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. Однажды учёные подумали: а почему бы не использовать CRISPR/Cas для редактирования геномов? Осужденный за редактирование генома китайский генетик Хэ Цзянькуй заявил, что первые в мире ГМО-дети живут «нормальной, безмятежной жизнью». 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 разработали эффективный способ редактирования генома коров
Если по-простому: это искусственная корова из пробирки. А главная проблема клонов — бесплодие или потомство с отклонениями. И вот 30 декабря у Цветочка родился абсолютно здоровый теленок. У нее в принципе не было никаких внешних проявлений, что что-то может пойти не так. Она абсолютно образцовая мама.
Она абсолютно в срок родила. И родила сама, что очень важно", — рассказывает заведующая лабораторией экспериментальной биологии Галина Сингина.
Это позволяет редактировать генетическую информацию. В настоящее время китайцы проводят исследования на мышах и составляют базу данных, чтобы понять, как изменение той или иной молекулы повлияет на генетический материал. Исследователи также утверждают, что их метод безопасен и не вызывает побочных эффектов. Они сравнивают его с карандашом и ластиком, которые могут стирать и исправлять ошибки.
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.
Несмотря на то что его выделили еще в 1949 году, геномная последовательность фага до сих пор оставалась неизвестной.
Исследователи провели геномный и протеомный анализа фага, а также изучили, как фаг взаимодействует с системами бактериального иммунитета.
Международный форум по редактированию генома пройдет в России
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.
После этого языковую модель на основе ProGen2 настроили на работу с CRISPR-Cas Atlas и с ее помощью сгенерировали четыре миллиона последовательностей, сбалансированных по семействам белков и размеру кластеров на это ушло три дня с использованием 16 графических процессоров. 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.
У нее в принципе не было никаких внешних проявлений, что что-то может пойти не так. Она абсолютно образцовая мама. Она абсолютно в срок родила.
И родила сама, что очень важно", — рассказывает заведующая лабораторией экспериментальной биологии Галина Сингина. Эта трехнедельная телочка теперь, без шуток, — ценнейший научный сотрудник, которому предстоит стать пионером сельхозтехнологий будущего. То есть это именно технология, которая дает возможность получать животных с заданными характеристиками. Как, например, устойчивость к заболеваниям.
Исследователи изучили потенциальное терапевтическое использование этого инструмента при генетических заболеваниях, которые невозможно вылечить с помощью стандартной системы CRISPR. В доклинических испытаниях они показали, что система с SpRyc может воздействовать, например, на генетические нарушения, связанные с синдромом Ретта и болезнью Хантингтона — неврологическими заболеваниями, которые ускользали от традиционной инженерии. Читать далее:.
ИИ открыл 188 редких систем редактирования генома человека
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. В последние годы геномное редактирование широко обсуждается в обществе из-за создания революционной технологии CRISPR/Cas9, позволяющей довольно просто менять ДНК. За технологию редактирования генома в 2020 году была присвоена Нобелевская премия. Члены Европарламента (ЕП) от Польши Анна Фотыга и Косма Злотовский заподозрили КНР в планах злоупотреблять результатами исследований в сфере генетики с целью редактировать геном китайских солдат, а также модифицировать вирусы. За технологию редактирования генома в 2020 году была присвоена Нобелевская премия. 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.
Воронежский учёный объяснил, почему не стоит сильно надеяться на редактирование генома
Проблемы на пути к коммерциализации редактирования генома в России не ограничиваются обозначенными выше общемировыми «технологическими» сложностями. 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.
Одну из них успешно испытали на человеческих клетках и выложили в открытый доступ, говорится в пресс-релизе компании Profluent. Создание систем редактирования генома на основе микробных CRISPR-связанных ферментов, таких как SpCas9 , открыло новые перспективы в молекулярной биологии, медицине, сельском хозяйстве и биотехнологиях. Тем не менее природные бактериальные системы, оказываясь в неестественных для них условиях эукариотических клеток, обладают значимыми функциональными недостатками — в первую очередь недостаточной эффективностью редактирования, действием вне заданной мишени и невысокой стабильностью. Это заставляет искать новые варианты системы CRISPR-Cas в микроорганизмах или оптимизировать имеющиеся для практического применения, а это долгий и трудозатратный процесс. Чтобы упростить его, Али Мадани Ali Madani с коллегами из компании Profluent задействовали большую языковую модель LLM ProGen2, созданную ими ранее для нейросетевого дизайна белковых молекул. Для этого они провели систематический сбор данных среди 26,2 триллиона пар оснований собранных микробных геномов и метагеномов из разных родов и биомов.
Например, ухудшить их способность подавлять разрастание соединительной ткани, которая приводит к появлению рубцовых изменений. Эти молекулы могут послужить перспективными мишенями для разработки способов лечения или профилактики различных заболеваний, в том числе наследственных. Потенциальное лекарство может представлять собой некодирующие РНК или быть нацелено на них. Кроме того, полученные результаты важны для понимания регуляции живых систем и причин развития заболеваний: наследственных, инфекционных, возраст-ассоциированных и других», — рассказывает одна из основных исполнителей проекта, поддержанного грантом РНФ, Анастасия Ефименко, заведующая лабораторией репарации и регенерации тканей Института регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра Московского государственного университета имени М.
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. А вот семенных пар с тугоухостью наоборот аномально много, поскольку люди тянутся друг у другу, образуя семьи преимущественно внутри своего круга общения. Вторая область — это соматическое геномное редактирование. Здесь речь идет о лечении наследственных заболеваний не у будущих как в примере с семейной глухотой , а у уже живущих людей. Отметим, что если у ребенка обнаруживается мутация какого-то гена, эта проблема может решаться либо путем доставки в клетки его организма здорового гена генная терапия , либо путем исправления гена с поломкой геномное редактирование.
Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор
Как ученые научились редактировать геном. Швейцарские учёные революционизировали метод редактирования генома CRISPR-Cas, значительно расширив его возможности. На Втором саммите по редактированию генома человека в Гонконге ученые задали Хэ вопрос, знает ли он о влиянии CCR5delta32 на работу мозга? Бактериальные системы CRISPR-Cas9 — революционный инструмент в редактировании генов, за фундаментальный вклад в открытие. Кубанские Новости. Российские ученые объединили генетику, историю и современность, после чего сделали сразу два открытия.
Учёные на страже генома
| Ученые из МГУ, «Сколтеха» и ИТЭБ РАН встроили термометр в геномный редактор | Все новости. «Под фонарем»: ученый сообщил о причинах создания огромной базы геномов россиян. |
| ИИ могут задействовать в изменении генома человека | Учёные худо-бедно научились редактировать конкретные участки в ДНК, технология CRSPR-Cas и все такое. |
| редактирование генома — последние новости сегодня | Аргументы и Факты | Я думаю, редактирование генома будет применяться в тех случаях, когда другого решения быть не может. |
| Международный форум по редактированию генома пройдет в России | Биолог рассказал о перспективах системы редактирования генома человека. |
| Международный форум по редактированию генома пройдет в России | Ученые нашли способ редактирования генов некодирующих РНК с помощью системы CRISPR/Cas9. |
Найден фермент, который позволяет редактировать любой ген в ДНК
говорится в сообщении. Результаты и перспективы исследований, связанных с редактированием генома высших организмов, обсуждают в Новосибирске ученые из 11 стран на Международном научном конгрессе CRISPR-2023, сообщили организаторы. Нобелевскую премию по химии в 2020 году вручили за развитие метода редактирования генома. 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 научились «редактировать» геномы для борьбы с вирусами
Диапазон её возможных применений огромен: от предотвращения наследственных генетических заболеваний, таких как, например, серповидно-клеточная анемия до усовершенствования физических и интеллектуальных способностей человека последнее, впрочем, остаётся делом не самого близкого будущего. Однако, как это не раз было в человеческой истории, значительные возможности сопровождаются серьезными рисками и трудноразрешимыми этическим дилеммами. Высказываются опасения об углублении неравенства и непредсказуемости долгосрочных последствий. Звучат и голоса тех, кто в принципе сомневается в моральной допустимости целенаправленного изменения генов будущих поколений. До сих пор дискуссия идёт преимущественно в научном сообществе, но почти нет сомнений, что она будет постепенно приобретать более широкое международно-политическое измерение. 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.
Исследователи также утверждают, что их метод безопасен и не вызывает побочных эффектов. Они сравнивают его с карандашом и ластиком, которые могут стирать и исправлять ошибки. Ранее мы писали, что рак не всегда появляется из-за генетической предрасположенности. Окисление клеток ДНК при делении приводит к появлению раковых опухолей.
Резистентность болезнетворных патогенов к существующим антибиотикам является растущей проблемой, которая по оценкам может поставить под угрозу миллионы жизней. В конце 2018 г. В законах КНР, в отличие от многих других стран, нет прямого запрета на работу с генами эмбрионов. Но этические нормы, выработанные Министерством науки и технологии и Министерством здравоохранения Китая, запрещают подсаживать генетически модифицированные зародыши женщинам в ходе процедуры экстракорпорального оплодотворения дети были зачаты именно с ее помощью. Национальная комиссия по здравоохранению Китая заявила, что тщательным образом проверит законность действий ученого. Представители Южного университета науки и технологий Шэньчжэня ЮУНТ , где он работал, заявили, что ничего не знали об экспериментах с геномом человека.
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. Именно этим обусловлен особый интерес ученых к данным молекулам. Исследователи из Мо сковского государственного университета имени М. Эта система может применяться как в научных исследованиях, так и в разработке подходов к лечению и профилактике большого количества заболеваний: наследственных, инфекционных ВИЧ, гепатиты, малярия , опухолевых и иммунных. Стволовые клетки могут превращаться в различные типы клеток — костные, хрящевые, мышечные, клетки жировой ткани или кровеносных сосудов.