Компания Profluent представила новаторский проект OpenCRISPR – первый в мире открытый редактор генов на основе ИИ, который поможет точно редактировать человеческий геном.
Международный форум по редактированию генома пройдет в России
Все новости. «Под фонарем»: ученый сообщил о причинах создания огромной базы геномов россиян. Затем было проведено редактирование генома, которое обеспечило экспрессию исправленного гена на уровне 30%. Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. Учёные худо-бедно научились редактировать конкретные участки в ДНК, технология CRSPR-Cas и все такое. Когда несколько лет назад появился мгновенно ставший популярным инструмент генетического редактирования генома CRISPR/Cas, казалось, что человечество сможет наконец справиться с наследственными болезнями. По его словам, в программе мероприятия много докладов молодых ученых по разным научным направлениям, связанным с редактированием генома.
Генетики открыли способ безопасного редактирования ДНК
Евродепутаты полагают, что цели ученых – работа с геномом китайских солдат и модификация вирусов, пишет «». Утверждается, что это первый случай успешного редактирования человеческого генома с применением искусственного интеллекта. Кубанские Новости. Я думаю, редактирование генома будет применяться в тех случаях, когда другого решения быть не может. 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. В последние годы геномное редактирование широко обсуждается в обществе из-за создания революционной технологии CRISPR/Cas9, позволяющей довольно просто менять ДНК.
Новая технология позволит редактировать геном без CRISPR
Об итогах и будущем экспериментов, имеющих отношение к редактированию генома высших организмов, дискутируют в Новосибирске специалисты из 11 государств. В лаборатории редактирования генома МГНЦ предложили собственный подход лечения миодистрофии Дюшенна. Учёные худо-бедно научились редактировать конкретные участки в ДНК, технология CRSPR-Cas и все такое. Китай злоупотребляет результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном солдат своей армии, а также пытается модифицировать вирусы.
Ученые разработали эффективный способ редактирования генома коров
«Я ждал появления возможности редактирования генома последние 15 лет, и теперь мне выпала большая честь — поучаствовать в подобном беспрецедентном эксперименте. Российские ученые адаптировали геномный редактор CRISPR/Cas для проведения манипуляций с работой генов, отвечающих за выработку регуляторных и сигнальных молекул РНК. Китай злоупотребляет результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном солдат своей армии, а также пытается модифицировать вирусы. 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. Об иммунной системе бактерий, механизме действия CRISPR/Cas9 и результатах редактирования генома человеческих эмбрионов.
К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности
Ученые обнаружили новый способ редактирования генов некодирующих РНК с помощью системы CRISPR/Cas9. Генетик Крутовский назвал две проблемы при редактировании генома человека. – Да, редактирование генома эмбриона не запрещено до старта беременности. Об иммунной системе бактерий, механизме действия CRISPR/Cas9 и результатах редактирования генома человеческих эмбрионов. Призыв поддержали ученые и специалисты по этике из семи стран, в том числе авторы технологии редактирования генома CRISPR/Cas, Фэн Чжан и Эммануэль Шарпентье. Кроме того, повышение точности и гибкости редактирования генома открывает возможности для более безопасных и эффективных вмешательств, снижая риск нежелательных генетических модификаций.
80 лет ФГБУ НМИЦ АГП имени академика В.И.Кулакова Минздрава России
ДНК разрезается, а затем восстанавливается естественным клеточным процессом. Это может привести к неточному редактированию и нежелательным мутациям. CyDENT действует иначе и ее можно использовать для редактирования генов без каких-либо сокращений. Что умеют программные роботы Китайские ученые используют модули для выполнения различных этапов процесса редактирования. Этот подход позволяет исследователям находить наилучшие применения для возникающих вариаций. Однако редактирование ДНК в митохондриях человека или хлоропластах растений представляет сложность, так как получить направляющую РНК трудно. Для преодоления сложности редактирования ДНК в митохондриях человека или хлоропластах растений, был разработан подход с использованием «белкового механизма». Этот метод основывается на использовании белкового сигнала для доставки редактора внутрь клетки, обходя необходимость в направляющей РНК.
Это позволяет изучать наследственность отдельной клетки и получать более точные данные. Кроме того, используемые сейчас приборы читают весь геном небольшими участками до 250 символов. 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.
Ломоносова, член президиума Российской ассоциации содействия науке подчеркнула, что все актуальные стратегии генной терапии применяются и в области эндокринологии. Она подробно остановилась на перспективах лечения сахарного диабета 1 типа, в частности, на современных подходах к индукции секреции инсулина и снижения риска аутоиммунного ответа. В таких случаях применяются комбинированные подходы с использованием моноклональных антител к рецепторам T-клеток, которые приводят к их инактивации. Также в терапии сахарного диабета большие перспективы открывает применение мезенхимальных стромальных клеток МСК , поскольку они имеют иммуномодулирующие свойства. Исследования на животных показали, что введение МСК способствует повышению выживаемости и даже регенерации бета-клеток поджелудочной железы. Также МСК способны снижать иммунный ответ и защищать бета-клетки от аутоиммунной агрессии. В связи с этим набирает популярность исследование трансплантации бета-клеток, выращенных in vitro, совместно с мезенхимальными стромальными клетками», - рассказала Мария Воронцова. Сергей Куцев отметил, что разрабатываемые генно-клеточные подходы открывают новые возможности в лечении мультифакторных заболеваний. Однако ни один из них пока не дошел до третьей фазы. Препаратов для лечения моногенных заболеваний, прошедших доклинику, сегодня всего три, однако их клинические испытания на финальной стадии. Бочкова, к. Так до третьей фазы дошел препарат для лечения бета-талассемии: с помощью геномного редактирования можно добиться стимуляции выработки фетального гемоглобина, который будет замещать гемоглобин взрослых. Уже показано увеличение доли фетального гемоглобина у разных пациентов, и этот эффект долговременный. На разных стадиях клинических исследований находятся препараты на основе метода геномного редактирования для лечения таких моногенных заболеваний, как серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия, гемофилия В, мукополисахаридозы I и II типов, врожденный амавроз Лебера 10, наследственный транстиритиновый амилоидоз, миодистрофия Дюшена.
Благодаря этому инновационному подходу появилась возможность редактирования генетического материала в труднодоступных митохондриях и хлоропластах. Все это происходит на фоне угрозы экспортных ограничений США в биотехнологическом секторе Китая. Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Исследователи из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук сообщили о своей модульной системе редактирования генов под названием CyDENT. ДНК разрезается, а затем восстанавливается естественным клеточным процессом. Это может привести к неточному редактированию и нежелательным мутациям. CyDENT действует иначе и ее можно использовать для редактирования генов без каких-либо сокращений. Что умеют программные роботы Китайские ученые используют модули для выполнения различных этапов процесса редактирования.
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
Компания Profluent считает, что основанный на AI-технологиях генный редактор OpenCRISPR представляет собой мощную альтернативу, которая позволит обойти различные ограничения и даст возможность создавать оптимальные свойства. Используя большие языковые модели LLM , обученные работе с биологическим разнообразием, мы демонстрируем успешное и максимально точное редактирование генома человека с помощью программируемого редактора генов, разработанного с использованием искусственного интеллекта. Это удалось благодаря систематическому анализу 26 терабаз собранных геномов и метагеномов. С помощью AI появилась возможность генерировать в 4,8 раза больше белковых кластеров, чем существует в природе. Некоторые из созданных с помощью искусственного интеллекта редакторов генов демонстрируют сравнимую или улучшенную активность. Компания выложила OpenCRISPR-1 в открытый доступ, чтобы способствовать развитию технологии и её использованию в научных исследованиях и коммерческих проектах. Статью с научным исследованием можно почитать тут.
Международный научный форум по редактированию генома начался в РФ 18 сентября 2023, 8:17 Международный научный форум по редактированию генома начался в РФ 18 сентября 2023, 8:17 Об итогах и будущем экспериментов, имеющих отношение к редактированию генома высших организмов, дискутируют в Новосибирске специалисты из 11 государств. Подобные опыты на органоидах человеческого головного мозга проводятся учеными, в течение нескольких лет исследующими ген, мутации в котором связаны с вероятностью появления разных форм задержки умственного развития. Интерес к органоидам проявили исследователи, которые изучают онколитические вирусы, уничтожающие клетки глиомы.
Например, ухудшить их способность подавлять разрастание соединительной ткани, которая приводит к появлению рубцовых изменений.
Эти молекулы могут послужить перспективными мишенями для разработки способов лечения или профилактики различных заболеваний, в том числе наследственных. Потенциальное лекарство может представлять собой некодирующие РНК или быть нацелено на них. Кроме того, полученные результаты важны для понимания регуляции живых систем и причин развития заболеваний: наследственных, инфекционных, возраст-ассоциированных и других», — рассказывает одна из основных исполнителей проекта, поддержанного грантом РНФ, Анастасия Ефименко, заведующая лабораторией репарации и регенерации тканей Института регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра Московского государственного университета имени М.
Для функционального анализа выбрали 209 сгенерированных Cas9-подобных белков. Часть Cas9-подобных белков продемонстрировала эффективность, сопоставимую с или превосходящую SpCas9. После этого аналогичный опыт провели с использованием 48 полностью включая N-концевые и C-концевые последовательности сгенерированных Cas9-подобных белков, и многие из них показали высокую эффективность и специфичность. Наилучший из них — PF-CAS-182 — по он-таргетной эффективности был сопоставим с SpCas9, обладая при этом гораздо большей специфичностью уровень офф-таргетного редактирования ниже на 95 процентов. Его последовательность совпадала с SpCas9 на 71,7 процента. После успешных испытаний на широком спектре геномных мишеней этот белок назвали OpenCRISPR-1 и выложили его последовательность в открытый доступ, призывая всех желающих использовать и тестировать его, снабжая разработчиков обратной связью.
В России пройдет международный научный форум по редактированию генома
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.
Для функционального анализа выбрали 209 сгенерированных Cas9-подобных белков. Часть Cas9-подобных белков продемонстрировала эффективность, сопоставимую с или превосходящую SpCas9.
А доказать отсутствие таких нежелательных последствий практически невозможно», — продолжает Северинов. Константин Северинов отмечает, что в России ситуация в том, что касается редактирования геномов, ничем принципиально не отличается от иных юрисдикций. Сами по себе патенты вообще ничего не значат, это кусок бумаги. Лицензированные патенты важнее, но покупка лицензии также не означает, что будет получен практически важный результат», — говорит Северинов. В целом «от российских патентов в области генного редактирования до практического создания отредактированных животных или растений и их внедрения — дорога в тысячу ли», заключает ученый.
Заметный коммерческий потенциал есть у генного редактирования в определенных тканях человека. Например, для успешной пересадки костного мозга требуется иммуносовместимый донор, поиски которого могут занимать долгое время, рассказывает Северинов. Забрав у человека, больного раком крови, клетки его собственного костного мозга, отредактировав их и «приведя их в норму», можно подсадить их обратно. Очевидно, что в таком случае проблемы иммуносовместимости нет, ведь пациенту подсаживаются его собственные клетки. В таких подходах налицо ясная медицинская цель: человек, у которого нет работающего костного мозга, может умереть, а совместимого донора иной раз найти не удается. В Институте Эрнста еще в 2021 г. Такое гипоаллергенное молоко в теории может пользоваться существенным спросом.
Ключевое отличие с опытами с эмбрионами человека очевидно: «Если у отредактированного животного возникли какие-то непредвиденные проблемы, это не трагедия. В случае человека это, очевидно, не так». Проблемы на пути к коммерциализации редактирования генома в России не ограничиваются обозначенными выше общемировыми «технологическими» сложностями.
Однако развитие этой медицинской технологии сопряжено не только с этическими вопросами, но и с рисками для безопасности», — пишут парламентарии. При этом они отмечают, что США уже принимают законодательные меры, чтобы препятствовать передаче генетических данных «в такие страны, как Китай и Россия». Ранее стало известно, что США подозревают Северную Корею в обладании технологическим потенциалом в генной инженерии, а также в потенциальной разработке биологического оружия.
Также редактирование позволяет изменить физиологию клеток в целом, а также свойства молекул, которые они выделяют. Например, ухудшить их способность подавлять разрастание соединительной ткани, которая приводит к появлению рубцовых изменений. Эти молекулы могут послужить перспективными мишенями для разработки способов лечения или профилактики различных заболеваний, в том числе наследственных. Потенциальное лекарство может представлять собой некодирующие РНК или быть нацелено на них. Кроме того, полученные результаты важны для понимания регуляции живых систем и причин развития заболеваний: наследственных, инфекционных, возраст-ассоциированных и других», — рассказывает одна из основных исполнителей проекта, поддержанного грантом РНФ, Анастасия Ефименко, заведующая лабораторией репарации и регенерации тканей Института регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра Московского государственного университета имени М.
Молекулярные ножницы: как в России развивается важнейшая технология века
Медико-генетический научный центр имени академика Н. Бочкова запустил пилотный проект в начале 2022 года в 8 регионах России. На сегодняшний день выявлено 19 пациентов со спинальной мышечной атрофией на досимптоматической стадии. Несколько детей наблюдаются уже в течение 5 месяцев, и результаты говорят о том, что их развитие соответствует норме их возраста. Это потрясающий результат», - сообщил Сергей Куцев. Академик РАН, заместитель директора по научной работе Научного центра неврологии Сергей Иллариошкин рассказал о зарубежных наблюдениях применения препарата нусенерсен для лечения спинальной мышечной атрофии 1 типа, которые проводятся уже в течение 1 года.
Так, например, при назначении лечения на пресимптоматической стадии болезнь может не развиться вовсе либо манифестировать в более поздние сроки. При назначении специфического лечения в ранней стадии СМА заболевание протекает в более мягкой форме, можно сказать, что имеет место трансформация фенотипа СМА 1 типа в СМА 2 типа. Исследования показывают, что если препарат назначен максимально рано, до появления двигательных проявлений болезни, то можно достичь практически нормальных моторных показателей развития ребенка. Поэтому сейчас идет борьба за максимально раннюю диагностику», - подчеркнул Сергей Иллариошкин. Генная терапия в неврологии — переход к персонализированной медицине Генная терапия позволяет говорить о персонализированном подходе в лечении неврологических заболеваний.
Яркий пример тому — история ребенка из США с диагнозом нейрональный цероидный липофусциноз, причиной которого стала редкая мутация. В кратчайшие сроки был разработан индивидуальный препарат на основе антисмыслового олигонуклеотида. За 4 года его применения врачи наблюдали улучшение клинической картины.
Например, система может случайно разрезать не ту ДНК, на которую была нацелена, а похожие на нее. Результаты исследования могут повлиять на возможность получения разрешения применять технологию на людях. Химики и молекулярные биологи предложили модифицировать эту систему, чтобы избежать ошибок при геномном редактировании. Это позволило сделать метод еще более направленным на конкретную мишень», — рассказала Новопашина.
Лаборатории Ребрикова удалось показать, что в пяти случаях из восьми отредактированные ею человеческие эмбрионы в теории имеют повышенную устойчивость к ВИЧ. Многие отраслевые наблюдатели, включая председателя этического комитета Минздрава Сергея Куцева, отмечали, что острой необходимости в таких непростых экспериментах в ВИЧ-теме просто нет. Натолкнувшись на серьезное сопротивление по этой линии, группа Ребрикова решила перейти от темы ВИЧ к более однозначной — удалению из клеток эмбрионов человека генов, вызывающих глухоту, чтобы в итоге избавить будущих детей, зачатых по процедуре ЭКО, от этой проблемы. Особо важный момент: здесь в отличие от ситуации с ВИЧ российские биотехнологи шли по принципиально новому направлению. До них такие эксперименты никто не планировал. И если о том, насколько нужны томаты с избытком той или иной кислоты, спорить можно, то излечение от глухоты выглядит бесспорным благом, причем благом коммерциализируемым. По всему миру такое редактирование разрешено только в научных целях — и по достижении отредактированным эмбрионом пары недель он уничтожается. Глухота не угрожает жизни человека, а последствия редактирования эмбриональной ДНК, риски для людей, которые должны родиться в результате такой процедуры, предсказать невозможно. Вряд ли Ребриков готов взять эти риски на себя. А доказать отсутствие таких нежелательных последствий практически невозможно», — продолжает Северинов. Константин Северинов отмечает, что в России ситуация в том, что касается редактирования геномов, ничем принципиально не отличается от иных юрисдикций. Сами по себе патенты вообще ничего не значат, это кусок бумаги. Лицензированные патенты важнее, но покупка лицензии также не означает, что будет получен практически важный результат», — говорит Северинов. В целом «от российских патентов в области генного редактирования до практического создания отредактированных животных или растений и их внедрения — дорога в тысячу ли», заключает ученый. Заметный коммерческий потенциал есть у генного редактирования в определенных тканях человека.
Результаты представлены в двух статьях в Nature Communications. В новом исследовании авторы использовали другой генетический механизм: сайт-специфические рекомбиназы, которые позволяют эффективно разрезать и вставлять ДНК в определенные места генома, каждая рекомбиназа распознает только одну точную последовательность ДНК.