Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. Китайские ученые разработали модульную систему редактирования генов под названием CyDENT, которая может быть более эффективной, чем технология CRISPR. Проблемы на пути к коммерциализации редактирования генома в России не ограничиваются обозначенными выше общемировыми «технологическими» сложностями. © Fotolia/ Dan Race Методы редактирования геномов в последние десятилетия развиваются семимильными шагами. Но если к редактированию генома человека российские ученые пока только осторожно приближаются, ТО в животноводстве уже несколько лет проводятся успешные эксперименты.
Биологи научились редактировать гены некодирующих РНК
Все новости для. Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. Ученые воспользовались механизмом генетического редактирования CRISPR/Cas9, чтобы активировать защитные механизмы организма. Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. Компания Profluent представила новаторский проект OpenCRISPR – первый в мире открытый редактор генов на основе ИИ, который поможет точно редактировать человеческий геном.
Лента.ру: В Европарламенте заподозрили Китай в планах редактировать геном солдат
© Fotolia/ Dan Race Методы редактирования геномов в последние десятилетия развиваются семимильными шагами. Компания Profluent представила новаторский проект OpenCRISPR – первый в мире открытый редактор генов на основе ИИ, который поможет точно редактировать человеческий геном. Российские ученые объединили генетику, историю и современность, после чего сделали сразу два открытия. Китайские ученые разработали систему редактирования гена MEF2C, который, по их словам, «сильно связан» с расстройством аутистического спектра.
Праймированное редактирование позволило провести системный скрининг мутаций TP53
Осужденный за редактирование генома китайский генетик Хэ Цзянькуй заявил, что первые в мире ГМО-дети живут «нормальной, безмятежной жизнью». Целью редактирования генома было получение эмбрионов крупного рогатого скота с измененными генами. Запрещены сейчас, мораторий есть на редактирование генома человека именно на стадии эмбриона. За технологию редактирования генома в 2020 году была присвоена Нобелевская премия.
Cозданная нейросетью система CRISPR-Cas9 отредактировала геном человеческих клеток
Как ученые научились редактировать геном. Кроме того, повышение точности и гибкости редактирования генома открывает возможности для более безопасных и эффективных вмешательств, снижая риск нежелательных генетических модификаций. Биолог рассказал о перспективах системы редактирования генома человека. Затем было проведено редактирование генома, которое обеспечило экспрессию исправленного гена на уровне 30%. В лаборатории редактирования генома МГНЦ предложили собственный подход лечения миодистрофии Дюшенна. Однажды учёные подумали: а почему бы не использовать CRISPR/Cas для редактирования геномов?
Ученые разработали эффективный способ редактирования генома коров
На огромной крыше, засыпанной снегом, стоит человек с лопатой. Он расчистил крохотный уголок, подписанный "первый закон Менделя". Законы Менделя - принципы передачи наследственных признаков от родителей к потомкам, основа основ классической генетики. Бактерия регулярно пролистывает эту картотеку вирусов-преступников, считывает с неё информацию синтезирует РНК и затем разрезает её на отдельные генные портреты вирусов - целевые РНК.
А белки Cas потом сравнивают эти портреты с проникшими в клетку молекулами и, если находят ту, что соответствует целевой РНК, то беспощадно разрезают её ДНК. От зубастого цыплёнка к воскрешению динозавров Дмитрий Карпов, старший научный сотрудник лаборатории регуляции внутриклеточного протеолиза. Энгельгардта РАН Как вы решили стать учёным?
Летом между 6-м и 7-м классом, пока одноклассники отдыхали, я готовился к первой в своей жизни школьной олимпиаде по биологии. Учитель разрешал пользоваться всем, что можно было найти в биологическом классе: плакатами, муляжами, коллекциями насекомых. Был в классе и микроскоп.
Когда я устал рассматривать готовые препараты для микроскопа, в голову пришла необычная мысль. Я приготовил препарат на основе воды из-под цветочного горшка. В этой капле я с изумлением обнаружил микроскопическую живность!
Этот день полностью перевернул моё представление о мире, и именно тогда мне захотелось изучать клеточную биологию. Мы изучаем внутриклеточные механизмы разрушения белков. Они нужны, чтобы клетка могла избавиться от повреждённых или мутировавших белков.
Если эти механизмы сломаются, могут начатьcя проблемы: развиваются, например, нейродегенеративные заболевания вроде болезни Альцгеймера, появляются злокачественные образования. А ещё мы занимаемся разработкой новых редакторов генома. Сердце большинства таких технологий - белок Cas9.
Именно его свойства определяют безопасность и эффективность геномного редактирования. Но, к сожалению, у природного белка Cas9 есть ряд недостатков: невысокая скорость работы, большой размер и относительно низкая точность. Генетики научились её повышать, но в этом случае белки становятся менее активны.
Наша цель - редакторы нового поколения, имеющие и высокую активность, и высокую точность. 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.
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.
Более того, мы видим повышенный интерес фарминдустрии к отечественным разработкам. У нас есть сильные коллективы, уверенно владеющие генетическими технологиями и участвующие в популяризации знаний об этих технологиях в Российском научном обществе». Ученый также полагает, что у российских исследователей сейчас есть практически все, чтобы провести нужные эксперименты по редактированию генов, ответить на научные, медицинские и практические вопросы, ради которых и затевалось это редактирование, а также сообщить о полученных результатах в престижных зарубежных журналах. Это генетический анализ и секвенирование определение аминокислотной или нуклеотидной последовательности белков, ДНК и РНК , генетическое тестирование и диагностика, а также генетическое редактирование. Последнее связано как раз с технологией «молекулярных ножниц». Развитие CRISPR-Cas9 важно для прогресса в биотехнологии и фармацевтике, потому что «молекулярные ножницы» позволяют изменять гены in vivo то есть молекулы редактирования вводятся сразу в пациента с максимальной точностью, простотой и при этом низкими затратами относительно, например, ZFN — другой технологии редактирования генов. По мнению аналитиков, CRISPR-Cas9 можно использовать в разработке новых лекарств, сельскохозяйственных продуктов и генетически модифицированных организмов, для борьбы с болезнями и вредителями. Более того, новый метод может изменить лечение наследуемых генетических заболеваний. Именно в понимании наследственных болезней, которые раньше считались неизлечимыми, исследователи CRISPR-Cas9 продвинулись сильнее всего. По словам биолога Федора Урнова, первый этап редактирования теперь доступен даже старшеклассникам. Поэтому работа с этим инструментом легче и быстрее. За 10 лет ученым всего мира удалось сделать немало с «молекулярными ножницами». К концу 2022 года пройдена первая фаза испытаний безопасной клеточной терапии рака: результаты опубликованы в Nature. Новый инструмент может быть полезен для замены дефектного гена, отвечающего за развитие кистозного фиброза, и для лечения заболеваний крови, связанных с мутациями: например, гемофилии. В частности, здесь выделяется Intellia Therapeutics: в 2021 году компания предоставила клинические данные, показавшие безопасность и эффективность «молекулярных ножниц» в терапии амилоидоза ATTR — редкого смертельного заболевания, при котором печень вырабатывает аномальные белки TTR. Они накапливаются в организме и вызывают осложнения. В Intellia на базе «молекулярных ножниц» создали лекарство NTLA-2001, которое инактивирует ген TTR в печени и препятствует выработке аномального белка. Сначала NTLA-2001 изучали на пациентах с полинейропатией. В 2022 году его также проверили у людей с ATTR с кардиомиопатией. Изучение лекарства продолжается, глобальное ключевое исследование запланировано на конец 2023 года. Другая значимая компания в области генетического редактирования — швейцарско-американская CRISPR Therapeutics, совместно с Vertex она разрабатывает препарат Exa-cel для терапии серповидноклеточной анемии и трансфузионной бета-талассемии. Сейчас препарат проходит клинические испытания для оценки эффективности и безопасности. Помимо Северной Америки перспективным регионом называют Азиатско-Тихоокеанский.
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. Он направлен на исправление мутации в гене DMD, приводящей к сдвигу рамки считывания. Первые лабораторные работы и исследования научной литературы показали перспективность такого подхода. Первые признаки заболевания стали отмечаться в возрасте двадцати лет: это слабость, быстрая утомляемость. Случай примечателен тем, что у пациента нет мышечных проявлений болезни, при этом выявлена кардиомиопатия. Это говорит нам о том, что миодистрофия Дюшенна может протекать в более легкой форме, и наша цель — добиться того, чтобы перевести тяжелый фенотип заболевания в более мягкий», - рассказала ведущий научный сотрудник лаборатории редактирования генома МГНЦ Ольга Левченко. На клетках линии HEK 293T исследователи выполнили поиск наилучших вариантов плазмид, а затем провели эксперименты на миобластах здоровых доноров.
25 ноября 2018 года. Гонконг
- Cозданная нейросетью система CRISPR-Cas9 отредактировала геном человеческих клеток
- Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в
- В России модифицировали систему геномного редактирования
- ПОДПИСАТЬСЯ НА РАССЫЛКУ
- Что такое CRISPR?
- Молекулярные ножницы: как в России развивается важнейшая технология века
Ген — вырезать, вставить. Нобелевскую премию по химии дали за технологию редактирования генома
И если что-то пойдет не так, то процесс можно легко обратить вспять. Что касается конкретных методических наработок, то на данный момент перспективной представляется доставка редактора эпигенома проверенным способом — с помощью векторов на основе аденовирусов. Такие векторы давно используют в генной терапии для доставки ДНК в клетки, хотя у них есть недостатки, например, высокая стоимость и риск побочных эффектов. Еще один вариант — использовать липидные наночастицы как носители молекул РНК, на основе которых сами клетки будут производить молекулярные компоненты редактора эпигенома. Тогда эти конструкции будут работать в клетках лишь только в течение короткого времени, что с меньшей вероятностью вызовет иммунный ответ или внесет изменения в эпигеном в неправильных местах. До экспериментов по редактированию эпигенома на людях пока дело не дошло.
Но если до нас на планете господствовали другие, ныне не существующие цивилизации, не значит ли это, что мы стремительно приближаемся к закату?
Точных ответов на эти вопросы не знает никто, но давайте попробуем разобраться, какими окажутся для нас хотя бы ближайшие десять лет.
Это разрешенная технология редактировать эмбрион можно, нельзя лишь переносить отредактированный эмбрион женщине и запускать беременность. И летом 2018 года мы опубликовали статью, где описывали редактирование гена устойчивости к ВИЧ, о практическом применении которого спустя несколько месяцев сообщил китайский коллега.
И хотя разработанный нами геномный редактор способен сделать ребенка устойчивым к ВИЧ, мы не применили его на практике, поскольку такое вмешательство актуально только в случае, когда ВИЧ-положительная женщина не отвечает на антиретровирусную терапию и при этом хочет реализовать репродуктивную функцию. А такая пациентка встречается примерно 1 на 50 тыс. ВИЧ-инфицированных, крайне редко.
И мы до сих пор с таким случаем не столкнулись. 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.
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.
Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки!
- Международный форум по редактированию генома пройдет в России
- Для решения этой невероятно сложной задачи был использован ИИ
- Биологи МГУ открыли новый метод редактирования генов некодирующих РНК
- Ген — вырезать, вставить. Нобелевскую премию по химии дали за технологию редактирования генома
От зубастого цыплёнка к воскрешению динозавров
- РСМД :: Учёные на страже генома
- SciNat за март 2024 #1: эпигенетическое редактирование генома и новое лекарство от ВИЧ
- Нейросеть помогает ученым редактировать человеческие гены
- Молекулярные ножницы: как в России развивается важнейшая технология века