Ученый-генетик Хэ Цзянькуй, отбывший трехлетний срок за изменение генома эмбрионов, будет изучать возможности искусственного интеллекта по редактированию ДНК человека.
Российская генетика: над чем работают молодые учёные сегодня
Да Не сейчас 20 января 2023, 09:00 Прорывное открытие в мировой науке: российский ученый Максим Никитин открыл новый механизм хранения информации в ДНК Невероятный прорыв в мировой науке, шаг в абсолютно новую эру биологии, который в одиночку сделал россиянин! И это может быть ключом к разгадке таких тайн, как неизлечимые болезни, механизмы старения и даже возникновение жизни.
Одной из таких областей стала геномика, и на биологическом факультете МГУ в ответ на стремительное развитие области появилась новая магистерская программа «Геномика и здоровье человека», реализуемая при поддержке НК «Роснефть». Куратор программы, всемирно известный биолог Константин Северинов пояснил, почему не обязательно быть биологом, чтобы заниматься геномикой, и как она может спасать жизни людей. Это не только анализ данных секвенирования для получения тех или иных научных или медицинских результатов, но и инфраструктура для получения этих данных, их надежного хранения и эффективного использования. Это также производство и организация бесперебойной работы секвенаторов, создание логистики получения и обработки потока биоматериалов, создание программных продуктов для анализа данных пользователями различного уровня и, конечно, квалифицированные кадры на всех стадиях процесса. Это важно и актуально, потому что за этим будущее как фундаментальной биологии, так и практической медицины. Как известно, все в биологии имеет смысл лишь в свете эволюции. Анализ последовательностей нуклеиновых кислот — лучший способ изучать эволюцию, а, значит, и биологию, жизнь во всем ее разнообразии и оказывать на нее влияние, когда это необходимо.
Ученые предполагают, что использование лекарств или диет, имитирующих эффекты этой мутации, может помочь в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Исследование проводилось с участием 37 людей с синдромом Ларона из США и Эквадора, и результаты показали, что среди них заболевания сердечно-сосудистой системы встречались крайне редко, что подтверждает уникальную защиту от сердечных заболеваний, которую предоставляет данная мутация. Синдром Ларона — это редкое заболевание, которое приводит к карликовости.
Увидим ли мы это на своем веку? Избавит ли геномная инженерия от неизлечимых болезней, которые возникают из-за «поломок» участков молекул ДНК? Чем специалисты в этой области медицины уже сегодня могут помочь при ряде серьезных диагнозов? Стоит ли обращаться к генетику «на всякий случай», если планируешь семью?
Российский ученый обнаружил в ДНК дополнительный «тайник» с генетической памятью
Фундаментальный феномен позволит ученым познать природу самых разнообразных процессов, начиная от сложных заболеваний, тайн генетики. Первые в истории человечества генномодифицированные дети живут "обычной и спокойной" жизнью, заявил китайский ученый-генетик Хэ Цзянькуй. Самые интересные и оперативные новости из мира высоких технологий. 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. Новости генетики. Генетики впервые отредактировали вызывающие болезни мутации в человеческих эмбрионах.
Ученые-генетики рассказали о передовых технологиях
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. Автор также показал, что молекулярная коммутация даёт возможность лучше управлять экспрессией генов. Это число значительно превосходит количество элементарных частиц в наблюдаемой Вселенной, которых «всего» 1080. Открытый фундаментальный феномен коммутации цепей ДНК имеет важное практическое значение. Для этого требуется создание программного обеспечения нового поколения, более точно предсказывающего слабоаффинное взаимодействие нуклеиновых кислот, а также анализирующего их вовлечение в различные естественные процессы, принимая во внимание механизм молекулярной коммутации.
В конечном итоге всё это поможет минимизировать риски негативных последствий нецелевого редактирования генома пациента и снизить число нежелательных явлений в процессе лечения. Необходимо отметить, что в молекулярной коммутации могут участвовать не только нуклеиновые кислоты.
С 2019 г. Она призвана ускорить развитие науки, создать научные генетические базы для развития медицины, а также новые биотехнологии для сельского хозяйства и промышленности и при этом решить задачу технологической независимости страны.
На совещании по развитию генетических технологий в РФ в 2020 г. При этом он подчеркнул, что научные заделы необходимо конвертировать в практические результаты и конкурентную продукцию, сопоставив программу развития генетических технологий с атомным и космическим проектами XX в. Главный технологический партнер федеральной программы — «Роснефть». Компания сконцентрировалась именно на достижении скорейших практических результатов и решении первоочередных задач, которые бы стимулировали «бум» генетических исследований.
Первым этапом реализации программы стала подготовка профильных кадров мирового уровня с междисциплинарным образованием. Для этого «Роснефть» разработала магистерскую программу «Геномика и здоровье человека» на базе биологического факультета МГУ. Помимо базы научных знаний студенты осваивают практические компетенции в области высокопроизводительного секвенирования и биоинформатического анализа его результатов. Первые студенты магистерской программы приступили к обучению в сентябре 2020 г.
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. В зависимости от того, сколько пар комплементарны между цепями. Причем эту силу можно точно настроить не только попарно, но и между 1000 цепей ДНК. Когда это понял, то первое, что пришло в голову: почему такое замечательное свойство ДНК никто не использует?
Наверное, мало кому везло обнаружить столь простое, никем неиспользованное свойство молекул. Проанализировав, как себя будут вести такие 1000 молекул, я понял, что за счет математических особенностей законов, описывающих поведение подобных систем, можно хранить и передавать информацию. На пальцах поясните, как передавать информацию без двойной спирали? Максим Никитин: Попробую. Например, в "бульоне" появилась цепочка, назовем ее A, с какой-то интересной информацией. И есть какая-то цепочка Г, с которой А ну совсем никогда не должна общаться, они максимально некомплементарны друг другу. Вроде бы передать информацию никак нельзя. И тем не менее это возможно.
В "бульоне" может найтись цепочка Б, у которой есть небольшая схожесть с A: они могут слиться, "потусоваться", затем расцепиться. Так вот во время контакта цепей происходит передача информации. Точно такие же контакты в "бульоне" могут быть между другими короткими цепочками - Б поговорит с В, а В уже передаст информацию про знаменитую парочку цепи Г. То есть двойная спираль - не единственный способ работы с генетической информацией? 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?
В Физтех-школе биологической и медицинской физики студенты получают компетенции на стыке четырёх дисциплин: математики, физики, биомедицины, искусственного интеллекта и больших данных. Эти знания позволяют выпускникам соответствовать вызовам современной науки, а также запросам индустрии. Сотрудники Центра активно вовлечены в образовательный процесс на всех этапах: от приёмной кампании до выпускных квалификационных работ. В настоящий момент Школа активно работает над созданием новых, образовательных программ. Для этого МФТИ активно привлекает индустриальных партнеров — компании, которые смогут помочь сформировать образ специалиста будущего. Все эти программы будут носить формат как онлайн, так и офлайн курсов. Помимо этого, разрабатывается широкий пул дисциплин по выбору, которые позволят сформировать индивидуальную образовательную траекторию на ранних этапах обучения. Для МФТИ важно как развивать уже существующие магистерские программы, так и запускать новые. К 2024 году планируется разработать две новые магистерские программы мирового уровня по направлениям «Молекулярная биофизика и структурная биология» и «Геномная инженерия».
Уникальные проекты Казанского федерального университета Аспиранты Казанского федерального университета, обучающиеся по специальности «Генетика» занимаются исследованиями в трёх новых научно-исследовательских лабораториях НИЛ , которые по технической оснащенности не уступают ведущим мировым научным центрам. В НИЛ «Генные и клеточные технологии», которую возглавляет профессор, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов ведётся поиск новых подходов к применению регенеративной медицины для терапии травматической болезни спинного мозга, изучения моделей раковой опухоли, а также всесторонней диагностики COVID-19 и разработки вакцины для его профилактики. Аспирантки первого года обучения по специальности «Генетика» Зарема Гилазиева и Дарья Чулпанова включены в проект «Искусственные микровезикулы клеток человека в качестве биологически активной добавки при получении персонализированных первичных культур клеток и 3D-моделей опухолей». Эффективность методов лечения онкологических заболеваний зависит от многих индивидуальных факторов, таких как тип, стадия и локализация опухоли, а также возраст пациента и общее состояние здоровья. Персонализированная медицина включает методы профилактики, диагностики и лечения патологического состояния, основанные на индивидуальных особенностях пациента. Исследовательский проект Елены Тризны и Алины Сабировой «Межбактериальные взаимодействия как ключевой фактор лекарственной устойчивости: разработка новых подходов к терапии полимикробных инфекций» посвящен выявлению на молекулярном уровне механизмов взаимодействия различных микроорганизмов в составе смешанной инфекции для противостояния антибиотикам. При этом эффективность антибиотика может как снижаться, так и повышаться, в зависимости от видов микроорганизмов, формирующих консорциум», — поделилась Елена Тризна.
Ученый из «Сириуса» сделал прорывное открытие в области исследования ДНК
Ученые нашли в организме еще одного виновника этого процесса 26. Ученые нашли в организме еще одного виновника этого процесса Shutterstock Важнейшие для иммунитета антитела, оказавшись не в том месте, превращаются из помощников вредителями. Но процесс можно затормозить. Ученые из Пекинского университета выяснили, что иммуноглобулин G IgG оказывается движущим фактором на ранних стадиях старения. Кроме того, IgG, связанный со старением, начинает накапливаться в жировой ткани человека в очень молодом возрасте, сообщает MedicalХpress.
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.
Пик заражений в России ожидается во второй половине сентября. А между тем, считает ученый-генетик Павел Волчков, мир можно было бы избавить от коронавируса всего за две-три недели. С 29 августа количество ежедневно заражающихся жителей ЯНАО сократилось со 147 до 113 человек. Тем не менее всем жителям округа рекомендовали носить маски в людных местах. А в Лабытнанги с просьбой об использовании средств индивидуальной защиты к горожанам обратились автобусные перевозчики, сообщило сетевое издание «Ямал-1».
Трансфекция также позволяет и затормозить синтез белка. Условно говоря, как определить, что белок влияет на клетку? Нужно сделать так, чтобы в клетке его стало много, либо оставить небольшое количество. Таким образом нашли лекарство от спинальной мышечной атрофии? Это заболевание, при котором нарушена функция моторных нейронов в головном мозге: нервы не могут прикрепиться к мыщцам и передать сигнал о сокращении. Между ними нет контакта. В гене, который кодирует основной белок, называется он SMN-1, мутация. Что сделали американские учёные? Они взяли вирус, который условно непатогенный, и вставили в него нормальный ген SMN-1, так создали препарат "Золгенсма", самый дорогой препарат в мире. Введение данного препарата больным вызывает вирусное заражение больных клеток, что приводит к встраиванию нормального гена SMN-1 в геном клеток пациента. Это и есть трансфекция. Клетки сами начинают синтезировать нормальный белок SMN-1. Организм восстанавливается. Нервы начинают нормально прикрепляться к мыщцам, мыщцы нормально сокращаются. Это яркий пример того, каким образом процесс трансфекции способен доставлять нужный генетический материал в клетку живого организма, в ткани человека. Расскажите о вашем недавнем открытии — Раньше во время процедуры трансфекции мы использовали так называемый репортный ген. Он кодирует светящийся белок. Этот светящийся белок нужен, чтобы отследить доставлен ли генетический материал в клетку. Как это делается? Вместе с геном, который нас интересует, в клетку в составе одной и той же последовательности ДНК вставляется ген белка, который светится, если на него посветить лазером. Зелёный белок тяжёлый, много весит, чем тяжелее генетический материал, тем труднее он проходит в клетку. Мы в новом методе предлагаем отказаться от зелёного белка, что уменьшит размер генетического материала и увеличит эффективность трансфекции. Количество этих трансфецированных клеток будет больше — так вероятность успеха повышается. Над поиском лечения каких заболеваний вы работаете сейчас? В патогенезе рассеянного склероза важную роль играют так называемые регуляторные Т-клетки. Все мы болеем различными инфекционными заболеваниями. В ответ на вирус активируется иммунная система, лимфоциты активируются, размножаются и становятся армией: они нацелены убить вирус и клетки, поражённые вирусом.
Молодые ученые-генетики России представили свои научные разработки
Более того, он показал, что короткая ДНК, даже максимально некомплементарная гену, может регулировать его работу. 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». Элегантная модель двойной спирали прекрасно показывала возможность восстановления одной цепи за счет другой и объясняла молекулярную сущность процессов передачи наследственной информации. Эта красота и понятность выстроенной в середине ХХ века модели долгое время закрывала ученым 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 что крайне редко встречается в столь авторитетных журналах , Никитин открыл природное явление, названое им «молекулярной коммутацией». Максим 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 еще в 19 веке законом действующих масс о зависимости скорости реакции от концентрации участвующих веществ.
Причем, слушание было публичным. При этом он подчеркнул, что не желает, чтобы этих детей слишком беспокоили, в том числе и с целью проведения каких-либо научных исследований. Ученый уверен, что "счастье детей и их семей должно стоять на первом месте", а когда малыши подрастут, то есть достигнут совершеннолетия, они сами решат, проходить или нет медобследования. Несмотря на то, что Хэ Цзянькуй заявлял, что гены детей были "успешно отредактированы", и теперь они полностью или частично невосприимчивы к ВИЧ, ряд ученых и экспертов обращали внимание на то, что подтверждений этому нет.
Но мы все отличаемся друг от друга и поэтому конечная цель — прочитать геном всех людей и всех популяций. При поддержке Евразийского НОЦ на базе УУНиТ функционирует молодежная лаборатория популяционной и медицинской генетики, где проводятся фундаментальные исследования в области изучения современной и древней ДНК популяций Северной Евразии, ведутся молекулярно-генетические исследования онкологических заболеваний — изучается анализ генов предрасположенности популяции к ним.
Сейчас при участии генетиков реализуется проект Евразийского НОЦ по функциональному питанию. Учеными предложено рассмотреть персонализированный подход к реализации проекта и использовать инновационное питание для превентивной медицины и лечения заболеваний.
Учеными предложено рассмотреть персонализированный подход к реализации проекта и использовать инновационное питание для превентивной медицины и лечения заболеваний. Отличительной чертой станет масштабное генетическое исследование молодежи Башкортостана на предмет недостатка определенных витаминов, которые будут восполняться рационом, подобранным учеными Евразийского НОЦ. Благодаря развитию современных технологий и совершенствованию методов генетических исследований, генетика становится все более доступной и популярной среди широкой аудитории, ЕвразийскийНОЦ.
Российский ученый открыл новый механизм хранения информации в ДНК
генетика: К «войне шаровых молний» Россия будет готова первой, Без русских нет России. Начиная с 1953 года учёные-генетики всего мира понимали структуру ДНК как «двойную спираль», сплетённую из двух цепочек азотистых оснований — своеобразных «кирпичиков». Предложенная российским ученым модель не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов.
Как начинается старение? Ученые нашли в организме еще одного виновника этого процесса
| Российский ученый-генетик Олег Балановский погиб, спасая тонущих детей | Сможет ли генетика победить неизлечимые болезни? – ответит ученый. |
| Генетик – последние новости | В ноябре 2018-го в ходе эксперимента ученого Хэ Цзянкуя в Китае родились дети с отредактированной ДНК. |
| В Уфе молодые ученые презентовали Валерию Фалькову передовые проекты в области генетики | RTVI: ученый РАН, связавший мутации с грехами, решил уйти с поста главного генетика. |
Российский ученый обнаружил в ДНК дополнительный «тайник» с генетической памятью
Методом компьютерного моделирования ученый показал, что система из 1000 одноцепочечных молекул позволила создать 572-битную ячейку устойчивой обработки информации. Блокнот Россия. Генетики впервые отредактировали вызывающие болезни мутации в человеческих эмбрионах. Читайте последние научные новости «Российские генетики открыли систему, помогающую бактериям защищаться от вирусов» без рекламы на актуальные темы в ленте новостей. В том числе благодаря такой поддержке генетика в России сегодня переживает период динамичного и интенсивного развития.
Учёные обсудили генетику и жизнь
Ответы на самые интересные вопросы мы опубликуем на страницах «Фонтанки». А пока читайте, что ответили на вопросы пользователей климатолог и метеоролог. Фото: iStock.
Давать советы — дело неблагодарное. Те, кто к нам поступает, должны понимать, что наша программа корпоративная. 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.
Российский ученый обнаружил в ДНК дополнительный «тайник» с генетической памятью Максим Никитин из МФТИ доказал, что кроме двойной макромолекулы передавать наследственную информацию может «клеточный мусор» Поделиться Открытие мирового уровня совершил российский ученый, заведующий лабораторией МФТИ Максим Никитин. Он обнаружил «тайную» систему хранения генетической информации в ДНК, на которую раньше никто не обращал внимания. От нее может зависеть наша память, склонность или устойчивость организма к опасным заболеваниям. Более подробно об этой работе, опубликованной недавно в Nature Chemistry, нам рассказал сам ученый и прокомментировал его коллега-биолог. Это одна из макромолекул нашего организма есть еще РНК и белки , обеспечивающая хранение и передачу наследственной информации из поколения в поколение. Эта информация записана в ДНК в виде индивидуального для каждого живого существа генетического кода — последовательности всего четырех нуклеотидов они обозначаются буквами A,G,T,C. Вторая цепь в ней также состоит из тех же четырех букв генетического алфавита и прочно связана с первой. Они соотносятся друг с другом, как части молнии на вашем жакете, — объясняет заведующий лабораторией эпигенетики Института общей генетики РАН Сергей Киселев. Как правило, длина спирали составляет несколько сотен миллионов нуклеотидов, тех самых четырех букв в разных последовательностях.
Казалось бы, в чем здесь связь? История названия тянется с 1998 года, когда у растения арабидопсис был выявлен ген, отвечающий за появление мутации, придающей листьям форму щупалец. Белок, кодируемый этим геном, назвали Ago от Аrgonauta.
При помощи нее сейчас активно редактируют геном, но когда-то она была также открыта как один из видов бактериального иммунитета. Так вот, подобно ей, белки-аргонавты обнаруживают и расщепляют чужеродные ДНК или РНК, в которых закодирована генетическая информация вируса. Ученым были известны белки-аргонавты, но как они участвуют в защите бактерий, никто знал.
Блог Genotek
Журнал 10 ученых-первопроходцев: как исследователи меняли мир и чего им это стоило. Самые интересные и оперативные новости из мира высоких технологий. Научная программа конференции включает доклады ведущих российских и зарубежных ученых-генетиков. Ведущие ученые-генетики со всего мира обсуждали, как выявлять тяжелые болезни еще до рождения ребенка.
Российская генетика: над чем работают молодые учёные сегодня
| Genotek: Гены отвечают за тягу к сладкому и дефицит витамина D » Актуальные новости | И это не случайно – рейтинг лучших ученых-генетиков России возглавляют ученые Евразийского НОЦ. |
| Генетика и медицина | Участники мероприятия узнают о прогрессе генетики и великих мировых ученых XX века. |
| Генетика и медицина | Смотрите видео канала НОВАЯ ГЕНЕТИКА (24698921) на RUTUBE. |
| Генетика – Новости науки | Генетики обнаружили на двадцатой хромоcоме человека мутацию, которая приводит к развитию тяжелого ожирения у детей. |