Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. Швейцарские учёные революционизировали метод редактирования генома CRISPR-Cas, значительно расширив его возможности. 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.
Создание суперлюдей: нейросеть научилась редактировать человеческие гены
Редактирование также позволяет изменить физиологию клеток в целом и свойства молекул, которые они выделяют. Например, можно ухудшить их способность подавлять разрастание соединительной ткани, что может привести к появлению рубцовых изменений. Рибонуклеиновая кислота РНК является одним из трех ключевых типов молекул, вместе с ДНК и белками, которые играют важную роль в кодировании и прочтении информации в клетках живых организмов.
Индукция длительной ремиссии с помощью двойной иммунотерапии у SHIV-инфицированных макак, прошедших АРТ Уничтожение вирусных резервуаров является главным препятствием на пути разработки клинического лечения ВИЧ-инфекции 1 типа. Скрытый вирусный резервуар является последним бастионом ВИЧ перед его полным излечением. Его трудно уничтожить, так как он невидим для иммунитета: клетки резервуара содержат вирус, который находится в неактивном состоянии, поскольку его поверхность не содержит тех белков, которые могли бы показать наличие патогена. Исследования показали, что большую часть резервуара составляют Т-клетки памяти — часть иммунной системы, которая сохраняет информацию о предыдущих инфекциях. Эти клетки могут оставаться в организме в спящем состоянии длительное время, готовые пробудиться при следующей инфекции тем же вирусом.
Таким образом, они обеспечивают идеальное убежище для ВИЧ. В новом исследовании ученые продемонстрировали, что введение вакцины Анктива N-803 и антител широкого нейтрализующего действия bNAbs приводило к устойчивому вирусному контролю после прекращения антиретровирусной терапии АРТ у макак-резус, инфицированных химерной версией штамма SHIV-AD8, ранее подавленной АРТ. Лечение макак вакциной, состоящей из N-803 и bNAbs, вызывало иммунную активацию и временную виремию, но ограничивалось лишь снижением клеточных резервуаров SHIV. Таким образом, полное уничтожение репликационно-компетентного вирусного резервуара, вероятно, не является обязательным условием для индукции устойчивой ремиссии после прекращения АРТ. Вирусология Долго игнорируемая лихорадка Ласса стремительно набирает обороты в Западной Африке По прогнозам, лихорадка Ласса убивает гораздо больше людей, чем Эбола — 10 000 и более в год, хотя никто не знает наверняка. В 1969 году две медсестры-миссионерки в отдаленной деревне Ласса в штате Борно на северо-востоке Нигерии заболели загадочным лихорадочным заболеванием. Обе в итоге погибли.
Третья медсестра, которую звали Пенни Пиннео, заразилась, пока ухаживала за своими погибшими коллегами. С лихорадкой, ознобом, язвами в горле и сильной слабостью, ее эвакуировали в пресвитерианскую больницу Нью-Йорка. Пережив тяжелый рецидив, Пенни пошла на поправку и смогла пережить болезнь. Вирусолог Хорди Казальс-Ариет и его команда из исследовательского отдела арбовирусов Йельского университета проанализировали образцы крови медсестер в поисках этого нового вируса. В итоге они выделили вирус с одноцепочечной РНК, который отнесли к семейству аренавирусов, и назвали его в честь деревни, где он был обнаружен. Однако Казальс-Ариет заразился во время работы с образцами и чуть не умер; его спасло только рискованное переливание антител из крови Пиннео. Когда лаборант Казальс-Ариет, Хуан Роман, также заразился и умер, Йельский университет немедленно прекратил работу с живым вирусом и перенес его в «горячую» лабораторию, расположенную в Центрах по контролю и профилактике заболеваний США CDC в Атланте.
Переносчиком оказалась многососковая мышь Mastomys natalensis, названная так из-за длинных рядов сосков для выкармливания своего большого помета. Повсеместно распространенная в странах Африки к югу от Сахары, M. Она устраивает норы в домах и выходит из них в поисках еды, особенно в засушливый сезон, когда фермеры сжигают поля после сбора урожая. Вирус не мог выбрать лучшего хозяина. У плодовитых производителей самки рожают от 10 до 12 детенышей каждые 45 дней, а инфицированная самка передает вирус своему потомству.
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. 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.
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».
Нейросеть отредактировала человеческий геном
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). Ученые из компании Profluent представили Open CRISPR-1 — первую систему редактирования генома CRISPR-Cas9, созданную с помощью нейросети. Евродепутаты полагают, что цели ученых – работа с геномом китайских солдат и модификация вирусов, пишет «». 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.
К каким открытиям ученых привело слияние генетики, истории и современности
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.
Яблоки, не темнеющие на воздухе, или томаты, обогащенные по гамма-аминомасляной кислоте, — это только верхушка айсберга. Многие терапии для людей — то же повышение совместимости пересаженных тканей — без этой платформы просто не могли быть разработаны. Наконец, у CRISPR-редактирования есть много применений, которые сами по себе не приводят к коммерческим продуктам, но открывают совершенно новые научные и практические горизонты Например, так называемые CRISPR-скрининги позволяют быстро и эффективно выявлять ранее неизвестные функции генов. В вышедшей в мае 2023 г.
До этой работы противоядия против бледной поганки не было. Аналогичные подходы используются в сотнях лабораторий для нахождения новых, более эффективных лекарств, в том числе противораковых.
Его можно проводить вблизи ферм в лабораториях с базовым оборудованием. 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.
Некодирующие РНК регулируют работу генов, участвуют в передаче сигналов внутри и между соседними клетками, а также вовлечены в развитие наследственных, инфекционных ВИЧ, гепатиты В, С , иммунологических и опухолевых заболеваний. Полученные данные помогут разобраться в механизмах этих болезней, а также предложить новые подходы к их лечению. РНК необходимы в процессах передачи генетической информации, ее чтения и регулирования. Так, например, кодирующие РНК служат матрицей для синтеза белков, но есть и некодирующие, например микроРНК, которые напрямую не «считываются», а регулируют работу генов, поддерживают стабильность ДНК, помогают создавать белки, участвуют в передаче сигналов внутри и между соседними клетками, а также вовлечены в развитие широкого спектра заболеваний, включая гепатиты В и С, ВИЧ и рак. Многие функции и механизмы действия некодирующих РНК остаются неизвестными, при этом они могут служить перспективной мишенью для разработки препаратов для лечения и профилактики многих болезней.
По мере расширения баз данных исследователи считают, что это лишь вершина айсберга в раскрытии неиспользованного разнообразия и гибкости технологии CRISPR. Материалы новостного характера нельзя приравнивать к назначению врача. Перед принятием решения посоветуйтесь со специалистом Комментировать.
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
Ученые из компании Profluent представили Open CRISPR-1 — первую систему редактирования генома CRISPR-Cas9, созданную с помощью нейросети. Об итогах и будущем экспериментов, имеющих отношение к редактированию генома высших организмов, дискутируют в Новосибирске специалисты из 11 государств. Последние новости. Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН нашли способ модифицировать систему редактирования генома для повышения эффективности распознавания нужной мишени и снижения воздействия на нецелевую ДНК. В лаборатории редактирования генома МГНЦ предложили собственный подход лечения миодистрофии Дюшенна. Ученые воспользовались механизмом генетического редактирования CRISPR/Cas9, чтобы активировать защитные механизмы организма.
Новый вариант CRISPR обещает точно воздействовать почти на все человеческие гены
| Российские ученые рассказали о новейшем методе редактирования генов | 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. |
| Российские ученые рассказали о новейшем методе редактирования генов | Затем было проведено редактирование генома, которое обеспечило экспрессию исправленного гена на уровне 30%. |
| В ЕС заподозрили Китай в планах редактировать геном китайских солдат - Новости | 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). |
Тот же день. Кембридж, Массачусетс, США
- Международный научный форум по редактированию генома начался в РФ
- Герои проекта «Есть вопрос» расскажут всё, о чём вы стеснялись спросить.
- ИИ могут задействовать в изменении генома человека
- В ЕС заподозрили Китай в планах редактировать геном китайских солдат
- Ученые из Новосибирска нашли способ выключать систему редактирования генома в нужный момент
- Подписка на дайджест
Подписка на дайджест
- Что такое CRISPR?
- Лента.ру: В Европарламенте заподозрили Китай в планах редактировать геном солдат
- Наука РФ - официальный сайт
- Новости по теме: редактирование генома
- На пути к новым генным терапиям
- "Мы создаём мутантов"
Лента.ру: В Европарламенте заподозрили Китай в планах редактировать геном солдат
Российские ученые научились «редактировать» геномы для борьбы с вирусами Фото: stock. 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.
Изучение бактериофага BF23 показало, что вирусы способны справляться с бактериальной рестрикцией и модификацией 4. Они способны специфически распознавать конкретные виды бактерий и считаются безопасными для человека. В связи с повышением устойчивости вызывающих заболевания микроорганизмов к действию антибиотиков в последние годы все активнее как возможная альтернатива антибиотикам изучаются бактериофаги.
Редактирование генома подразумевает включение, удаление или перемещение фрагментов ДНК с использованием специфически спроектированных эндонуклеаз, или «молекулярных ножниц». В последние годы исследователи также использовали технологии, основанные на CRISPR-Cas, для систематического увеличения или уменьшения активности отдельных генов. Соответствующие методы стали мировым стандартом за очень короткое время, как в фундаментальных биологических исследованиях, так и в прикладных областях.
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. 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.
ИИ открыл 188 редких систем редактирования генома человека
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».
Рибонуклеиновая кислота РНК является одним из трех ключевых типов молекул, вместе с ДНК и белками, которые играют важную роль в кодировании и прочтении информации в клетках живых организмов. РНК необходимы в процессах передачи генетической информации, ее чтения и регулирования.
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.
Это не только предлагает возможности для улучшения фабрик по производству микробных клеток, но и подтверждает эффективность нашего набора инструментов для ученых и промышленности, работающих в области геномной инженерии», — говорит один из авторов исследования Шарлотта Каутрилс.
От зубастого цыплёнка к воскрешению динозавров
- Праймированное редактирование позволило провести системный скрининг мутаций TP53
- Наука РФ - официальный сайт
- Геном под редакцией - Ведомости.Технологии и инновации
- Нейросеть отредактировала человеческий геном
Воронежский учёный объяснил, почему не стоит сильно надеяться на редактирование генома
Строительная аналогия Говоря более простым языком, ученые среди всех математически возможных сочетаний белков отобрали те, которые, подобно строительным блокам и плитам, подходят друг к другу, и из которых можно «построить», что-то внятное и стабильное. Было найдено и несколько универсальных решений, которые могут заменить поврежденную часть человеческого ДНК, тем самым исправив генетические ошибки, приводящие к различным врожденным заболеваниям. Сотрудники Profluent призвали ученых использовать выложенные ими в свободный доступ последовательности, чтобы протестировать их стабильность и безопасность.
Источник картинки: canva. Об этом сообщает FBM. Китайские ученые придумали революционную идею. Вместо того, чтобы «разрезать» тончайшую спираль ДНК, её хотят отредактировать.
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. Ещё одним инструментом саморегулирования научного сообщества является издательская политика научных журналов. Так, два ведущих научных журнала Science и Nature в 2015 г. Причиной этому послужили опасения, что их работа нарушала существующий в научном сообществе этический консенсус. Однако изнутри самого научного сообщества раздаются голоса, критикующие акцент на саморегулировании. Многие ученые считают, что решения относительно наследуемого редактирования генома, учитывая революционный потенциал данной технологии и множество этических вопросов, порождаемых ею, должны приниматься посредством широкого общественного обсуждения с участием всех заинтересованных сторон. Кроме того, действия Хэ Цзянькуя показали, что саморегулирование не является в полной мере эффективным. Осознавая это, учёные предлагают различные проекты международного регулирования наследуемого редактирования генома человека.
Редактирование генома подразумевает включение, удаление или перемещение фрагментов ДНК с использованием специфически спроектированных эндонуклеаз, или «молекулярных ножниц». В последние годы исследователи также использовали технологии, основанные на CRISPR-Cas, для систематического увеличения или уменьшения активности отдельных генов. Соответствующие методы стали мировым стандартом за очень короткое время, как в фундаментальных биологических исследованиях, так и в прикладных областях.
Новая технология позволит редактировать геном без 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. В лаборатории редактирования генома МГНЦ предложили собственный подход лечения миодистрофии Дюшенна. Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН нашли способ модифицировать систему редактирования генома для повышения эффективности распознавания нужной мишени и снижения воздействия на нецелевую ДНК.
Молекулярные ножницы: как в России развивается важнейшая технология века
Российские ученые адаптировали геномный редактор CRISPR/Cas для проведения манипуляций с работой генов, отвечающих за выработку регуляторных и сигнальных молекул РНК. Американские исследователи представили первый нейросетевой инструмент для создания полностью искусственных систем редактирования генома CRISPR-Cas9. Год назад учёный Хэ Цзянькуй ошарашил общественность своим признанием: он редактировал геном во время экстрапорального оплодотворения яйцеклетки. Год назад учёный Хэ Цзянькуй ошарашил общественность своим признанием: он редактировал геном во время экстрапорального оплодотворения яйцеклетки.