Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию тайн генетики, сложных заболеваний, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и ее. Молодые ученые обсуждают лучшие практики ведущих генетических лабораторий России и Европы. Открытие ученого из МФТИ Максима Никитина кардинально меняет многие представления генетики, основанные на знаменитой двойной спирали.
Актуальные исследования о ДНК
Приносят вирус. Смотрим геном. Да, вирус обычный, но в него вставлен второй вирус. От второго тоже не умирают, но два вместе приводят к удушью овцы. И стада нет. Вот сейчас на Западе они сами пишут про вакцину Pfizer, что она вызывает бесплодие и бог его знает что еще.
А вы представьте, что у нас во всем, что мы едим, работают живые микроорганизмы, которые не наши. И они все генномодифицированные. А что там у них в геноме? Никто не знает». Впечатляющая картина вредительства «не наших» вирусов кого угодно заставит чесать затылок.
Каждому микроорганизму ведь в геном не заглянешь. А нам в НИКСе тем более есть о чем задуматься, поскольку в принадлежащем компании агропромышленном комплексе в Тульской области есть стадо в 1000 коров. Правда, в нем никто почему-то не умирает в муках от удушья. И не потому, что наша служба безопасности каждому живому микроорганизму смотрит в глаза и проверяет геном на предмет гражданства. Просто коровы у нас не простужаются.
Однако у президента Курчатовского института, видимо, душа болит от одной только мыли о бесчисленных стадах и отарах, которые пасутся беззащитными под ветшающим ядерным зонтом. И он делает решительный вывод о необходимости создания новой системы обеспечения безопасности государства. Как взорвать цивилизацию «Когда Курчатов создавал бомбу, никто не говорил ни про какую инновационную экономику, — говорит Михаил Ковальчук. Но когда вы правильно выбираете стратегический приоритет, происходят удивительные вещи. С тактическими приоритетами все понятно: если мы не будем производить еду, бензин, лекарства, то мы не доживем до завтра.
Если бы мы не смогли производить оружие в условиях, когда потеряна половина страны, то мы проиграли бы войну. Но Сталин и Берия сделали так, что за несколько месяцев страна была эвакуирована за Урал, и там за полгода была выстроена новая промышленность и новое сельское хозяйство». По словам Ковальчука, это был правильный тактический выбор, в результате которого 9 мая 1945 года Советский Союз стал самой сильной страной мира и имел самую большую, обученную и высокотехнологичную армию. У меня нет сомнений, и я хочу, чтобы и вы не заблуждались, что они именно так бы и сделали, — подчеркнул докладчик. Но что не менее важно, когда вы правильно выбираете стратегический приоритет, вы как бы взрываете цивилизацию и на десятки лет, если не на столетие, как сейчас, определяете ее лицо».
Честно говоря, мысль о цивилизации со следами взрыва на лице не всякому покажется удачной, но, по словам Ковальчука, одной из самых высокотехнологичных стран мира СССР стал именно благодаря атомному проекту. В 1958 году вышла в море наша первая атомная подводная лодка «Ленинский комсомол», а в 1959 году введен в строй первый в мире атомный ледокол «Ленин», и сегодня мы единственная страна, у которой есть атомный ледокольный флот. Запуск первого спутника и первого человека в космос — одно из величайших свершений человечества XX века, стали результатом разработки средства доставки ядерного боеприпаса, то есть это тоже прямое следствие атомного проекта. Но на этом наследии бесконечно жить нельзя, и, похоже, пришло время еще разок хорошенько встряхнуть цивилизацию, а то она что-то уж слишком успокоилась без Сталина с Берией. И Ковальчук знает, как этому помочь.
О пользе пожилых обезьян Докладчик справедливо отметил, что вычислительная математика, материаловедение, радиохимия — все это также области, которые бурно развивались под воздействием ядерного проекта. И среди них, конечно, ядерная медицина. По словам Ковальчука, Советский Союз был впереди планеты всей по производству радиоизотопов, но радиофармпрепаратов тогда не было вообще. Однако мир продолжал развиваться, а мы заморозились на уровне советских времен. Продажу сырьевых радионуклидов докладчик сравнил с поставками кругляка вместо мебели.
Чтобы ликвидировать отставание в этой области, Курчатовскому институту сейчас приходится налаживать всю цепочку выпуска радиофармпрепаратов, включая лабораторные и доклинические исследования на животных, для чего в институте создан самый современный в стране виварий с десятками тысяч лабораторных мышей, крыс, морских свинок и кроликов.
Ни в одной другой стране мира этот вид коронавируса пока не был выявлен, отмечает Прусс, поэтому, вероятнее всего, его родина — Россия. Тем не менее распространенность штамма пока невелика, по крайней мере в Петербурге, где проводил исследования Институт гриппа. Неизвестно, может ли он вытеснить другие штаммы. Неизвестно также, может ли он вызвать тяжелый ковид», — констатировал ученый. Сообщения о появлении гибридов «дельты» и «омикрона» появлялись и раньше. В январе об обнаружении «дельтакрона» сообщали кипрские ученые.
У него была одна генетическая основа с «дельтой» и одновременно были мутации, характерные для «омикрона». Однако выявлен этот гибрид был всего у 25 человек.
Максим Никитин решил изучить, что произойдет, если в ДНК вдруг пропадут все подобные связи.
Что будет, если большая ДНК вдруг разрушится на множество маленьких фрагментов и, соответственно, разорвет пары букв, которыми была скреплена? Ученый работал девять лет, моделируя подобную «катастрофу» из присутствующих в любой клетке «обрывков» ДНК, состоящих, к примеру, всего из 10-20 нуклеотидов. Их раньше называли «мусорной ДНК», которая имеется в каждой клетке и, как считалось ранее, не несет никакой информации потомкам.
Так вот, Никитин доказал, что эти маленькие кусочки тоже способны передавать информацию! В эксперименте он увидел изменение в клетке, вызванное именно такими короткими молекулами. Сами по себе они не дотягивали даже до одного гена — не хватало нуклеотидов в нужной последовательности.
Но, оказалось, что они способны решать проблему, находя точки соприкосновения с себе подобными, и таким образом создавать конгломераты, которые составляют целые гены. Только теперь надо понять, как.
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. В одной из медицинских лабораторий Наталье также удалось самостоятельно провести ПЦР-тестирование и процедуру электрофореза для установки генотипа по отдельным аллелям гена.
Наталья отметила актуальную оснащённость и удобство расположения лабораторий в Кампусе Евразийского НОЦ: «Всё находится в одном большом здании, поэтому клиницисты, учёные, исследователи, студенты максимально тесно связаны друг с другом и эффективно коммуницируют» Студентка Сеченовского университета с большой заинтересованностью посетила и Клинику БГМУ - именно там будущему медику удалось посмотреть операции при участии академика РАН, ректора БГМУ Валентина Павлова. Удалось посмотреть 4-5 операций - в каждой из операционных кипит работа. Хирурги подробно объяснили ход манипуляций, получилось очень познавательно. Восхищена мастерством!
Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019–2030 годы
Несмотря на то, что Хэ Цзянькуй заявлял, что гены детей были "успешно отредактированы", и теперь они полностью или частично невосприимчивы к ВИЧ, ряд ученых и экспертов обращали внимание на то, что подтверждений этому нет. Кроме того, в планах ученого зарегистрировать некоммерческую исследовательскую организацию под названием Пекинский институт исследований редких заболеваний. В 2018 году на свет в Китае появились генномодифицированные девочки-близнецы, чья ДНК была модифицирована Хэ Цзянькуем, под вымышленными именами Лулу и Нана. Третий ребенок, Эми, родился в 2019 году, также в Китае.
Именно на этом аппарате учёный впервые определила муковисцидоз — заболевание, поражающее дыхательную и пищеварительную системы. Всего в Башкортостане не более 70 детей с подобным диагнозом.
На молекулярном уровне наследственные и врождённые болезни Эльза Хуснутдинова изучает уже около 40 лет. В лаборатории анализируют то, что касается персонализированной медицины — с учётом наследственности и патологий. Это расширит список болезней, которые можно будет обнаружить на ранних стадиях или ещё до рождения ребёнка.
Принцип комплементарности и строгого соответствия азотистых оснований — «кирпичиков» ДНК — с тех пор считался фундаментальным для передачи наследственной информации. Читайте также Молекулы при этом могут иметь даже низкое сродство, а короткая ДНК, даже не комплементарная гену, способна регулировать его работу. То есть двойная спираль совсем не обязательна. По словам российского ученого, именно красота и элегантность этой модели ДНК столько десятилетий закрывала специалистам глаза на то, что могут существовать и другие механизмы. Максим Никитин обратил внимание, что в смеси из одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотидов одновременно возможно возникновение самых разных комплексов и взаимодействий, при которых этом происходит передача информации.
Кроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов также некомплементарных. Более того, автор показал, что молекулярная коммутация дает возможность лучше управлять экспрессией генов. Это число значительно превосходит количество элементарных частиц во Вселенной, которых «всего» 1080! Открытый фундаментальный феномен коммутации цепей ДНК имеет важное практическое значение. Для этого требуется создание программного обеспечения нового поколения, более точно предсказывающего слабоаффинное взаимодействие нуклеиновых кислот, а также анализирующего их вовлечение в различные естественные процессы, принимая во внимание механизм молекулярной коммутации. В конечном итоге все это поможет минимизировать риски негативных последствий нецелевого редактирования генома пациента и снизить число нежелательных явлений в процессе лечения. Необходимо отметить, что в молекулярной коммутации могут участвовать не только нуклеиновые кислоты. Белки и малые молекулы также могут взаимодействовать по этому принципу, просто предсказать их взаимные аффинности в настоящее время, к сожалению, все еще очень сложно. Но уже сейчас понятно, что продемонстрированное явление коммутации, будучи фундаментальным и естественным механизмом взаимодействия молекул друг с другом, может быть ключом к познанию природы самых разнообразных процессов: от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и её эволюции.
Ученые-генетики рассказали о передовых технологиях
Российский ученый Максим Никитин совершил прорыв в изучении ДНК человека. Участники мероприятия узнают о прогрессе генетики и великих мировых ученых XX века. В планах ученых Медицинского института СВФУ расширить спектр исследований по медицинской генетике и геномному редактированию.
Россия увеличила количество исследований в генетике
Новости генетики. Современная наука продолжает разбираться в тайнах генетики и того, каким образом гены могут оказывать влияние на привычки человека. Молодые ученые обсуждают лучшие практики ведущих генетических лабораторий России и Европы. По традиции в начале года мы подводим итоги предыдущего и вспоминаем наиболее значимые открытия и события в области медицинской генетики, геномики и фармакологии.
Ученый НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ выступил на «Дульзоновских чтениях»
Шокирующую мировую общественность новость о рождении младенцев с измененной ДНК он сообщил чуть более четырех лет назад — в ноябре 2018-го. Тогда ученый пояснил, что вмешался в ДНК для того, чтобы организм младенцев в последующем мог противостоять заражению ВИЧ. После Хэ Цзянькуй подвергся серьезной критике со стороны коллег-ученых и властей, и в итоге народный суд района Наньшань города Шэньчжэнь на юге КНР приговорил его к трем годам тюрьмы и штрафу в 422,5 тысячи долларов. Причем, слушание было публичным.
Хотите получать уведомления от сайта «Первого канала»?
Да Не сейчас 20 января 2023, 09:00 Прорывное открытие в мировой науке: российский ученый Максим Никитин открыл новый механизм хранения информации в ДНК Невероятный прорыв в мировой науке, шаг в абсолютно новую эру биологии, который в одиночку сделал россиянин!
Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна. В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
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.
Актуальные исследования о ДНК
Молодые ученые из лаборатории популяционной и медицинской генетики Уфимского университета науки и технологий представили главе Минобрнауки России Валери. Платформа для информирования о последних достижениях медицинской генетики в профессиональном сообществе врачей и всех, кто интересуется генетикой. Мы хотим готовить ученых, работающих в мощном геномном центре, цель которого создать крупнейшую в России базы генетических последовательностей человека. Молодые ученые из лаборатории популяционной и медицинской генетики Уфимского университета науки и технологий представили главе Минобрнауки России Валери. О выявлении в России нового штамма COVID-19 накануне сообщил американский ученый-генетик Дмитрий Прусс. После этого в стране прекратили преподавать генетику, книги о ней изъяли из всех библиотек и уничтожили, а большинство ученых-генетиков уволили.
Россия увеличила количество исследований в генетике
Первые в истории человечества генномодифицированные дети живут "обычной и спокойной" жизнью, заявил китайский ученый-генетик Хэ Цзянькуй. Генетика, медицина и здоровье, а также множество интересных статей на портале gen-news. И это не случайно – рейтинг лучших ученых-генетиков России возглавляют ученые Евразийского НОЦ. Ученый МФТИ Максим Никитин сделал открытие, которое перевернуло современные представления о ДНК и ознаменовало новую эру в развитии биологии. Ученые Института цитологии и генетики СО РАН, изучая выловленных в Черном море беспозвоночных, обнаружили ранее неизвестный науке микроорганизм. В ноябре 2018-го в ходе эксперимента ученого Хэ Цзянкуя в Китае родились дети с отредактированной ДНК.