно красота и элегантность этой модели ДНК столько десятилетий закрывала специалистам глаза на то, что могут существовать и другие механизмы. Максим Никитин обратил внимание, что в смеси из одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотидов одновременно возможно возникновение самых разных комплексов и взаимодействий, при которых этом происходит передача информации. Вот пример из самой простой системы из трех олигонуклеотидов Х, А и В.
Каждому из них достаточно взаимодействовать с Х очень слабо: увеличение концентрации А приведет к росту количества комплексов ХА, что снизит число комплексов ХВ, хотя А никак не взаимодействовало с В напрямую». Автор также доказал, что механизм молекулярной коммутации позволяет лучше управлять экспрессией генов, чем известный ранее, с участием двойной спирали: вместо 1012 вариантов регулирования появляются 10172 возможных вариаций.
Он был создателем нового биомедицинского направления и популяризировал науку среди детей. Как пишут «Невские новости» , биолог много трудился над созданием лекарства от рака. В последнее время он разрабатывал вакцину от коронавируса в университете Эдинбурга.
Ученый НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ выступил на «Дульзоновских чтениях»
В первый день конференция, 24 апреля, свои научные работы представили молодые ученые, во второй день, 25 апреля, состоится пленарное заседание с участием ведущих ученых. Смотрите видео канала НОВАЯ ГЕНЕТИКА (24698921) на RUTUBE. Ученый Научно-технологического университета «Сириус» Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК.
«Почините код». Сможет ли генетика победить неизлечимые болезни? – ответит ученый
Тогда полностью комплементарный ему олигонуклеотид, будет иметь максимальную силу сродства — аффинность. Если же начать постепенно заменять во втором олигонуклеотиде азотистые основания на произвольные, то их аффинность первому будет падать. При этом, перебирая все варианты оцДНК из 10 букв, для каждой аффинности мы получим множество вариантов, то есть плотный «континуум аффинностей». Для того, чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперед заданными взаимными аффинностями, в своей статье Максим Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего 3 суперкоротких олигонуклеотида длиной в 7 азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др.
При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов.
Кроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов также некомплементарных. Более того, автор показал, что молекулярная коммутация дает возможность лучше управлять экспрессией генов.
Мы хотим и будем активно влиять на учебные траектории обучающихся, потому что мы хотим, чтобы они после выпуска стали частью «Биотек кампуса» и внесли свой вклад в нашу работу. Это важно понимать на входе. Мы не хотели бы быть еще одной программой, которая готовит академических ученых. Мы хотим готовить ученых, работающих в мощном геномном центре, цель которого создать крупнейшую в России базы генетических последовательностей человека. Мы хотим, чтобы данные из этой базы оказали реальное влияние на медицину, помогли спасать жизни. Те, кто поступает к нам на программу, должны разделять эти ценности.
Это то, что каждому абитуриенту полезно обдумать, понять в себе, прежде чем подавать к нам документы.
Он показал, что в этой молекуле две спирали необязательно должны быть связаны друг с другом. Открытие меняет представление, на котором более 70 лет базировалась главная парадигма биологии.
Оно может стать ключом к разгадке возникновения и эволюции жизни на Земле, процессов старения человека и лечения сложных заболеваний. Начиная с 1953 года учёные-генетики всего мира понимали структуру ДНК как «двойную спираль», сплетённую из двух цепочек азотистых оснований — своеобразных «кирпичиков», из которых построена эта молекула. Суть их представления о ДНК, на которое опирались и другие исследователи, состояла в том, что две цепи молекулы сплетены в двойную спираль и однозначное соответствие между «кирпичиками» на двух разных цепочках позволяет им копировать друг друга, передавая генетическую информацию.
И вот теперь российский учёный Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК. Он установил, что эта молекула вполне способна эффективно хранить и передавать информацию без связей между цепями двойной спирали.
Историк Марьяна Скуратовская Узнать больше Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки! Самые интересные проекты, открытия и исследования, а также информация о конкурсах и мероприятиях в вузах и научных центрах России в одном удобном формате. Будьте в курсе событий Десятилетия науки и технологий!
Генетик – последние новости
Современная наука продолжает разбираться в тайнах генетики и того, каким образом гены могут оказывать влияние на привычки человека. Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию природы самых разнообразных процессов: от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний. Журнал 10 ученых-первопроходцев: как исследователи меняли мир и чего им это стоило. Читайте последние научные новости «Российские генетики открыли систему, помогающую бактериям защищаться от вирусов» без рекламы на актуальные темы в ленте новостей. Учёный из Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук попала в рейтинг лучших исследователей. Российский генетик, заведующий лабораторией геномной географии Института общей генетики имени Вавилова РАН Олег Балановский погиб в Костромской области, спасая своих детей.
Отмечаем Международный день ДНК вместе с учеными Евразийского НОЦ – лучшими генетиками России
Они анализируют, если есть присутствие, какая-то молекула, какой-то маркер заболевания — это единичка, отсутствует — нолик. Сейчас ведь многим так на слух может показаться, что вы запускаете в организм чип... Максим Никитин: Это отдельная история, она действительно очень популярна, я могу со своей точки зрения сказать так, что чипы — это очень-очень далеко от того, что умеет сейчас человечество. То есть мы действительно запускаем в организм животных нанокомпьютеры, но это очень еще простые и мало чего умеющие сущности. Но они действительно умеют анализировать параметры. Если легкий пример привести, который многим будет понятен: нам нужно лекарство сделать, которое будет активно, только когда высокий уровень глюкозы и одновременно малый уровень инсулина, то есть 1:0. В этом случае нужно атаковать какую-то клетку, заставить ее продуцировать инсулин, но как только уровень инсулина повышается или глюкоза падает, нужно инактивироваться. Вот такой нанокомпьютер должен лечить диабет. То, что вы делаете, то, что попадает в кровь, бродит по организму в поисках, содержит электричество или вообще без него? Максим Никитин: Нет, вообще без электричества. Я изначально, где-то в десятом классе, очень увлекался программированием, думал стать программистом и как раз хотел заняться такой областью — наноэлектромеханические системы.
Мне казалось, что можно сделать робота из шестеренок с передачей каких-то сигналов и запускать его в кровоток. Проблема в том, что это нереально, это невозможно. Наши капилляры — это 700 нанометров, то есть в 100 раз тоньше человеческого волоса, и если мы будем запускать что-то более крупное, то вызовется просто эмболия сосудов, возникнет тромб, и ничего хорошего не будет, никакой терапии, это будет очень опасное состояние. То есть этот компьютер, как вы говорите, он без электричества, он чисто биохимический? Максим Никитин: Да, чисто химический. Это простые кристаллы с полимерами, которые молекулярными взаимодействиями могут претерпевать разные изменения, они распадаются, собираются, но это очень-очень пока простые системы. Как я понимаю, нигде в мире такого уровня препараты пока не созданы. Но вы, наверное, не единственный в мире, кто этим занимается? Максим Никитин: Концепция, которую мы разработали, технология создания таких компьютеров уникальна по функциональности. У нас есть, по сути, только один конкурент — это коллаборация Гарварда и Бар-Иланского университета в Израиле.
Они умеют считать столь же сложно, как и мы, но они доставляют только очень-очень маленькие частицы из ДНК. Им удалось продемонстрировать их работоспособность в таракане. Вы спросите, почему в таракане, а не в мышах? У них система не позволяет доставить реальные, настоящие лекарства. А вам уже это удается? Максим Никитин: Мы можем это сделать на любой наночастице. А у вас это на тараканах или на ком? Максим Никитин: У нас все хорошо на клеточных культурах и так далее, но у нас все работает и на более сложных организмах, но еще не опубликовано. В научном мире считается, что пока не опубликовано, значит, не работает. То, чем вы занимаетесь сейчас, — это фундаментальная наука?
То есть это формирование какого-то принципа, как это будет работать? Или это нечто, что должно непосредственно продуцироваться уже в коммерческом изделии? Максим Никитин: То, что я сказал про нанокомпьютеры, — это действительно пока фундаментальная наука, то есть мы придумали транзистор, осталось сделать iPhone. Все-таки ваше открытие должно быть доказано именно на человеческом материале или чуть раньше оно будет признано как работающий принцип? Максим Никитин: Нет, признано оно уже сейчас, потому что есть публикации, но, по сути, все признают, что да, это действительно что-то полезное, только когда пройдут клинические испытания. Клинические испытания — это обычно долго, порядка 15 лет. То есть здесь фундаментальная наука обязательно напрямую шагнет в коммерческий продукт? Максим Никитин: Это то, к чему мы стремимся. То есть только это мы будем считать действительно настоящим результатом. А вот теперь, если сравнить условия, в которых вы работаете и в которых работают ваши конкуренты из Гарварда, из Израиля, может, еще откуда-то.
Там существуют очень мощные фармкорпорации с огромными бюджетами, с огромным опытом перехода от теоретических или фундаментальных экспериментов к практическим по всем стадиям, от животных к доклиническим, первым клиническим — это все сложное и длинное дело. У нас я не знаю, чтобы этот процесс так работал, особенно в таких сложных и совершенно инновационных методах лечения. Кто заплатит и организует все это? Кто у нас это может сделать? Максим Никитин: Это, безусловно, сложный, наверное, самый сложный вопрос, который мы сами пытаемся сейчас активно решать. То есть у нас есть, допустим, другая технология, которая абсолютно революционна с точки зрения всей наномедицины. То есть те роботы, о которых я рассказал, — это одна часть, но параллельно еще много людей разрабатывают разные терапевтические препараты.
Даже возникновения жизни на Земле и ее эволюции. Статья об исследовании опубликована в одном из самых престижных научных журналов Nature Chemistry. С ее автором беседует корреспондент РГ.
Максим, вы замахнулись на почти абсолют - двойную спираль ДНК. Она открыта в 50-х годах прошлого века, удостоена Нобелевской премии, признана одним из самых главных достижений за всю историю науки. Около семидесяти лет была иконой генетики. И вдруг у вас зародилось сомнение. Максим Никитин: Тут такая история. Девять лет назад я защитил кандидатскую диссертацию. Занимался разработкой умных материалов для медицины. При этом еще со школы интересовался биологией и программированием, и мне всегда хотелось их соединить. Но уже есть модная молодая наука биоинформатика. Максим Никитин: Да.
Но там уже столько всего сделано, работает так много людей. Поэтому понимал, что мне нереально сделать что-то значимое, не бросая основную работу. Я перебирал разные варианты, где можно применить мои знания в программировании и биологии. И неожиданно заметил одно свойство ДНК, на которое почему-то никто не обращал внимания. Точнее, может, и обращали, однако никак не использовали. В чем суть? Здесь придется вспомнить ту самую двойную спираль ДНК. Как известно, ее длиннейшие цепочки молекул состоят всего из четырех нуклеотидов, обозначенных буквами А, Г, Т, Ц. Они соединены в самых разных последовательностях. Причем две нити ДНК из этих нуклеотидов сплетаются в двойную спираль по определенному правилу: напротив А одной цепи на другой цепи всегда стоит Т, напротив Г - всегда Ц.
Такое строгое соответствие или, как говорят ученые, комплементарность, обеспечивает между ними очень прочные связи, за счет чего двойная спираль очень стабильна. Такая структура ДНК позволяет надежно хранить и обрабатывать генетическую информацию, кодирует в нас все - от склонности к заболеваниям до внешнего вида и даже черт характера. Так на что новое в ДНК вы обратили внимание? Максим Никитин: Я заинтересовался короткими ее цепочками, у которых мало общих букв. То есть они слабо комплементарны. Для образности представим "бульон", где плавают вот такие "лохмотья" ДНК. Как поведут две такие цепочки? Если хотя бы небольшое число букв совпадет, они могут слиться, но из-за слабых связей затем развалятся. Вроде бы, здесь нечего изучать: в отличие от двойной спирали такие комплексы недолговечны и раньше казались бессмысленными. Но я понял, что ДНК имеет уникальную особенность - силу сцепления между короткими цепочками можно очень точно и легко настраивать.
Ученого Кудрявцева снимут с поста главного генетика России. Ранее его критиковали за выступление на богословской конференции, где он заявил, что в древности люди жили по 900 лет, а причиной мутаций, вызывающихся генетические заболевания, являются грехи. На пост председателя Совета назначен Николай Янковский, академик, специалист в области геномики и биотехнологии.
Отдельным голосованием решалось, выразить ли Кудрявцеву благодарность за работу на посту или нет.
В настоящее время 14 из 16 сотрудников лаборатории являются молодыми исследователями в возрасте до 39 лет, трудоустроены 7 магистрантов. Все — выпускники Башкирского государственного университета. Валерий Фальков в сопровождении кандидата биологических наук, заведующей лабораторией Дарьи Прокофьевой посетил помещения приема биоматериалов и их сортировки, ознакомился с процессом выделения нуклеиновых кислот и ПЦР. В разрезе фундаментальных и прикладных исследований лабораторией достигнут ряд результатов. Выявлены популяционные различия в распространении мутаций, связанных с наследственными формами рака молочной железы и яичников, а также в распределении аллелей и генотипов вариантов генов цитохрома P450 в популяциях Северной Евразии.
НОВАЯ ГЕНЕТИКА
Российский ученый открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК. После этого в стране прекратили преподавать генетику, книги о ней изъяли из всех библиотек и уничтожили, а большинство ученых-генетиков уволили. В ноябре 2018-го в ходе эксперимента ученого Хэ Цзянкуя в Китае родились дети с отредактированной ДНК. Молодые ученые обсуждают лучшие практики ведущих генетических лабораторий России и Европы.
НОВАЯ ГЕНЕТИКА
Генетики обнаружили на двадцатой хромоcоме человека мутацию, которая приводит к развитию тяжелого ожирения у детей. Несколько дней назад в Nature была опубликована статья о намерениях российского генетика Дениса Ребрикова стать вторым в мире ученым, после Хэ Цзянькуя, кто внесет наследуемые. После этого в стране прекратили преподавать генетику, книги о ней изъяли из всех библиотек и уничтожили, а большинство ученых-генетиков уволили.