10
Календарь конференций
  • 16 февраля – 17 декабря

    Всероссийский конкурс - Олимпиада "Кристальное дерево знаний", посвященный году экологии

  • 11 декабря

    Ежегодная студенческая конференция «Студотряд против коррупции: совершенствование механизмов антикоррупционной деятельности»

  • 11 декабря

    Открытая лекция Александра Быкова - директора по экономике здравоохранения "Р-Фарм"

  • 16 февраля – 17 декабря

    Всероссийский конкурс - Олимпиада "Кристальное дерево знаний", посвященный году экологии

  • 20 декабря – 20 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по географии и туризму

  • 1 февраля

    Международная научная конференция «Инженерная и экологическая геология в МГУ: выдвинутые научные идеи, их развитие и реализация», посвященная 80-летию кафедры инженерной и экологической геологии МГУ им. М.В. Ломоносова

  • 1 – 8 февраля

    VII Международная командная педагогическая олимпиада - универсиада

  • 16 ноября – 4 февраля

    Четвертая Международная Универсиада Высшей школы бизнеса МГУ имени М.В. Ломоносова

  • 13 ноября – 8 февраля

    Международный конкурс на лучшую научную работу «Аrs Sacra Audit»

  • 9 – 13 апреля

    Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2018»

  • 20 декабря – 20 апреля

    Универсиада «Ломоносов» по географии и туризму

  • 23 – 28 августа

    Конференция «Теоретико-множественная топология и Топологическая алгебра», посвященной 80-летию профессора Александра Владимировича Архангельского

Все конференции
03/12/17

Ученые создали наночастицы для редактирования генома

Результат редактирования генома с использованием модифицированного РНК-гида и новой технологии доставки CRISPR-Cas9. Источник: Тимофей Зацепин
Результат редактирования генома с использованием модифицированного РНК-гида и новой технологии доставки CRISPR-Cas9. Источник: Тимофей Зацепин

Международная команда, включающая российских ученых, предложила новую технологию доставки и модификации системы редактирования генома CRISPR-Cas9 для взрослых мышей. Разработка показала более высокую эффективность и точность, а также меньшие побочные эффекты по сравнению с используемыми сейчас методами. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Учёные разработали липидные наночастицы для доставки в печень взрослых животных компонентов системы редактирования генома CRISPR-Cas9. Эти частицы переносят мРНК, кодирущую белок Cas9, и РНК-гид (single-guide RNA или sg-RNA). Белок Cas9 разрезает ДНК, а РНК-гид указывает ему точное место.

Традиционно систему CRISPR-Cas9 in vivo (в живом организме) доставляют с помощью адено-ассоцированных вирусов, однако такой метод имеет недостатки. Во-первых, у людей, которые перенесли заболевания, вызываемые этими вирусами, либо проходили аналогичную терапию, могут присутствовать аутоантитела, атакующие введенные вирусы. Во-вторых, применение адено-ассоцированных вирусных векторов приводит к долгосрочной экспрессии белка Cas9.

Липидные частицы с синтетической мРНК Cas9 позволяют получать белок только ограниченное время, что уменьшает токсичность и неспецифичность. Использование липидных частиц позволило доставить компоненты CRISPR-Cas9 в печень, причем не менее, чем в 80% гепатоцитов (клетки печени). Над созданием новых частиц для доставки систем редактирования генома ученые работают уже много лет. Сначала был найден способ доставки коротких интерферирующих РНК (небольшие молекулы РНК, способные селективно ингибировать экспрессию генов), позже мРНК (матричную РНК, хранящую информацию о первичной структуре белков), а сейчас — способ совместной доставки мРНК и РНК-гида.

Принципиальным моментом работы является применение химически модифицированных РНК-гидов — это повышает эффективность и точность метода. С их помощью большая доля нужных клеток проходит редактирование именно в требуемом участке генома, и уменьшается количество случайных участков, попавших под неспецифичное действие CRISPR-Cas9 (такие ошибки называют офф-таргетом, off target). От того, насколько совершенна система доставки и велик процент ошибок в редактировании, зависит эффективность терапии и тяжесть побочных эффектов.

В статье описано применение технологии CRISPR-Cas9 для удаления ряда мишеней в печени мыши. Среди них ген PCSK9, кодирующий синтез белка участвущего в метаболизме холестерина. Отсутствие этого белка снижает содержание холестерина в крови, что улучшает состояние сердечно-сосудистой системы. Ученым удалось добиться необходимых изменений генома примерно в 80% гепатоцитов, что привело к уменьшению концентрации холестерина в крови на 35% уже через пять дней после инъекции. Это лучший результат, полученный в опытах со взрослыми животными на сегодня. 

По словам одного из авторов статьи, доцента Сколтеха и старшего научного сотрудника химического факультета МГУ Тимофея Зацепина, от повышения специфичности воздействия CRISPR-Cas9 на ДНК клетки (той самой точности метода) во многом зависит, насколько скоро будет применено редактирование генома в медицине. Пока же опасность самой патологии (например, для описанного исследования — повышенное содержание холестерина в крови) зачастую ниже, чем риск получить тяжелые побочные эффекты, в том числе онкологические заболевания. Но уже сегодня можно рассмотривать возможность терапии таких заболеваний, как фиброз почек.

«Наверное, сегодня до широкого применения редактирования генома in vivo в медицине еще далеко, потому что существует принципиальная проблема — все еще высокая неспецифичность системы CRISPR-Cas9. Когда вы проводите редактирование на клетках ex vivo (вне организма), то всегда можете провести селекцию “правильных” вариантов и далее использовать именно их. На взрослых организмах это невозможно. Но за последние годы было предложено достаточно много мутантных вариантов Cas9, которые обладают повышенной специфичностью и селективностью. В нашей работе специфичность была дополнительно увеличена за счет применения химически модифицированных РНК-гидов. Если удастся еще уменьшить офф-таргет эффекты, то этот подход можно будет использовать и в медицине», — прокомментировал Зацепин.

Исследование выполнено совместно с учеными из Центра трансляционной биомедицины Сколковского института науки и технологий, Массачусетского технологического института и медицинской школы Университета Массачусетса.

Рассказать об открытии можно, заполнив следующую форму.