Исследователи прибегли к технологии редактировании двух геномов растения, один из них отвечает за цветение, второй – за устойчивость к заболеваниям, в том числе к грибковым инфекциям, например, к фитофторе. Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. Ученые показали, что эту систему можно применять для более эффективного редактирования генома клеток человека.
Нейросеть отредактировала человеческий геном
Специалисты создали нейросетевой алгоритм, который подбирает структуры РНК так, чтобы свести к минимуму изменения в структуре других генов. С ее помощью можно будет редактировать любую генетическую мутацию и лечить заболевание, которое она провоцирует. К ним относится синдром Дауна, болезнь Шарко-Мари-Тута ШМТ , некоторые формы шизофрении и определенные виды онкологических заболеваний. Freepik При этом создатели технологий нейросетевого редактирования генов отметили, что она предусматривает ряд запретов в связи с этическими стандартами.
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. К сожалению, спасти пациентку все же не удалось, но полученный опыт ставит ряд вопросов этического, правового плана и перед обществом, и перед разработчиками. Чем дальше будет развиваться практика разработки подобных препаратов, тем больше вопросов будет возникать», - отметил Сергей Иллариошкин. Сегодня развиваются также отечественные технологии генной терапии.
Когда вы проводите стандартное редактирование генома, это почти всегда не до конца селективно: изменения вносятся в геном не только там, где вам требуется, но еще и в нескольких других местах. В результатах реализации проекта заинтересован реальный сектор экономики РФ. В частности, в рамках проекта планируется создать линии трансгенных растений из перечня основных сельскохозяйственных культур, разработать комплекс геномно-эмбриональных технологий для животноводства, вывести штаммы микроорганизмов-продуцентов незаменимых аминокислот. Создается уникальная коллекция лабораторных мышей с измененными геномами для отработки на них новых методов геномного редактирования и моделирования наследственных заболеваний человека.
Уже разработана абсолютно новая нуклеаза семейства Cas, чрезвычайно перспективная для использования в сельском хозяйстве.
Кое-что нам уже удалось: мы получили несколько вариантов Cas9, чья активность сопоставима с природным белком на некоторых участках генома. Но так как на других участках активность наших вариантов Cas9 всё ещё ослаблена, мы продолжаем работу. Эта технология удобна по сравнению с предшествующими. Необходимо определиться только с последовательностью направляющей РНК, которая нацеливает редактор в нужное место генома. Кроме того, метод позволяет работать одновременно с несколькими мишенями: можно легко удалить часть гена, ген целиком или несколько генов. У меня есть детская мечта по мотивам фильмов "Парк юрского периода" - попробовать возродить динозавров.
Это кажется фантастикой, но есть научные данные, что курица до сих пор хранит гены древних предков - динозавров. Эти гены вполне работоспособны, и их можно активировать. Так, например, был получен зубастый цыплёнок. Ни у одной из современных птиц, кроме этого трансгенного цыплёнка, зубов нет. Одна голова - хорошо, а две - мутант. Институт биологии гена РАН Как вы решили стать учёным? Парадоксально, но учёным я стала практически тогда же, когда ушла из науки.
Не окончив аспирантуру в Институте биоорганической химии, я устроилась работать в частную компанию "Марлин Биотех". Эту компанию основали родители ребёнка с миодистрофией Дюшенна - генетическим заболеванием, вызывающим поначалу слабость мышц, затем поражение сердца и смерть к 20-30 годам. Именно работая в этой компании, я заинтересовалась генной терапией. Мы сотрудничали с Институтом биологии гена, и в конце 2018 года это сотрудничество привело к образованию новой лаборатории, в которую я с радостью пошла. Удачное получилось возвращение в науку - на этот раз я занимаюсь темой, которая мне интересна и близка. Мы изучаем миодистрофию Дюшенна. Это заболевание развивается из-за мутаций в гене одного из белков мышечных волокон - дистрофина.
Генетическая поломка приводит к тому, что мышцы перестают нормально работать. Первое, что мы сделали, - создали модель заболевания на мышах. Встал вопрос: а как это лечить? Какой механизм выбрать? Сейчас болезнь является неизлечимой, а существующие методы вроде приёма кортикостероидов лишь ненадолго задерживают её развитие. Введение нашего препарата приводило к образованию функционального белка дистрофина. Эту генную терапию можно было бы применить на человеке - и мы бы справились с заболеванием, которое считается неизлечимым.
Наверное, сыграла роль и популярность метода. Сейчас мы не можем провести генное редактирование на человеке in vivo, то есть ввести препарат живому человеку.
В ЕС заподозрили Китай в планах редактировать геном китайских солдат
| Ученые из Новосибирска нашли способ выключать систему редактирования генома в нужный момент | Все новости для. |
| Международный научный форум по редактированию генома пройдет в России — | Об итогах и будущем экспериментов, имеющих отношение к редактированию генома высших организмов, дискутируют в Новосибирске специалисты из 11 государств. |
Генетики открыли способ безопасного редактирования ДНК
Китай злоупотребляет результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном солдат своей армии, а также пытается модифицировать вирусы. Учёные худо-бедно научились редактировать конкретные участки в ДНК, технология CRSPR-Cas и все такое. говорится в сообщении.
Ученые из Подольска сделали прорыв в редактировании генома
Недавно исследователи из Университета Дьюка и Массачусетского технологического института сделали следующий шаг, разработав варианты CRISPR, способные воздействовать на более широкий спектр генетических последовательностей. Эта разработка обещает значительно расширить горизонты лечения генетических заболеваний, таких как синдром Ретта и болезнь Хантингтона, генной терапии в широком смысле слова и персонализированной медицины. Подробности опубликованы в журнале. Теперь их прорыв обещает стать мишенью для подавляющего большинства геномов человека.
Действительно, авторы объясняют в пресс-релизе, что для внесения модификаций в геном белка Cas используют как молекулу РНК, которая направляет фермент к целевой последовательности ДНК, так и PAM короткую последовательность ДНК, которая следует сразу за целевую последовательность ДНК и необходима для связывания белка Cas. Тем временем команда из Гарварда под руководством Бенджамина Кляйнстивера, доцента Гарвардской медицинской школы, разработала другой вариант, названный SpRY.
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. Более того, OpenCRISPR-1 совместили со сгенерированными языковой моделью адениндеаминазами и получили функциональную систему редактирования азотистых оснований, эффективно заменяющую аденин на гуанин в заданных участках ДНК. Они также отметили, что в соответствии с этическими стандартами лицензия на технологию предусматривает некоторые ограничения — например, запрет редактирования клеток зародышевой линии. Препарат применяется ex vivo для лечения наследственных анемий.
Ожидается, что в течение десятилетия объем рынка достигнет сотен миллиардов долларов, что откроет новые возможности для медицины и биотехнологий и позволит создать новое поколение персонализированных лекарств, например, от рака и редких заболеваний. 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».
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. Таким образом, обеспечивается доступ к редактированию геномов этих труднодоступных клеточных органелл. Точность CyDENT, обусловленная его способностью выборочно редактировать одну цепь ДНК за раз, позволяет проводить более контролируемые и эффективные исследования этих клеточных геномов.
Международный научный форум по редактированию генома пройдет в России
Осужденный за редактирование генома китайский генетик Хэ Цзянькуй заявил, что первые в мире ГМО-дети живут «нормальной, безмятежной жизнью». Был обнаружен целый ряд механизмов коррекции ДНК, созданных природой, что открывает путь для беспрецедентных подходов к редактированию генома. Американские ученые представили первую нейросетевую систему для редактирования генома людей. Так и появился созданный биологами механизм генетического редактирования генома CRISPR-Cas, за который в 2020 году была присуждена Нобелевская премия двум ученым — Дженнифер Дудна из Калифорнийского университета в Беркли (США). 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 России модифицировали систему геномного редактирования
Чтобы упростить его, Али Мадани Ali Madani с коллегами из компании Profluent задействовали большую языковую модель LLM ProGen2, созданную ими ранее для нейросетевого дизайна белковых молекул. Для этого они провели систематический сбор данных среди 26,2 триллиона пар оснований собранных микробных геномов и метагеномов из разных родов и биомов. После этого языковую модель на основе ProGen2 настроили на работу с CRISPR-Cas Atlas и с ее помощью сгенерировали четыре миллиона последовательностей, сбалансированных по семействам белков и размеру кластеров на это ушло три дня с использованием 16 графических процессоров. Большинство этих последовательностей совпадали с ближайшей природной лишь на 40—60 процентов, однако их конформация, рассчитанная AlphaFold2 , оказалась близкой, что свидетельствовало о потенциальной функциональности. Чтобы получить Cas9-подобные белки для экспериментальной характеризации, исследователи применили ограниченную стратегию генерирования с использованием либо N-концевых, либо C-концевых последовательностей природного SpCas9, чтобы обеспечить аналогичную с ним совместимость с PAM и гРНК.
Для функционального анализа выбрали 209 сгенерированных Cas9-подобных белков.
При заражении эмбрионов этот фрагмент встраивался в ДНК эмбриона и вызывал свечение при воздействии синего света. После выбора наиболее эффективного типа аденоассоциированного вируса AAV2 его использовали для редактирования гена, ответственного за восприимчивость к некоторым заболеваниям. Исследования проводились в течение 2020-2022 г. Похожие записи.
Цинковые пальцы обычно состоят из нескольких бета-листов и альфа-спиралей, а остатки цистеина и гистидина удерживают ионы цинка вместе. Они содержатся в различных белках, включая факторы транскрипции, ДНК-связывающие белки и ферменты. Они необходимы для многих биологических процессов, например, для восстановления ДНК, управления работой генов и взаимодействия с другими белками. Читайте также: Внутреннее ядро Земли остановило вращение и, возможно, повернуло в обратную сторону - считают учёные.
Цинковые пальцы могут присоединяться к факторам транскрипции и притягивать их к области гена, которую необходимо отрегулировать. Генные инженеры могут корректировать активность любого гена, изменяя такие инструкции. Однако процесс создания искусственных цинковых пальцев, способных выполнять необходимую работу, является достаточно сложным. Для того чтобы добиться желаемого генетического эффекта, исследователям приходится анализировать огромное количество возможных комбинаций и изучать, как каждый цинковый палец взаимодействует со своим соседом. Дело в том, что такие белки соединяются с ДНК довольно сложным образом, поэтому необходимо проверять все возможные комбинации взаимодействия этих фрагментов друг с другом. Для решения этой невероятно сложной задачи был использован ИИ реклама Новая технология ZFDesign, созданная авторами исследования, позволяет обойти эту проблему путем моделирования и конструирования таких взаимодействий с помощью искусственного интеллекта ИИ. В результате анализа ученным удалось собрать данные, используемые для построения модели, из более чем 50 миллиардов потенциальных вариантов взаимодействия цинковых пальцев с ДНК. Это краткое описание того, как эти 3 метода редактирования генома работают и чем отличаются друг от друга. Journal Eurekalert, journal Nature Biotechnology.
В научном сообществе эта новость вызвала настоящий шок, поскольку Хэ своими действиями нарушил существовавший консенсус о недопустимости клинического применения наследуемого редактирования генома человека на данном этапе [ 1 ]. Редактирование генома человека — технология, обладающая революционным потенциалом. Диапазон её возможных применений огромен: от предотвращения наследственных генетических заболеваний, таких как, например, серповидно-клеточная анемия до усовершенствования физических и интеллектуальных способностей человека последнее, впрочем, остаётся делом не самого близкого будущего. Однако, как это не раз было в человеческой истории, значительные возможности сопровождаются серьезными рисками и трудноразрешимыми этическим дилеммами. Высказываются опасения об углублении неравенства и непредсказуемости долгосрочных последствий. Звучат и голоса тех, кто в принципе сомневается в моральной допустимости целенаправленного изменения генов будущих поколений. До сих пор дискуссия идёт преимущественно в научном сообществе, но почти нет сомнений, что она будет постепенно приобретать более широкое международно-политическое измерение. Случай профессора Хэ продемонстрировал недостаточность саморегулирования научного сообщества. Их обсуждению была посвящена отдельная экспертная панель на последнем саммите Всемирного экономического форума в Давосе, а его председатель Клаус Шваб в одной из своих последних статей упоминает технологии редактирования генома в ряду ключевых вопросов международного сотрудничества в эпоху Четвертой промышленной революции. Система регулирования вокруг редактирования генома человека находится пока на начальном этапе формирования, но решения, принимаемые сейчас, будут существенно влиять на всё последующее развитие данной сферы. Согласно положениям институциональной теории, «эффект колеи» — мощный фактор эволюции общества. Поэтому уже сегодня уместно задаться вопросами: как выглядит складывающаяся конфигурация глобального управления редактированием генома человека? Какие проекты выдвигаются, и какие из них имеют больше всего шансов быть реализованными? REUTERS Роль научного сообщества На данном этапе система правового регулирования наследуемого редактирования генома человека ещё недостаточно развита, степень политизации вопроса пока невысока, а интерес экономических агентов направлен в основном на другие генетические технологии секвенирование генома, редактирование генов соматических клеток. В этих условиях ключевую роль в глобальном управлении наследуемым редактированием генома играет научное сообщество, причем эта роль многогранна. Во-первых, оно выполняет — через организацию саммитов ученых и не только — функцию саморегулирования, что имеет существенное значение в ситуации правовой неопределенности. Сегодня именно позиция научного сообщества в значительной степени определяет, в каком направлении и с какой скоростью развивается сфера наследуемого редактирования генома. Саморегулирование и его критики 1—3 декабря 2015 г. По его итогам оргкомитет саммита выпустил заявление , в котором отметил, что клиническое применение наследуемого редактирования в данный момент было бы безответственным, поскольку ещё не решены вопросы безопасности и эффективности, а также не достигнут широкий общественный консенсус относительно приемлемости данной процедуры. Второй Международный саммит по вопросам редактирования генома человека прошёл 27—29 ноября 2018 г. Оргкомитет в своём заключительном заявлении вновь указал, что риски наследуемого редактирования пока ещё слишком велики, чтобы проводить клинические испытания. Вместе с тем в заявлении также отмечается прогресс в отрасли с момента первого саммита и говорится о необходимости выработки надежного «переходного пути» от фундаментальных исследований к практическому применению. Показательно, что несмотря на критику эксперимента профессора Хэ со стороны организаторов саммита, они не выступают против наследуемого редактирования генома в принципе и, судя по всему, не исключают такой возможности уже в среднесрочной перспективе.
Биологи МГУ открыли новый метод редактирования генов некодирующих РНК
Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. самые актуальные и последние новости сегодня. Как ученые научились редактировать геном. Американские ученые представили первую нейросетевую систему для редактирования генома людей. Ученые показали, что эту систему можно применять для более эффективного редактирования генома клеток человека. Геном болезнетворной бактерии улучшит технику редактирования ДНК читайте также. Эта проблема была просто мысленным экспериментом до 2018 года, когда Хе Цзянькуй, биофизик из Китая, отредактировал ген в человеческих эмбрионах, чтобы придать им устойчивость к ВИЧ.
По живому: учёные впервые отредактировали геном в теле человека
Бактериальные системы CRISPR-Cas9 — революционный инструмент в редактировании генов, за фундаментальный вклад в открытие. самые актуальные и последние новости сегодня. Ученые воспользовались механизмом генетического редактирования CRISPR/Cas9, чтобы активировать защитные механизмы организма. Выдающееся достижение ученых Центра животноводства имени Эрнста корова Цветочек получена два года назад чисто лабораторным методом, путем, цитата, переноса ядер соматических клеток, используя эмбрионные фибробласты.
В России пройдет международный научный форум по редактированию генома
| Международный форум по редактированию генома пройдет в России | Американские ученые представили первую нейросетевую систему для редактирования генома людей. |
| Создание суперлюдей: нейросеть научилась редактировать человеческие гены | Все новости для. |
| Китайские ученые научились «удалять» из генома генетические заболевания | В России создали третье (последнее) поколение прибора для расшифровки геномов. |
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. Китайские ученые разработали модульную систему редактирования генов под названием CyDENT, которая может быть более эффективной, чем технология CRISPR. 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.