Ученые обнаружили новый способ редактирования генов некодирующих РНК с помощью системы CRISPR/Cas9. Был обнаружен целый ряд механизмов коррекции ДНК, созданных природой, что открывает путь для беспрецедентных подходов к редактированию генома. – Да, редактирование генома эмбриона не запрещено до старта беременности. В России создали третье (последнее) поколение прибора для расшифровки геномов.
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
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. Сами мыши не болеют вирусом, но считается, что они переносят его и выделяют до конца своей жизни. В банках специализированной клинической больницы Ируа в Нигерии хранятся сохранившиеся исторические образцы рода Mastomys, в том числе M.
Прошлый год был худшим за всю историю наблюдений по лихорадке Ласса в Нигерии: было зарегистрировано 9155 подозреваемых случаев, 1270 подтвержденных случаев и 227 случаев смерти. На этот раз госпитали оказались лучше подготовлены, чем в 2018 году, но мест для всех больных все равно не хватает. Электроснабжение часто нестабильное, и порой не хватает чистого белья и даже мыла. Уже сейчас растущее количество зараженных говорит о том, что 2024 год будет еще хуже. Никто не ожидает, что вирус Ласса вызовет глобальную пандемию — в отличие от острых респираторных вирусов, таких как SARS-CoV-2 или гриппа, которые легко передаются от одного человека к другому. Но для тех, кто изучает болезнь и лечит ее жертв, устойчивое развитие заболеваемости вызывает большую тревогу. Домен GAP отрицательно регулирует передачу сигналов малых G-белков, что может иметь решающее значение для зависимых от активности изменений синаптической силы, тогда как CTD связывается с белком постсинаптической плотности 95 PSD95 , но функциональные последствия этого связывания неясны.
В новом исследовании журнала Science ученые показывают, что, вопреки распространенному мнению, активность домена GAP совершенно необязательна для многих функций целого белка SynGAP, и что CTD куда более важен для пластичности синаптической передачи. Биофизика Термодинамические исследования жизни Биологическая активность живой клетки выражается в отдаче тепла окружающей среде. Однако количественная оценка тепла и клеточной активности на наноуровне оказалась весьма непростой задачей. Недавнее развитие стохастической термодинамики открыло нам доступ к измерению энергетики и эффективности таких микроскопических систем, как клетки. Это стало возможным благодаря применению стохастической теории и экспериментальных методов высокого разрешения. В новейшем исследовании биофизики сообщают о термодинамическом ограничении, применимом к неравновесным стационарным колебаниям, и применяют его для определения тепла, рассеиваемого живыми клетками на наноуровне. Их анализ показывает неравномерное рассеивание тепла по экваториальному контуру эритроцитов.
Этот подход может привести к более точным измерениям энергетического обмена клеток. Подход даст глобальное понимание энергоэффективности всей живой материи на Земле, от отдельных клеток до целых организмов.
Однако дальнейшее изучение и развитие этой технологии может быть остановлено, если биотех-сектор Китая станет следующей целью санкций со стороны США. В марте три подразделения китайской фирмы BGI Group, занимающейся исследованием генома, уже были добавлены в список организаций, чей доступ к американским технологиям ограничен по соображениям прав человека. Министерство торговли заявило, что они потенциально способствуют слежке. Сейчас усиливаются опасения, что углубляющийся кризис в отношениях США и Китая приведет к новому витку санкционной войны и под ударом окажется не только технологический сектор КНР, но и смежные области, в том числе биотех. Обострение санкционной войны может повлиять на разработку таких инструментов, как CyDENT, поскольку технология частично зависит от импорта. Между тем создатели CyDENT говорят о необходимости дальнейших исследований, чтобы определить комбинации модульных элементов для получения наилучших результатов редактирования.
Инструмент продемонстрировал большой потенциал для изучения ранее нередактируемой ДНК. Также по теме.
Соответствующие методы стали мировым стандартом за очень короткое время, как в фундаментальных биологических исследованиях, так и в прикладных областях. Теперь специалисты Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали метод, который может одновременно модифицировать 25 целевых генов в клетке. При этом, по сообщению учёных, это число может быть увеличено до десятков или даже сотен генов.
Два года назад во время тестирования экспериментальной технологии умер 27-летний Терри Хорган, страдавший мышечной дистрофией Дюшенна. Смерть произошла прямо в клинике, которую организовал и финансировал его брат, стремившийся спасти Терри от неизлечимой болезни… Отсидевший ученый старается выглядеть Робин Гудом, который движим исключительно благородными порывам.
Но не стоит забывать, что мир стоит на пороге переворота, который по своим масштабам сопоставим с компьютерной революцией. В 2022 году объем мирового рынка геномики оценивался в 33,25 миллиарда долларов, эксперты прогнозируют, что к 2030 году он вырастет в 13 раз, до 411,35 миллиардов. И тот, кто быстрее выйдет на этот огромный рынок с готовой технологией, сорвет джек-пот. Первая попытка Хэ закончилась фальстартом, но он полон надежд добиться успеха со второго раза. В 2018 году на научной конференции он познакомился с семейной парой, где папа был ВИЧ-инфицирован, мама - здорова. По китайским законам ВИЧ-положительным отцам не разрешалось иметь детей с помощью ЭКО, но Марк и Грейс общественность знает только их вымышленные имена мечтали о детях. Хэ Цзянькуй обманул и будущих родителей они под давлением подписали согласие на эксперимент, которое позднее признали неполным и нелегитимным и ввел в заблуждение врачей - они не знали, что имплантируют двум женщинам генетически отредактированные эмбрионы.
Генетик хотел с помощью технологии CRISPR генетические ножницы воспроизвести в гене CCR5 мутацию, которая естественным образом возникает у некоторых людей европейского происхождения и блокирует проникновение ВИЧ в клетки. Теоретически, такая манипуляция должна была обеспечить младенцам иммунитет к ВИЧ. Однако, ученые утверждают, что вмешательство Хэ на защитило девочек от вируса. Сейчас, по словам генетика, Лулу и Нане 5 лет, они здоровы и ходят в детский сад.
Международный научный форум по редактированию генома пройдет в России
Модифицированные направляющие улучшают свойства «молекулярных ножниц» — повышают их точность и снижают токсичность для клеток. Статья об исследовании опубликована в международном журнале The CRISPR Journal в конце 2022 года, а само исследование проводится при поддержке Российского научного фонда. Это еще один шаг к повышению точности лечения при помощи редактирования генов. Как поясняют сами сотрудники института, чтобы исправлять ошибки в геноме, «ножницы» нужно вовремя «включать» и «выключать», и вторая задача наконец решена. Эта разработка будет важна для ситуаций, когда нужно редактировать отдельные молекулы ДНК в организме, и поможет в дальнейшем создавать лекарства от некоторых наследственных заболеваний. Эрнста создали первого в мире клонированного гибридного ягненка, у которого есть гены диких животных горного дикого барана. А в 2023 году клонированная корова — плод труда ученых того же исследовательского центра — впервые принесла потомство. 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.
Это было сделано для проверки кода компьютерного искусственного интеллекта. Кроме того, они изготовили несколько цинковых пальцев, способных изменить способ присоединения транскрипционных факторов к целевой последовательности гена и способ экспрессии последнего. Таким образом было доказано, что новая технология может быть использована для коррекции эпигенетических нарушений. Ученые могут оказаться от технологии CRISPR благодаря новой, более эффективной и безопасной методике редактирования генов с помощью цинковых пальцев, разработанных искусственным интеллектом. На рисунке представлен комплекс из трех "цинковых пальцев" Egr1 синий и ДНК красный. Ионы цинка показаны зеленым цветом. Wikipedia, Nature Biotechnology. Конечно, все это безумно интересно, но, по словам Нойеса, с цинковыми пальцами довольно сложно работать. Некоторые комбинации таких фрагментов белка не всегда уникальны для одного гена.
Вследствие чего они могут изменять последовательности ДНК, не являющихся мишенью. А такое развитие событий может привести к непреднамеренным изменениям в генетическом коде. В ближайшее время, ученые планируют усовершенствовать алгоритм искусственного интеллекта и научить его более эффективно составлять комбинации цинковых пальцев, способных активировать только требуемые трансформации. Вы можете самостоятельно ознакомиться с результатами этого исследования в журнале Nature Biotechnology.
ИИ открыл 188 редких систем редактирования генома человека Вы бы дали свой геном редактировать?
В ходе сотрудничества Массачусетский технологический институт, Институт Броуда и Национальный центр биотехнологической информации США использовали возможности искусственного интеллекта для обнаружения 188 новых и редких систем CRISPR в геномах бактерий. Был обнаружен целый ряд механизмов коррекции ДНК, созданных природой, что открывает путь для беспрецедентных подходов к редактированию генома.
RU рассказал один из ведущих ученых в области молекулярной биологии Константин Северинов.
Новый проект ученых собрал генетические данные 70 тысяч добровольцев из ПАО «НК Роснефть» и 30 тысяч пациентов больниц и не просто так. 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.
Ученые из Новосибирска нашли способ выключать систему редактирования генома в нужный момент
Американские исследователи представили первый нейросетевой инструмент для создания полностью искусственных систем редактирования генома CRISPR-Cas9. 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. Генетик Крутовский назвал две проблемы при редактировании генома человека. Новости Интерфакс.
Учёные на страже генома
Утверждается, что это первый случай успешного редактирования человеческого генома с применением искусственного интеллекта. Американские ученые представили первую нейросетевую систему для редактирования генома людей. Специалисты Института аналитического приборостроения (ИАП) РАН создали первый российский прибор для расшифровки геномов (секвенатор) последнего, третьего поколения. В начале этого года ВЭФ выпустил видео под названием «Технологи делятся взглядами на наш будущий мир», в котором говорится об изменении человеческого генома под названием «Переписывание кода жизни: технология редактирования генов позволит нам. ИИ-революция в генной инженерии: OpenCRISPR-1 открывает новую эру в редактировании ДНК.
Генетики открыли способ безопасного редактирования ДНК
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. Российские ученые объединили генетику, историю и современность, после чего сделали сразу два открытия. © Fotolia/ Dan Race Методы редактирования геномов в последние десятилетия развиваются семимильными шагами.
Новая технология позволит редактировать геном без CRISPR
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. Его последовательность совпадала с SpCas9 на 71,7 процента. После успешных испытаний на широком спектре геномных мишеней этот белок назвали OpenCRISPR-1 и выложили его последовательность в открытый доступ, призывая всех желающих использовать и тестировать его, снабжая разработчиков обратной связью. Более того, OpenCRISPR-1 совместили со сгенерированными языковой моделью адениндеаминазами и получили функциональную систему редактирования азотистых оснований, эффективно заменяющую аденин на гуанин в заданных участках ДНК.
Они также отметили, что в соответствии с этическими стандартами лицензия на технологию предусматривает некоторые ограничения — например, запрет редактирования клеток зародышевой линии. Препарат применяется ex vivo для лечения наследственных анемий.
И в ближайшей перспективе число медицинских организаций, применяющих БМКП для лечения пациентов на постоянной основе, будет только расти.
Вот как раз для них и предназначена наша тест-система — хоть и нишевый, но важный продукт, без которого внедрение клеточных технологий в стране будет затруднено. В рамках запущенной Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы создаются геномные центры и передовые лаборатории. В 2022 году Минздрав создал три научно-образовательных комплекса полного цикла, и в двух из них участвует наш Центр.
При этом в одном мы — ключевой участник, на базе которого будет построен новый научно-промышленный комплекс по выпуску высокотехнологичных лекарственных препаратов ВТЛП клеточной и генной терапии. Для строительства этого опытно-промышленного предприятия Центру открыта федеральная адресная инвестиционная программа. Дудне и Э.
Шарпантье за создание технологии редактирования генома. Это дало толчок к росту интереса к исследованиям, связанным с редактированием генома, их расширению. Какое место эти работы занимают в Центре?
На какой стадии находятся ваши собственные исследования? Сейчас таких лабораторий уже много, но на тот момент это даже звучало как-то необычно. То есть мы начали редактировать геном параллельно с китайским исследователем Хэ Дзянкуем.
Причем мы сразу сделали акцент на редактирование генома первой клетки человека — зиготы. 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.
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.
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. 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.
Биологи разрабатывают новые методы редактирования геномов
Ученые нашли способ редактирования генов некодирующих РНК с помощью системы CRISPR/Cas9. – Да, редактирование генома эмбриона не запрещено до старта беременности. Призыв поддержали ученые и специалисты по этике из семи стран, в том числе авторы технологии редактирования генома CRISPR/Cas, Фэн Чжан и Эммануэль Шарпентье. Учёные худо-бедно научились редактировать конкретные участки в ДНК, технология CRSPR-Cas и все такое. Руководитель лаборатории редактирования генома Светлана Смирнихина занимается разработкой генетической терапии тяжелого наследственного заболевания — муковисцидоза. 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.
Биологи МГУ открыли новый метод редактирования генов некодирующих РНК
| SciNat за март 2024 #1: эпигенетическое редактирование генома и новое лекарство от ВИЧ | Однажды учёные подумали: а почему бы не использовать CRISPR/Cas для редактирования геномов? |
| Всероссийская мультимедийная конференция «Генная терапия: настоящее и будущее» | © Fotolia/ Dan Race Методы редактирования геномов в последние десятилетия развиваются семимильными шагами. |
| Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор | – Да, редактирование генома эмбриона не запрещено до старта беременности. |
| Всероссийская мультимедийная конференция «Генная терапия: настоящее и будущее» | Хэ отказался принять участие в Третьем международном саммите по редактированию генома человека в Лондоне, отменил анонсированное выступление в Оксфордском университете (его альма-матер). |