Ученые воспользовались механизмом генетического редактирования CRISPR/Cas9, чтобы активировать защитные механизмы организма. Американские ученые представили первую нейросетевую систему для редактирования генома людей.
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
Участок, называемый «цинковым пальцем», может быть спроектирован так, чтобы узнавать определённую последовательность в ДНК, а нуклеаза, как ножницы, аккуратно делает разрез в нужном месте. Так, несколько лет назад медики использовали «цинковые пальцы», чтоб вылечить людей, страдающих ВИЧ. Исследователи собрали клетки крови у двенадцати ВИЧ-инфицированных пациентов. Затем использовали «цинковые пальцы», чтобы редактировать мутированный ген в этих клетках. Затем вернули культивированные клетки крови в организм пациентов. После такой «трансплантации» у всех пациентов повысились в крови уровни Т-клеток, играющих важную роль в иммунном ответе. ВИЧ-клетки стали расти гораздо медленнее, чем раньше.
Также по теме «Сухая кровь»: революционное открытие российских учёных Учёные из Обнинска разработали препарат ПАМ-3 — сухой кровезаменитель. Он может применяться при большой кровопотере. ПАМ-3 заменяет... В новом исследовании учёные впервые обратились к «цинковым пальцам», чтобы отредактировать геном непосредственно в организме человека. Учёные вставили правильную копию гена и два «цинковых пальца» в безобидный вирус, у которого предварительно вырезали его опасную для организма часть. Миллиарды таких копий ввели в вену пациента, чтобы они достигли печени.
По заявлению медиков, им удалось исправить мутацию в геноме плода. Однако родится ли ребёнок здоровым, пока неизвестно.
Северинов заявил, что выбор наиболее эффективного лекарства напрямую зависит от молекулярной природы отдельно взятого человека. Более широкий охват «генной этнографии» народов России поможет дополнить знания об изменениях ДНК, а значит — получится ставить гораздо более точный диагноз, а впоследствии с большей вероятностью спасти жизнь человеку. Северинов поясняет, что сейчас найти «генетические поломки», которые ответственны за заболевание, крайне трудно — геном каждого человека состоит из более шести миллиардов «букв» ДНК. В итоге у пациента может быть одно и то же заболевание, но разные молекулярные причины — их «ищут под фонарем» в готовых базах, говорит специалист.
Но в последующие тысячелетия сапиенсы стали владыками планеты: мы подчинили себе окружающую среду, увеличили производство продуктов питания, возвели города и связали их между собой торговыми сетями.
Но наши достижения, какими бы красивыми они не выглядели со стороны, имеют обратную сторону, ведь наша цивилизация поставила под угрозу исчезновения более одного миллиона видов животных и растений, а стремительное изменение климата тоже дело рук человека с каждым годом приближает катастрофические последствия.
В систему для праймированного редактирования входят pegRNA prime editing guide RNA , содержащая гидовый участок, нужный для поиска редактируемого фрагмента в геноме, и целевую последовательность, на которую этот фрагмент нужно заменить. Чтобы расширить возможности праймированного редактирования, ученые дополнили pegRNA «сенсорным» сайтом. Этот сайт, по задумке исследователей, должен быть специфичным для конкретного варианта и повторять естественную архитектуру целевого участка. Он позволяет конструировать pegRNA для тысяч генетических вариантов и одновременно генерировать для них сенсорный сайт. Новый подход к скринингу направлен на выявление мутантных вариантов, встречающихся у пациентов, и описание их функциональной роли.
Праймированное редактирование позволяет вносить мутации в эндогенный TP53, а его модификация повышает точность нацеливания системы редактирования. Credit: Nature Biotechnology, 2024. DOI: 10.
Международный форум по редактированию генома пройдет в России
Утверждается, что это первый случай успешного редактирования человеческого генома с применением искусственного интеллекта. Конгресс молодых ученых. О Десятилетии. Новости. Все новости. «Под фонарем»: ученый сообщил о причинах создания огромной базы геномов россиян. Ученые воспользовались механизмом генетического редактирования CRISPR/Cas9, чтобы активировать защитные механизмы организма. Ученым из Портленда помогла в этом технология редактирования генома CRISPR.
80 лет ФГБУ НМИЦ АГП имени академика В.И.Кулакова Минздрава России
Исследования показали, что препарат замедлял скорость нарастания неврологического дефицита и дыхательных нарушений у пациентов. В силу разных причин выпуск препарата был приостановлен, однако сейчас планируется создание новой его версии, и уже начата серия экспериментов на трансгенных мышах. Генная терапия сегодня — это целый ряд новых подходов, которые активно разрабатываются, и, я надеюсь, будут внедряться в клинику в ближайшие годы, в том числе с участием отечественных разработчиков. Мы вступаем в новый век генной терапии и персонализированной неврологии», - резюмировал Сергей Иллариошкин. Перспективы генно-клеточной терапии в лечении мультифакторных заболеваний Сегодня в России насчитывается 65 миллионов жителей, страдающих тем или иным эндокринным заболеванием. Мария Воронцова, ведущий научный сотрудник отделения детской диетологии и репродуктивного соматического развития НМИЦ Эндокринологии, заведующая лабораторией молекулярной эндокринологии МГУ им. 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.
Две группы китайские ученых сообщили об удивительных открытиях. Они создали высококалорийный корм, который может значительно улучшить регенеративные способности животных. А также открыли у человека ген, отвечающий за «омолаживание» стареющих клеток. Так что скоро супергерой из комиксов Росомаха, который обладает удивительными способностями к самовосстановлению, возможно, станет реальностью. Про склероз и артрит можно забыть навсегда Чем старее человек, тем больше в его клетках накапливается «генетического мусора». Из-за этого и возникают многие болезни, например, нейродегенеративные Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и другие. Ученые во всем мире давно ломали голову, как отсрочить или даже обратить вспять старение клеток.
Команда китайских ученых во главе с Лю Гуанхуем, взялись за «омолаживание» клеток посредством изменения генетических параметров. Для этого приходится «перепрограммировать» геном. Впервые такой эксперимент профессор Лю провел на клеточной культуре еще в 2011 году, и только затем ученые решились на опыты с живыми существами. Читайте также Китайский телескоп «Дозорный» даже круче, чем американский «Хаббл» Поднебесная все уверенней лидирует в космической гонке В настоящее время технология перепрограммирования генома стала важным способом достижения регенерации органов и клеток. Естественно, это не панацея от всех болезней.
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.
В настоящее время готовится заявка на патент, защищающий эту нуклеазу.
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 технология позволит редактировать геном без CRISPR
Громкое начало Еще в 2019 г. Однако и тогда, и даже в 2020—2021 гг. Роспатент отказал в соответствующем патенте стартапу, в котором Ребриков играл роль научного хедлайнера, основываясь как раз на том, что по статье 1349 Гражданского кодекса объектом патентных прав не может стать процедура генетической целостности клеток зародышевой линии человека. Идея Ребрикова перекликалась с инициативой Цзянькуя Хэ — китайского ученого, ранее севшего в тюрьму за попытку сделать неуязвимыми к ВИЧ девочек-близняшек у ВИЧ-инфицированных родителей еще на стадии эмбрионов, за счет редактирования их генома. 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.
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.
Отвечает в медуниверсите за инновации. Эксперт по кашлю и изобрёл кашлемер. Профессор рассказал, сколько времени проходит от изобретения до его внедрения в практику, что покажет кашлемер, какой долгожданный научный прорыв в медицине мы увидим в ближайшие десятилетия, что меняет наш генофонд и чем опасно редактирование генома.
Сотрудники лаборатории генетических технологий в создании лекарственных средств Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний Сеченовского университета нашли новый способ борьбы с вирусами — они выявили целый ряд белков, которые способны нейтрализовать вирусные частицы. Об этом сообщают «Известия».
Ученые разработали эффективный способ редактирования генома коров
Кубанские Новости. Но если к редактированию генома человека российские ученые пока только осторожно приближаются, ТО в животноводстве уже несколько лет проводятся успешные эксперименты. 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). Китайские ученые разработали систему редактирования гена MEF2C, который, по их словам, «сильно связан» с расстройством аутистического спектра. 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.
В ЕС заподозрили Китай в планах редактировать геном китайских солдат
Ученым из Портленда помогла в этом технология редактирования генома CRISPR. Это открытие вводит нас в новую огромную область биологии и, вероятно, ведёт к очередной революции в технологии редактирования генома. 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. Системы CRISPR произвели революцию в этой области, поскольку их можно очень легко нацелить на различные части генома.
Международный научный форум по редактированию генома пройдет в России
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. Разрешены только эксперименты ex vivo - вне живого. Можно взять у человека клетки, отредактировать их и пересадить обратно. Так, например, уже лечат рак, анемию, синдром Хантера. Миодистрофию Дюшенна тоже можно лечить ex vivo - редактировать геном предшественников мышечных клеток и вводить их обратно пациенту. Но когда технология докажет свою безопасность, было бы здорово менять гены не порциями по клеткам, а во всём организме. Ведь нарушения происходят во всех мышцах тела - не только в тех, с помощью которых мы бегаем и прыгаем, но и в сердце, в диафрагме. Когда ставишь эксперимент, то ожидаешь увидеть один результат или другой.
А получаешь нередко третий.
Парламентарии отметили, что за изучением генома человека стоит будущее медицины. Они полагают, что развитие данного направления связано не только с созданием лекарств нового поколения, но и с рисками для безопасности. Издание сообщает, что США уже принимают законы, которые предусматривают запрет на передачу генетических данных «в такие страны, как Китай и Россия».
При облучении мягким ультрафиолетом в заданный момент времени они инактивируют РНК, при этом отключая систему геномного редактирования в нужной временной точке. Это дает возможность блокировать систему и оставить нетронутой вторую копию ДНК. Поскольку облучить светом нервные клетки внутри организма практически невозможно, систему можно будет использовать в формате ex vivo вне организма : у пациента забирают часть клеток, редактируют геном в пробирке, а затем возвращают обратно", приводятся в сообщении слова автора патента, старшего научного сотрудника лаборатории химии РНК ИХБФМ Дарьи Новопашиной. С помощью модифицированной направляющей РНК появляется возможность разрабатывать терапевтические средства для лечения некоторых наследственных, генетически обусловленных заболеваний: например, синдрома Шарко - Мари - Тута, который поражает периферическую нервную систему и приводит к деформации стоп и кистей, слабости и атрофии мышц конечностей.
Фото: Shutterstock Фото: Shutterstock Бельгийские исследователи разработали новый набор инструментов из 16 различных коротких последовательностей ДНК, которые позволяют запускать контролируемые и специфические события рекомбинации в любом геноме. Результаты представлены в двух статьях в Nature Communications.
Новый прорыв китайских ученых: найдены гены, отвечающие за бессмертие
В частности, заболевания, вызывающие поражение нервной системы, нередко связаны не только с наличием нездорового гена, но и с увеличением числа его копий. Необходимо сделать нерабочей одну копию, но вторую оставить без изменений. Систему нацеливают на этот ген и отключают после того, как она выполнит нужное действие. Система геномного редактирования состоит из двух компонентов: белка и нуклеиновой кислоты — РНК, которая направляет белок на определенный фрагмент ДНК, чтобы разрезать его в необходимом месте.
Вместо того, чтобы «разрезать» тончайшую спираль ДНК, её хотят отредактировать.
Специалисты создали особый белок, способный осуществлять химическую реакцию прямо в ДНК, превращая одну молекулу в другую. Это позволяет редактировать генетическую информацию. В настоящее время китайцы проводят исследования на мышах и составляют базу данных, чтобы понять, как изменение той или иной молекулы повлияет на генетический материал.
Они утверждают, что осуществлять подобные опыты на органоидах гораздо легче, нежели на животных. В течение 3 дней работы форума будет представлено свыше 90 докладов, большинство из которых подготовили молодые специалисты. Это подтверждает тот факт, что, невзирая на трудности последних лет, российская наука значительно продвинулась вперед.
Генетики смогут использовать «редактор» при лечении наследственных заболеваний и онкологии. Например, он позволит вырезать гены, связанные с раком молочной железы и яичников. Также возможно удалить мутации, ответственные за серповидноклеточную анемию. В теории «ножницы» способны остановить даже развитие ВИЧ. Ученые смогут наделить растения устойчивостью к засухе, стрессу, сделать их более питательными и вкусными.
Или же удалить из арахиса ген аллергена, а в бананы внедрить устойчивость к смертельному грибку. Точно так же можно «отредактировать» геном домашнего скота. Правда, есть риск неэтичного обращения с инструментом. Речь идет о «дизайне младенцев» — создании детей с заданными качествами.