Об итогах и будущем экспериментов, имеющих отношение к редактированию генома высших организмов, дискутируют в Новосибирске специалисты из 11 государств. Когда несколько лет назад появился мгновенно ставший популярным инструмент генетического редактирования генома CRISPR/Cas, казалось, что человечество сможет наконец справиться с наследственными болезнями.
К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности
Ученые приступили к реализации научного мегапроекта по разработке новых систем редактирования геномов на разных уровнях – от нуклеотидных последовательностей до пространственной структуры молекул ДНК. Швейцарские учёные революционизировали метод редактирования генома CRISPR-Cas, значительно расширив его возможности. Среди заявленных тем докладов молодых ученых — редактирование генома в изучении механизмов онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний и в исправлении опасных мутаций в человеческом ДНК, а также проблемы и решения, связанные с применением.
Cозданная нейросетью система CRISPR-Cas9 отредактировала геном человеческих клеток
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.
Константин Северинов перечисляет еще ряд: «Есть проблема с организацией российской науки — она просто плохо организована на сегодня. Значительно хуже после 2022 г. Наконец, проблема и в кадрах. Если в мире по теме CRISPR опубликованы десятки тысяч статей в рецензируемых научных журналах, то в нашей стране их лишь несколько сотен, а статей, опубликованных отечественными авторами без зарубежных партнеров, — меньше сотни. Для расширения работ в этой области потребуется подготовка кадров, это длительный процесс».
Поскольку мы говорим о принципиально новой технологии, за это время она просто не могла успеть дать массовых и успешных коммерческих продуктов. В настолько сложных областях иначе просто не бывает». И дело не только в том, что в этой области уже работают на коммерческой основе тысячи сотрудников множества стартапов в США и Китае основные центры разработки этой технологии. Стоит помнить и о том, что в сельском хозяйстве первые коммерческие результаты уже есть или находятся на финальных стадиях испытаний.
Это подтверждает тот факт, что, невзирая на трудности последних лет, российская наука значительно продвинулась вперед. Подпишитесь на нас.
Научные исследования Ольга Арамова ведет, уже применяя свое изобретение. Недавно она и ее коллеги смогли идентифицировать некоторых членов царской семьи. Речь идет о семье Ивана Грозного. Препарат ростовских ученых называют уникальным как раз из-за его двойного назначения. Изобретение запатентовано, получен грант. Ольга Арамова теперь еще и руководит собственным предприятием, оно производит новое дезинфицирующее средство. Им заинтересовались крупные компании на предмет дезинфекции павильонов, вокзалов, вагонов и больниц. Картина дня.
Однако эта технология пока не разрешена для применения на людях, в частности потому, что у системы есть побочные эффекты, которые приводят к ошибкам в геномном редактировании. 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.
Международный форум по редактированию генома пройдет в России
| «Под фонарем»: ученый сообщил о причинах создания огромной базы геномов россиян | Китайские ученые разработали модульную систему редактирования генов под названием CyDENT, которая может быть более эффективной, чем технология CRISPR. |
| Ученые из Новосибирска нашли способ выключать систему редактирования генома в нужный момент | Технологии - 2 октября 2019 - Новости Санкт-Петербурга - |
| По живому: учёные впервые отредактировали геном в теле человека | Конгресс молодых ученых. О Десятилетии. Новости. |
| Биологи разрабатывают новые методы редактирования геномов | Хэ отказался принять участие в Третьем международном саммите по редактированию генома человека в Лондоне, отменил анонсированное выступление в Оксфордском университете (его альма-матер). |
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
| «Под фонарем»: ученый сообщил о причинах создания огромной базы геномов россиян | Ученые приступили к реализации научного мегапроекта по разработке новых систем редактирования геномов на разных уровнях – от нуклеотидных последовательностей до пространственной структуры молекул ДНК. |
| Новая технология позволит редактировать геном без CRISPR | Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. |
| Лента.ру: В Европарламенте заподозрили Китай в планах редактировать геном солдат | Ученые показали, что эту систему можно применять для более эффективного редактирования генома клеток человека. |
| Праймированное редактирование позволило провести системный скрининг мутаций TP53 | В последние годы наука добилась существенного прогресса в лечении некоторых генетических заболеваний путем редактирования генома стволовых клеток. |
| Всероссийская мультимедийная конференция «Генная терапия: настоящее и будущее» | 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. |
Международный научный форум по редактированию генома начался в РФ
| Ген — вырезать, вставить. Нобелевскую премию по химии дали за технологию редактирования генома | Члены Европарламента из Польши обвинили КНР в планах по злоупотреблению исследованиями генетики, утверждая, что это может привести к редактированию генома китайских солдат и модификации вирусов. |
| К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности // Новости НТВ | Американские исследователи представили первый нейросетевой инструмент для создания полностью искусственных систем редактирования генома CRISPR-Cas9. |
| В России пройдет международный научный форум по редактированию генома | Компания Profluent представила новаторский проект OpenCRISPR – первый в мире открытый редактор генов на основе ИИ, который поможет точно редактировать человеческий геном. |
| В Китае научились "редактировать" геном человека | Члены Европарламента (ЕП) от Польши Анна Фотыга и Косма Злотовский заподозрили КНР в планах злоупотреблять результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном китайских солдат, а также модифицировать вирусы. |
| В России модифицировали систему геномного редактирования | 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. |
Биологи разрабатывают новые методы редактирования геномов
Международный научный форум по редактированию генома пройдет в России Собкова Елена Общество Участники обсудят, как использовать искусственный интеллект и биоинформатику в создании новых лекарств и технологий тканевой инженерии Второй международный конгресс CRISPR-2023, в котором примут участие более 250 из 11 стран, пройдет в Новосибирске с 11 по 13 сентября. CRISPR-2023 соберет в себе успех ученых в области молекулярной и клеточной биологии за последние 20-30 лет.
Эту систему можно гибко настраивать, чтобы нацеливать на любые основания ДНК и, следовательно, использовать для выполнения разрезов в любых участках ДНК. Исследователи изучили потенциальное терапевтическое использование этого инструмента при генетических заболеваниях, которые невозможно вылечить с помощью стандартной системы CRISPR. В доклинических испытаниях они показали, что система с SpRyc может воздействовать, например, на генетические нарушения, связанные с синдромом Ретта и болезнью Хантингтона — неврологическими заболеваниями, которые ускользали от традиционной инженерии.
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.
Некий цифровой код, который не повторяется. У каждого свой отпечаток ДНК. С тех пор, как наука научилась читать эти отпечатки, появилась другая проблема: как очистить, например, биологический материал древнего человека, кости или зубы, от следов человека современного? Археолог мог брать останки без перчаток. Для генетиков это грязь, которая не позволяет провести чистое и максимально достоверное исследование. Ростовские ученые придумали раствор, который как раз в состоянии удалить то, что называется привнесенной ДНК. Ольга Арамова, аспирант Академии биологии и биотехнологии ЮФУ: «Нам нужно было каким-то образом разрушить клеточную мембрану. И затем разрушить все внутри нее. Мы сделали это, тем самым став одним из самых сильных дезинфицирующих средств на сегодня».
Биологи МГУ открыли новый метод редактирования генов некодирующих РНК
Российские ученые адаптировали геномный редактор CRISPR/Cas для проведения манипуляций с работой генов, отвечающих за выработку регуляторных и сигнальных молекул РНК. Я думаю, редактирование генома будет применяться в тех случаях, когда другого решения быть не может. Если кратко: мы сравниваем исходный геном доноров гамет с геномом редактированного эмбриона с использованием специального биоинформатического подхода. Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. Американские исследователи представили первый нейросетевой инструмент для создания полностью искусственных систем редактирования генома CRISPR-Cas9.
«Под фонарем»: ученый сообщил о причинах создания огромной базы геномов россиян
Вместе с тем, за последние 3 года нами разработан эффективный и безопасный редактор для исправления наследственной тугоухости мутация гена GJB2 , что может быть актуально для семей, где оба будущих родителя генетически глухие. К сожалению, в этом случае все их дети будут также генетически глухими, что можно исправить лишь починив ген у будущего ребёнка при помощи геномного редактирования. Например, мы проводим исправление патогенных мутаций в самой первой клетке будущего организма — зиготе — и вне организма женщины инкубируем эмбрион «в чашке Петри» 5-6 дней, до стадии бластоцисты. Затем мы можем эмбрион исследовать или заморозить, но переносить в матку его нельзя. Чтобы запустить беременность отредактированным эмбрионом необходимо получить разрешение регулятора, а для этого нужно подать соответствующее регистрационное досье на персонализированный геномный редактор под конкретную пару будущих родителей. В случае доказательства эффективности, безопасности и этической оправданности применения такой инновационной технологии, можно предполагать, что регулятор выдаст соответствующее разрешение. Эта процедура существенно отличается от регистрации фармацевтического лекарственного средства.
Геномный редактор — это всегда персонализированный подход. Два года мы исследовали механизм редактирования, различные нецелевые эффекты редактора на геном зиготы. Никаких побочных эффектов выше естественного мутационного фона нами не выявлено. Первая — это наследуемое редактирование, о котором я рассказывал выше. Помимо тугоухости, эти технологии могут найти свое место при наследственной фенилкетонурии, возможно, при галактоземии. Но семей где у обоих супругов ФКУ или галактоземия — крайне мало, если вообще такие существуют.
А вот семенных пар с тугоухостью наоборот аномально много, поскольку люди тянутся друг у другу, образуя семьи преимущественно внутри своего круга общения. Вторая область — это соматическое геномное редактирование. Здесь речь идет о лечении наследственных заболеваний не у будущих как в примере с семейной глухотой , а у уже живущих людей. Отметим, что если у ребенка обнаруживается мутация какого-то гена, эта проблема может решаться либо путем доставки в клетки его организма здорового гена генная терапия , либо путем исправления гена с поломкой геномное редактирование. Примером доставки гена в клинической практике может служить лечение спинальной мышечной атрофии СМА генотерапевтическим препаратом Онасемноген абепарвовек. И именно доставка гена разумна для большинства рецессивных наследственных заболеваний.
Такой подход может не только исправить мутации, вызывающие эти заболевания, но и потенциально обратить вспять некоторые из их разрушительных последствий, давая новую надежду пациентам и их семьям. Помимо непосредственного применения, расширение возможностей CRISPR открывает путь к революции в области геномной медицины. Исследователи и врачи могут рассчитывать на лечение гораздо более широкого спектра генетических заболеваний, включая те, которые до сих пор считались неизлечимыми. Этот прогресс также может стимулировать исследования в таких областях, как биология старения, устойчивость к заболеваниям и регенерация тканей. Кроме того, повышение точности и гибкости редактирования генома открывает возможности для более безопасных и эффективных вмешательств, снижая риск нежелательных генетических модификаций.
В долгосрочной перспективе эти достижения могут привести к улучшению понимания и лечения сложных генетических заболеваний.
Об этом сообщает пресс-секретарь организации. Целью редактирования генома было получение эмбрионов крупного рогатого скота с измененными генами. Генное редактирование — это современный подход, позволяющий быстро получать организмы с требуемыми характеристиками, например, составом молока, объемом мышц или устойчивостью к инфекционным заболеваниям. Метод трансдукции процесс переноса ДНК между клетками при помощи вирусов в технологии редактирования генома является относительно простым — он не требует сложного оборудования и специальных условий. Его можно проводить вблизи ферм в лабораториях с базовым оборудованием.
Большая междисциплинарная команда биологов, в которую входят ученые трех подразделений МГУ имени М. Ломоносова, а также исследователи НИЦ «Курчатовский институт», приступила к поиску новых технологий редактирования геномов. Также в планах изучение архитектуры геномов, поиск способов изменить их пространственную структуру и методов регуляции работы генома с помощью белков-аргонавтов. Подобные исследования могут привести к прорывам в агробиотехнологической промышленности и в лечении генетических заболеваний.
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.
SciNat за март 2024 #1: эпигенетическое редактирование генома и новое лекарство от ВИЧ
С помощью этого метода можно изменять фрагменты ДНК, например, те, что отвечают за восприимчивость к заболеваниям или выработку молока. Для проверки аденоассоциированного вируса в качестве перспективного инструмента для редактирования генома в эмбрионах крупного рогатого скота ученые сконструировали рекомбинантный вирус с геном зеленого светящегося белка GFP. 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.
Последние имеют меньший по сравнению с остальными размер, поэтому легче проникают в эмбрион. При этом являются безопасной вирусной платформой. Анна Кривоногова. Учёные установили, что размер частицы аденоассоциированного вируса позволяет без повреждения проникать через специальную оболочку эмбриона млекопитающих и эффективно доставлять генетический материал. С помощью этого метода можно изменять фрагменты ДНК, например, те, что отвечают за восприимчивость к заболеваниям или выработку молока.
Издание сообщает, что США уже принимают законы, которые предусматривают запрет на передачу генетических данных «в такие страны, как Китай и Россия». Ранее «Главный Региональный» сообщал о китайском ученом, который ставил генетический эксперимент над детьми. В 2019 году исследователя осудили за нелегальную медицинскую практику, однако после освобождения он вернулся к работе.
Однако первые модели, появившиеся в 2020 году и основанные на радировании ДНК, выдавали слишком много ошибок. Пытаясь редактировать один ген, они неизменно вносили изменения и в другие. Новая методика Новая методика была основана на редактировании РНК. Это дало более широкие возможности по редактированию без внесения изменений в структуры других генов.
SciNat за март 2024 #1: эпигенетическое редактирование генома и новое лекарство от ВИЧ
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. Они утверждают, что осуществлять подобные опыты на органоидах гораздо легче, нежели на животных.
Новая разработка может в реальном времени видеть гены одной-единственной молекулы.
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.
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. В частности, Вашингтон подозревает Пхеньян в возможных попытках редактировать геном.
Метод предполагает огромный потенциал для биомедицинских исследований и биотехнологий. Он позволяет впервые систематически изменять целые генные сети за один шаг и прокладывает путь для сложного программирования клетки. Открытие также можно использовать для повышения активности некоторых генов при одновременном снижении активности других.
По живому: учёные впервые отредактировали геном в теле человека
Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. Члены Европарламента (ЕП) от Польши Анна Фотыга и Косма Злотовский заподозрили КНР в планах злоупотреблять результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном китайских солдат, а также модифицировать вирусы. Методы редактирования геномов в последние десятилетия развиваются семимильными шагами.