Институт общей генетики им. ва РАН – старейшее генетическое учреждение в системе Российской Академии Наук. Открытие ученого из МФТИ Максима Никитина кардинально меняет многие представления генетики, основанные на знаменитой двойной спирали.
Большая научная сенсация: открытие российского ученого перевернет представление о ДНК
| Актуальные исследования о ДНК - РТ на русском | Директор Института общей генетики РАН Александр Кудрявцев решил покинуть пост главы Научного совета РАН по генетике и селекции. |
| Генетика — последние новости сегодня | | Российский ученый Максим Никитин совершил прорыв в изучении ДНК человека. |
| Отмечаем Международный день ДНК вместе с учеными Евразийского НОЦ – лучшими генетиками России | В рамках Недели генетики в павильоне «Роснефти» для посетителей также будут проводиться тематические квизы и викторины. |
Генетик рассказал, как живут первые в мире генномодифицированные дети
Генетика сегодня — Бороться с вирусами будут с помощью редактирования генома. Ученые раскрыли тайну появления карельской березы. По традиции в начале года мы подводим итоги предыдущего и вспоминаем наиболее значимые открытия и события в области медицинской генетики, геномики и фармакологии. Генетика — все новости по теме на сайте издания
Genotek: в дефиците витамина D и тяге к сладостям виновата генетика
Сиквенсы датированы июлем и началом августа. Пять образцов для исследований взяты в Санкт-Петербурге, один — в Москве», — сообщили в Роспотребнадзоре. В ведомстве подчеркнули, что пациенты, у которых был выявлен гибридный вариант COVID-19, перенесли болезнь в легкой форме, госпитализация ни одному из них не потребовалась. Кроме того, в Роспотребнадзоре отметили, что «недавние сообщения о выявлении гибридного штамма в России были даны со ссылкой на американского генетика». Рекомендуем коллегам более пристально следить за происходящим у себя в стране, ведь ситуация по COVID-19 в США остается достаточно напряженной», — говорится в сообщении.
Как пояснил РБК американский ученый-генетик Дмитрий Прусс, вирусы, сочетающие в себе фрагменты геномов «омикрона» и «дельты», — это большая редкость, поскольку штамм «дельта» практически исчез. Первые из них появились в базах в начале июля, и были встречены с легким недоверием. Но к концу июля исследователи из Института гриппа имени Смородинцева нашли еще больше таких геномов.
Уже сейчас пары, решившиеся на ЭКО — процедуру искусственного оплодотворения — могут свести на «нет» почти все риски благодаря использованию новейших технологий. Отта» Ольга Малышева. Обезопасить себя могут и родители, у которых не возникло проблем с зачатием.
Например, тест разработанный компанией «Эвоген» позволяет с максимальной точностью определить вероятность возникновения генетических отклонений у будущего ребенка. Сейчас эта процедура, например, в Москве в рамках пилотного проекта введена для определенных женщин категории риска по результатам скринига, который проходит каждая беременная женщина», — говорит руководитель направления перинатальной диагностики ООО «Эвоген», кандидат медицинских наук Александра Галактионова. Для генетического исследования достаточно десяти миллилитров крови женщины, в которой уже содержится ДНК ребенка. Для генетического анализа из крови нужно выделить плазму. Для этого используют специальный аппарат — центрифугу. Пробирки с кровью загружают в барабан, который крутится на получении получаса со скоростью 16 тысяч оборотов в минуту.
Само секвенирование — завершающий этап анализа. По сути, это чтение ДНК как текста, где вместо привычных нам букв используется алфавит химических соединений.
Оно может стать ключом к разгадке возникновения и эволюции жизни на Земле, процессов старения человека и лечения сложных заболеваний. Начиная с 1953 года учёные-генетики всего мира понимали структуру ДНК как «двойную спираль», сплетённую из двух цепочек азотистых оснований — своеобразных «кирпичиков», из которых построена эта молекула. Суть их представления о ДНК, на которое опирались и другие исследователи, состояла в том, что две цепи молекулы сплетены в двойную спираль и однозначное соответствие между «кирпичиками» на двух разных цепочках позволяет им копировать друг друга, передавая генетическую информацию. И вот теперь российский учёный Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК.
Он установил, что эта молекула вполне способна эффективно хранить и передавать информацию без связей между цепями двойной спирали. Результаты исследования были высоко оценены международным научным сообществом. Научная публикация, единственным автором которой является Максим Никитин что крайне редко встречается в экспериментальных работах такого уровня , вышла в авторитетном журнале Nature Chemistry.
Уфимские молодые ученые презентовали главе Минобрнауки России передовые проекты в области генетики Министр в ходе визита в Республику Башкортостан ознакомился с различными этапами исследований, связанными с обработкой биоматериалов и онкологическими заболеваниями. Лаборатория сформирована в 2021 году при поддержке научно-образовательного центра НОЦ мирового уровня Республики Башкортостан и Министерства науки и высшего образования РФ. Необходимые для исследований оборудование и оргтехника закуплены в России и других странах в рамках госпрограммы «Приоритет-2030» и по программе создания молодежных лабораторий. Это специальные приборы для генетических исследований - амплификаторы Real-Time, камеры для электрофореза, ПЦР-боксы, а также отечественные холодильники для хранения материала и компьютеры. Сегодня в лаборатории проводятся фундаментальные исследования в области изучения современной и древней ДНК популяций Северной Евразии.
В Уфе молодые ученые презентовали Валерию Фалькову передовые проекты в области генетики
Максим Никитин: Да, но пока мы занимаемся разработкой лекарства, это то, вообще почему я стал ученым. Я для себя формулирую это как? Если я создам лекарство, которое выйдет в клинику и будет лечить людей, я прожил не зря. К этому я стремлюсь. Я замечу, что вы именно физик, вы не биолог и не врач. Но сейчас биология и физика очень слились. Итак, а кто же сейчас обеспечивает вот весь этот научный процесс материально?
Максим Никитин: У нас основная масса финансирования от Российского научного фонда РНФ , от Министерства образования и науки, то есть различные госзадания, различные гранты. Это большое финансирование. А отдельно мы занимаемся, я основал компанию, где мы разрабатываем научные приборы, реагентику, финансирование у нас от покупателей. А изначально вложился кто? Максим Никитин: Мы. То есть физлица, которые решили рискнуть и попробовать создать очень необычный прибор.
А этот прибор нужен только вам или кому-то еще? Максим Никитин: Изначально мы хотели создать прибор, потому что не могли купить супердорогой зарубежный вариант. Он стоил более 50-80 млн рублей, и такой грант получить очень сложно, очень сложно отчитываться. Мы решили с ребятами попробовать сделать свой собственный, пусть он будет хотя бы в десять раз хуже, но тем не менее у нас будет хоть какой-то вариант что-то там измерять. Мы начали его делать в рамках компании, и, к нашему удивлению, мы сделали прибор, который был в три раза чувствительнее, чем самый крутой западный аналог. Мы сделали прямые сравнения, и мы в три раза чувствительнее оказались.
Тут объяснение простое. Тот прибор разрабатывался в 2000-е годы, а мы начали делать с новой физикой, с новой электроникой и так далее в 2019 году. И этот прибор очень-очень востребован всеми генетиками, биологами, то есть все, кто делает эксперименты, так или иначе уже на финальной стадии, когда они тестируют все на животных, всем лабораториям этот прибор очень-очень нужен. И мы сейчас его цену сильно снизили, чуть ли не в десять раз. То, что вы делаете, называется «наноробот» в том смысле, что частицы именно наноразмера, не микроскопического, а нано, так что они даже через капилляры будут свободно перемещаться. Для этого нужно создавать какие-то сложнейшие технологии.
Неужели все это мы можем прямо импортозаместить хотя бы в малых количествах, чтобы вы все это продолжали? Максим Никитин: В целом я бы сказал так, что биологам сейчас проще, чем физикам. Тут надо сказать, что физика очень долго развивалась в XX веке, была сделана очень мощная микроэлектронная база, которая требует не то чтобы институтов, а гигантских супермощных заводов, там тысячи сотрудников. В биологии все проще, все технологии очень сложные, но в биологии все развитие еще на том уровне, когда в целом один человек может объять в своем мозгу всю технологию от начала до конца. А физически у него есть средства? Это же не в пробирке выращивается наночастица.
Кстати, она вообще физическая? Максим Никитин: Нет, она химическая. Наночастицу мы растим из кристалла, то есть из солей железа, допустим, мы получаем магнитные наночастицы. Простейшая базовая реакция, которую многие видели на уроках химии, — FeCl3, FeCl2 и щелочь добавляем, выпал осадок, подогрели, и магнит притягивает. Это азы, они очень простые, дальше надо долго синтезировать очень много различных наноматериалов, чтобы понять, как сделать очень хорошо действующую частицу. В биологии что действительно безумно сложно по сравнению с физикой — так это масштабирование.
Мы можем сделать самую крутую, умную частицу в лаборатории, но потом придумать технологический процесс, как его произвести в многотонном производстве, — это нерешаемая задача в очень многих случаях. Глядя вперед, допустим, вы в лабораторных условиях сможете получить то, о чем мечтаете, а потом начнется следующий этап. А как это начать делать в большем количестве? Вы об этом этапе думаете сейчас? Или сначала надо получить то, что вы масштабируете? Максим Никитин: Почему я пошел заниматься приборостроением?
Потому что для масштабирования часто нужно новые приборы делать, реакторы и так далее, которые будут это синтезировать так, как никто раньше не делал, и это часть задачи. Поэтому мне интересно попытаться объединить все от FeCl3, FeCl2 до создания частицы, до испытания на клетках, животных и на тех приборах, которые потом это будут исследовать, масштабировать. Сколько вам нужно людей для того, чтобы те задачи амбициозные, которые вы себе ставите, пройти до конца? Максим Никитин: Естественно, по проектам это экспоненциально растет. Если мы первый проект делали буквально вдвоем, второй — это уже три человека и так далее.
Группа ученых во главе с руководителем Лаборатории анализа метагеномов в Сколтехе Артемом Исаевым изучила одну из первых открытых систем иммунитета у бактерий EcoKI и установила, что наличие в клетке плазмидной ДНК приводит к активации аллевиации рестрикции — встроенной программы подавления иммунитета.
Этот эффект был назван плазмидо-индуцированной аллевиацией рестрикции.
В частности он заявил, что в прошлом продолжительность жизни людей достигала 900 лет. Кудрявцев сослался на некий график, который «можно часто найти в интернете», добавив, что он «сам его строил». Также, по мнению ученого, причиной мутаций, вызывающих генетические болезни современного человека, являются грехи — «первородный и личный». Он заявил, что Вселенная, созданная Богом в процессе творения, впала в «тление» из-за грехопадения людей, из-за которого у них происходят мутации.
При этом он подчеркнул, что научные заделы необходимо конвертировать в практические результаты и конкурентную продукцию, сопоставив программу развития генетических технологий с атомным и космическим проектами XX в. Главный технологический партнер федеральной программы — «Роснефть».
Компания сконцентрировалась именно на достижении скорейших практических результатов и решении первоочередных задач, которые бы стимулировали «бум» генетических исследований. Первым этапом реализации программы стала подготовка профильных кадров мирового уровня с междисциплинарным образованием. Для этого «Роснефть» разработала магистерскую программу «Геномика и здоровье человека» на базе биологического факультета МГУ. Помимо базы научных знаний студенты осваивают практические компетенции в области высокопроизводительного секвенирования и биоинформатического анализа его результатов. Первые студенты магистерской программы приступили к обучению в сентябре 2020 г. Ежегодно на программу поступает 10 человек из числа наиболее подготовленных и мотивированных студентов, набор планируется продолжать как минимум 10 лет. Также Владимир Путин в 2020 г.
Во исполнение этого поручения в 2020 г.
Зачем ученые редактируют ДНК человека? Насколько это опасно и чего ждать в будущем?
Этот эффект впервые был обнаружен еще в самом начале XX века у шелкопрядов. Впоследствии ученые обнаружили, что поведение мотыльков в зимний период времени связано не с наследованием каких-либо генов, а тем как эти гены включаются и выключаются, то есть с их активностью. Активация же генов зависит от окружающей среды матери.
Новый механизм открыл ученый Научно-технологического университета «Сириус» и заведующий лабораторией нанобиотехнологий Московского физико-технического института Максим Никитин. Исследование доказывает, что принцип, которым руководствовались ученые последние 70 лет, был неполным. Как было раньше В середине XX века Джеймс Уотсон и Френсис Крик предложили структурную модель ДНК — двойную спираль: две спирально закрученные цепи связаны парами оснований аденин-тимин или гуанин-цитозин. Считалось, что ДНК хранит и обрабатывает информацию за счет структуры двойной спирали — однозначно соответствующих друг другу комплементарных молекулярных цепей.
Этот закон показывал возможность восстановления одной цепи за счет другой и объяснял сущность процессов передачи наследственной информации на молекулярном уровне. Следующие 70 лет ученые придерживались именно этого принципа, закрывая глаза на возможность существования иных взаимодействий. Что стало известно сейчас Максим Никитин экспериментально доказал, что ДНК может хранить и передать информацию за счет слабоаффинных взаимодействий, которые реализуются, если молекулы имеют низкое «сродство» друг к другу. Также он показал, что короткая ДНК может регулировать работу гена, даже если не комплементарна ему. Новое природное явление автор феномена назвал молекулярной коммутацией.
В чем суть? Здесь придется вспомнить ту самую двойную спираль ДНК. Как известно, ее длиннейшие цепочки молекул состоят всего из четырех нуклеотидов, обозначенных буквами А, Г, Т, Ц. Они соединены в самых разных последовательностях. Причем две нити ДНК из этих нуклеотидов сплетаются в двойную спираль по определенному правилу: напротив А одной цепи на другой цепи всегда стоит Т, напротив Г - всегда Ц. Такое строгое соответствие или, как говорят ученые, комплементарность, обеспечивает между ними очень прочные связи, за счет чего двойная спираль очень стабильна. Такая структура ДНК позволяет надежно хранить и обрабатывать генетическую информацию, кодирует в нас все - от склонности к заболеваниям до внешнего вида и даже черт характера. Так на что новое в ДНК вы обратили внимание? Максим Никитин: Я заинтересовался короткими ее цепочками, у которых мало общих букв. То есть они слабо комплементарны. Для образности представим "бульон", где плавают вот такие "лохмотья" ДНК. Как поведут две такие цепочки? Если хотя бы небольшое число букв совпадет, они могут слиться, но из-за слабых связей затем развалятся. Вроде бы, здесь нечего изучать: в отличие от двойной спирали такие комплексы недолговечны и раньше казались бессмысленными. Но я понял, что ДНК имеет уникальную особенность - силу сцепления между короткими цепочками можно очень точно и легко настраивать. В зависимости от того, сколько пар комплементарны между цепями. Причем эту силу можно точно настроить не только попарно, но и между 1000 цепей ДНК. Когда это понял, то первое, что пришло в голову: почему такое замечательное свойство ДНК никто не использует? Наверное, мало кому везло обнаружить столь простое, никем неиспользованное свойство молекул. Проанализировав, как себя будут вести такие 1000 молекул, я понял, что за счет математических особенностей законов, описывающих поведение подобных систем, можно хранить и передавать информацию. На пальцах поясните, как передавать информацию без двойной спирали? Максим Никитин: Попробую. Например, в "бульоне" появилась цепочка, назовем ее A, с какой-то интересной информацией. И есть какая-то цепочка Г, с которой А ну совсем никогда не должна общаться, они максимально некомплементарны друг другу. Вроде бы передать информацию никак нельзя. И тем не менее это возможно. В "бульоне" может найтись цепочка Б, у которой есть небольшая схожесть с A: они могут слиться, "потусоваться", затем расцепиться. Так вот во время контакта цепей происходит передача информации. Точно такие же контакты в "бульоне" могут быть между другими короткими цепочками - Б поговорит с В, а В уже передаст информацию про знаменитую парочку цепи Г. То есть двойная спираль - не единственный способ работы с генетической информацией? Максим Никитин: Совершенно верно. Хранить ее, передавать и управлять работой генов можно не только за счет сильных, но и слабых молекулярных взаимодействий. Причем в статье я не просто показываю существование такого механизма в эксперименте, но и масштабность этого механизма.
Территория героев». С передовой наукой Евразийского НОЦ знакомилась студентка 3 курса Сеченовского университета Наталья Ершова: «Было приятно узнать, что в регионах наука активно развивается». В регионе приняты беспрецедентные меры поддержки ученых - стажировки, жилищные сертификаты, гранты Главы Республики Башкортостан аспирантам и молодым ученым, научные премии и огромное количество современных программ обучения, которые готовят специалистов будущего - все условия для роста и творчества созданы, — отметила директор управляющей компании НОЦ РБ Наталия Латыпова. Евразийский НОЦ для победительницы конкурса «Наука. Территория героев» подготовил специальную образовательную программу, которая позволила студентке увидеть перспективы в научной карьере, а также экскурсионные маршруты по научной Уфе. В течение трех дней Наталья Ершова посещала передовые лаборатории Евразийского НОЦ и познакомилась с научно-исследовательскими проектами, которые реализуются учеными. В первый день Наталья посетила главную точку на научной карте Уфы — Межвузовский студенческий кампус. Это масштабный проект, и будет интересно приехать сюда через 22 месяца, когда откроются все корпуса! Экскурсионно-познавательный маршрут в Кампусе задержался в лабораториях микрофлюидики, фармакологии, фармсинтеза, биопринтинга и аддитивных технологий, функционирующих на базе вуза Евразийского НОЦ — Башкирского государственного медицинского университета. Заинтересовала будущего исследователя лаборатория, которая занимается разработкой средств, влияющих на депрессивные расстройства — ученые НОЦ проводят опыты, которые позволяют исследовать действие различных препаратов.
День ДНК: рассказываем о самых прорывных открытиях в области генетики
А между тем, считает ученый-генетик Павел Волчков, мир можно было бы избавить от коронавируса всего за две-три недели. Информинг» Наука и техника» Новости науки» Genotek: в дефиците витамина D и тяге к сладостям виновата генетика. Мы хотим готовить ученых, работающих в мощном геномном центре, цель которого создать крупнейшую в России базы генетических последовательностей человека. Президент в режиме видеоконференции провёл совещание по вопросам развития генетических технологий в Российской Федерации. Журнал 10 ученых-первопроходцев: как исследователи меняли мир и чего им это стоило.
Отмечаем Международный день ДНК вместе с учеными Евразийского НОЦ – лучшими генетиками России
Новый динозавр ― новости генетики | Блог Genotek. Узнайте о последних открытиях ученых из Чили, которые обнаружили и изучили останки нового вида динозавров ― Stegouros elengassen. Генетика — наука, изучающая геном (последовательность цепей ДНК) живых организмов и растений. Молодые ученые лаборатории популяционной и медицинской генетики Уфимского университета науки и технологий представили главе Минобрнауки России Валерию Фалькову инновационные. Генетики впервые отредактировали вызывающие болезни мутации в человеческих эмбрионах. В рамках Недели генетики в павильоне «Роснефти» для посетителей также будут проводиться тематические квизы и викторины. На Конгрессе молодых учёных обсудили вопросы этической экспертизы в генетике.