BIOHACK | БИОТЕХНОЛОГИИ

2022-01-15 22:22:00 ​​CRISPR + ИИ: миллионы долларов на создание устойчивых сельхозкультур

Генная инженерия способна помочь сельскому хозяйству справиться с последствиями глобального потепления.
В меняющихся климатических условиях выращивание старых сельхозкультур становится более затратным, а иногда и невозможным, а на выведение и/или акклиматизацию новых могут уйти десятилетия. Однако применение технологии редактирования генома CRISPR может помочь быстро создать экоустойчивые сельскохозяйственные растения.

Биотехнологическая компания Phytoform со штаб-квартирами в Лондоне и Бостоне недавно привлекла финансирование в размере 5,7 млн долларов со стороны группы венчурных инвесторов во главе с Eniac Ventures. Деньги пойдут на улучшение урожайности и климатической устойчивости растений путём редактирования их генома с помощью искусственного интеллекта.

Традиционной селекции обычно нужны годы или даже десятилетия для улучшения тех или иных характеристик сельскохозяйственных культур. Однако у нас, возможно, уже нет этих десятилетий: климат меняется всё быстрее. Но выход есть. Подход компании Phytoform включает применение машинного обучения для определения множества возможных генетических комбинаций в ДНК растений и выявления связанных с ними признаков, в том числе — сниженной чувствительности к воздействию климатических факторов. Затем связанные с нужными признаками последовательности

ДНК внедряются в геномы сельскохозяйственных культур с помощью технологии редактирования генома CRISPR.

Успешному применению технологии CRISPR для редактирования геномов сельскохозяйственных растений уже не один год. Этот способ позволяет относительно быстро сделать растения более устойчивыми к вредителям и климату или придать им ещё какие-то требуемые свойства (например, повысить уровень содержания в них того или иного вещества).

Основатели компании Phytoform уверены, что с использованием этой технологии для изменения растений нельзя медлить, поскольку она может существенно сократить потери продовольствия из-за засухи, жары, распространения вредителей и других последствий глобального потепления.

Инвесторы идут в отрасль сельхозприменения CRISPR — это хорошая новость: возможно, новые устойчивые и высокоурожайные сорта томатов, картофеля и других необходимых человечеству растений не заставят себя ждать. Открыть/Комментировать

2022-01-11 22:22:00 ​​«Генетическими ножницами» вылечили тяжелый иммунодефицит

Большая международная группа ученых еще раз подтвердила пользу CRISPR-Cas9 системы, или как еще ее называют «генетических ножниц».

С помощью «генетической операции» такими «ножницами» авторы смогли отредактировать геном клеток у больных с тяжелой формой иммунодефицита - хронического гранулематоза, вызванного генетическими поломками. Эта болезнь практически не поддается лечению, и человек вынужден всю жизнь принимать антибиотики. Но главная опасность для таких больных – жизнеугрожающие инфекции.

Болезнь вызывает дефект в белке NOX2, который является одним из основных агентов иммунной системы.

В своем исследовании авторы взяли стволовые клетки крови у пациентов с гранулематозом и восстановили функцию генов в NOX2. Затем эти клетки имплантировали в организм мышей с нарушенным иммунитетом. После имплантации клетки прожили в организме грызунов пять месяцев, и за это время работа иммунной системы у животных восстановилась. Это говорит о том, что метод работает, утверждают авторы. Хотя и добавляют, что все эти манипуляции связаны с большими рисками. Поэтому в клинической практике метод на основе CRISPR-Cas9 системы появится еще не скоро. Не раньше, чем через 10-15 лет.

О своем исследовании авторы сообщают в свежем выпуске престижного научного журнала Science Translational Medicine.

Напомним, что метод «генетических ножниц» разработали несколько лет назад. В основе работы CRISPR/Cas9-системы лежит белок Cas9, разрезающий двуцепочечную цепь ДНК клетки, чтобы туда можно было вставить нужный отрезок. С помощью РНК-гидов, коротких направляющих последовательностей РНК, можно показывать Cas9 место, где необходимо выполнить разрез.

Применяют CRISPR/Cas9 систему пока лишь в лабораторных научных экспериментах. До клиники тут еще далеко.

Вот несколько примеров использования CRISPR/Cas9 системы в экспериментах.

Большая международная группа ученых из США, Великобритании и Японии разработала с помощью редактирования генома на основе CRISPR/Cas9 метод лечения смертельного заболевания - серповидноклеточной анемии. О своем достижении ученые сообщаютв научном журнале Nature Medicine.

А биоинженеры из Медицинского центра Седарс-Синай (США) также на основе CRISPR/Cas9 системы исправили поврежденные гены у крыс с пигментным ретинитом – опасным наследственным заболеванием, которое приводит к слепоте. О результатах своих исследований авторы сообщают в Molecular Therapy. Открыть/Комментировать

2022-01-09 22:22:00 ​​Открыт новый метод редактирования генов в клетках человека

В последнее десятилетие система редактирования генома CRISPR произвела революцию в молекулярной биологии, дав возможность изменять гены внутри живых клеток.

Теперь исследователи из Института Гладстона доработали дополнительную систему для более эффективного редактирования, сообщает 24 Канал.

Для этого ученые использовали молекулы, называемые ретронами. Их можно использовать для редактирования генов в разных типах клеток – от грибов до клеток человека.

Как редактируют геном сейчас:

Большинство современных технологий редактирования генов, основанных на системе CRISPR, включают вырезание участка ДНК из генома клетки, а затем введение нового генетического материала, так называемого "матричная ДНК".

Поскольку клетка восстанавливает места, где ген был разрезан, матричная ДНК интегрируется.

Эту матричную ДНК обычно производят в лаборатории, а затем вводят в клетки извне. Белок, разрезающий геном клетки называется Cas9 и его доставляют отдельно.

Ни Cas9, ни матричная ДНК не проникают в каждую клетку, что ограничивает эффективность редактирования генов CRISPR.

В чем преимущество ретронов:

Ретроны работают как "заводы" ДНК, производя многочисленные копии матричной ДНК изнутри клеток.

Более того, эти молекулы можно доставлять вместе с другими компонентами CRISPR, так что клетки получают весь материал, необходимый для редактирования генов одновременно – генетические коды ДНК-матрицы, Cas9 и молекулы, помогающие исследователям отслеживать внесенные изменения. Открыть/Комментировать

2022-01-05 22:22:00 ​​Таблетка от старости: какие стартапы пытаются побороть старение

Новый тренд среди магнатов из Кремниевой Долины — инвестировать в стартапы, борющиеся со старением человека. Приводим примеры компаний, которые помогут человечеству увеличить продолжительность жизни

Инвестиции в репрограммирование

В начале сентября 2021 года в СМИ появилась новость, согласно которой Джефф Безос — самый богатый человек в мире — инвестирует в компанию Altos Labs, которая изучает процесс старения с целью перепрограммирования клеток человека. Перепрограммирование — это процесс возврата зрелых клеток в состояние стволовых, который позволяет из клеток одной специализации получить клетки с другой функцией.

По задумке компании, с помощью «репрограммирования» клетки организма смогут омолаживаться.

Сама идея репрограммирования принадлежит Синъе Яманаке, японскому ученому, которому удалось получить индуцированные стволовые клетки путем эпигенетического репрограммирования. Он выяснил, что с помощью четырех белков (позже их назвали именем ученого — «факторы Яманаки») клетки можно возвратить в состояние, близкое к эмбриональному. Позже эксперименты над мышами подтвердили, что у некоторых особей были заметны признаки омоложения тканей.

За исследования в этой области Синъя Яманака в 2012 году получил Нобелевскую премию по медицине.

При помощи репрограммирования через факторы Яманаки соматические клетки донора становятся индуцированными стволовыми клетками.

Компания Altos Labs, используя факторы Яманаки, планирует создавать из белков новые клетки, похожие на стволовые, которые будут замещать и омолаживать клетки организма.

При этом, несмотря на интерес мировых инвесторов, ученые из компании честно признаются, что пока не знают, как конкретно прекратить старение клеток. Главный вызов — сделать так, чтобы клетки омолаживались внутри организма простым, насколько это возможно, способом. Например, с помощью лекарств.

Пока же единственным способом репрограммирования клеток является генная инженерия — дорогая совокупность методов и технологий, доступная очень ограниченному числу лиц.

Несмотря на экспериментальность стартапа и отсутствие реальных прогнозов, инвесторы и технологические магнаты, судя по всему, рассчитывают на дальнейшее развитие в этой области. По сообщениям разных источников, Altos Labs привлекла по меньшей мере $270 млн инвестиций. Ежегодный доход ученых, работающих в Altos Labs, составит более $1 млн. Открыть/Комментировать

2022-01-03 22:22:00 ​​Новые ножницы CRISPR

Немногие разработки потрясли мир биотехнологий или вызвали столько шума, как открытие систем CRISPR-Cas – прорыв в редактировании генов, отмеченный в 2020 году Нобелевской премией. Но эти системы, естественным образом работающие у бактерий, ограничены, и исследователи с их помощью могут вносить только небольшие изменения в гены.

В последние годы ученые обнаружили у бактерий другую систему, которая поможет создать более мощные методы редактирования генов, чтобы вставлять гены или крупные фрагменты ДНК в геном. Новое исследование, проведенное Техасским университетом в Остине, значительно расширяет число естественных версий этой системы, предоставляя исследователям потенциальные новые инструменты для масштабного редактирования генов.

Существуют кластеры генов, которые с помощью CRISPR вставляются в разные участки в геноме организма – так называемые CRISPR-ассоциированные транспозоны (CRISPR-associated transposons, CASTs). Более ранние работы показали, что они могут быть использованы для добавления целого гена, кодирующего множество сложных функций, или крупного фрагмента ДНК в геном бактерий. Это открывает возможность лечения сложных заболеваний, связанных с более чем одним геном, а CASTs в течение десятилетия могут стать важным инструментом для генетических инженеров, позволяющим внести любые изменения в любом участке генома любого организма.

Теперь исследователи смогли увеличить число вероятных CASTs с примерно десяти до почти полутора тысяч. Используя суперкомпьютер Stampede2, они проанализировали крупнейшую в мире базу данных фрагментов геномов бактерий, которые еще не были культивированы в лаборатории или полностью секвенированы.

В результате было обнаружено 1476 новых предполагаемых CASTs, в том числе три новые семейства. Авторы уже протестировали некоторые из них и планируют продолжить эксперименты, чтобы обнаружить настоящие CASTs.

Наличие более тысячи различных CASTs в арсенале ученых поможет выбрать наиболее удобные, эффективные и точные из них для создания оптимальной системы редактирования генов. В краткосрочной перспективе многие из этих новых систем могут быть адаптированы для генно-инженерных бактерий.

Долгосрочная задача состоит в том, чтобы заставить системы работать в клетках млекопитающих. Открыть/Комментировать

2021-12-28 22:22:00 ​​СТАРТАП FUTURE MEAT TECHNOLOGIES СОБРАЛ 347 МЛН ДОЛЛАРОВ ИНВЕСТИЦИЙ

Future Meat Technologies (FMT) объявила о завершении раунда финансирования серии B в размере 347 миллионов долларов, что является крупнейшей инвестицией, когда-либо сделанной в промышленность культивированного мяса.

Инвестиции проводились совместно с гигантом агробизнеса ADM через его подразделение венчурного капитала ADM Ventures и включали участие Tyson New Ventures (TNV), инвестиционного подразделения мясного гиганта Tyson.

FMT производит культивированное мясо, для которого не нужно убивать животных, используя несколько инноваций, которые помогают достичь паритета цен с традиционными методами производства мяса.

Стартап производит мясо из комбинации растительного белка, культивированного мяса и выращенного в лаборатории жира — это инновация, которая снижает стоимость выращивания мяса животных из клеток, сохраняя при этом вкус и текстуру мяса животного происхождения.

FMT также сокращает расходы за счет использования сыворотки неживотного происхождения в качестве питательной среды и запатентованной технологии омоложения клеток, при которой его ферментеры удаляют отходы и перерабатывают до 70% питательных веществ, что приводит к более высокой плотности клеток.

Этот уникальный подход позволил стартапу снизить стоимость продуктов из культивированной курицы до 7,70 долларов за фунт (или всего 1,70 доллара за 110 грамм куриной грудки). При этом всего полгода назад один фунт стоил 18 долларов. Открыть/Комментировать

2021-12-27 22:55:46 Эксперты взломали Bluetooth-тест на COVID-19

Исследователи из компании F-Secure протестировали домашний тест на COVID-19, оснащенный Bluetooth, и смогли подделать результат анализа.

Для проверки специалисты взяли устройство Ellume COVID-19 Home Test, которое использует анализатор, подключающийся к смартфону через Bluetooth и работающий в паре с соответствующим приложением-компаньоном.

В ходе тестов исследователи заметили активность. Оказалось, что пользователи с уровнем доступа root, могут запускать ее, чтобы «помочь взаимодействовать с анализатором через Bluetooth».

Дальнейшее изучение выявило два типа Bluetooth-трафика, связанных с передачей результатов тестов.

Исследователи пишут, что смогли вмешаться в трафик следующим образом:

«Изменяя только значение одного байта в status of the test [«значение теста»] в трафике STATUS и MEASUREMENT_CONTROL_DATA, с последующим вычислением новых значений CRC и контрольной суммы, могло изменить результат теста на COVID еще до того, как приложение Ellume обработает данные».

Ссылка на статью. Открыть/Комментировать

2021-12-23 22:22:00 ​​ Парацетамол — широко известное и повсеместно используемое анальгетическое и жаропонижающее средство, которое в медицинской практике стали применять с конца XIX в.

Несмотря на его популярность и богатую историю использования, точные механизмы действия парацетамола во многом до сих пор остаются неясными.

Интересно, что парацетамол представляет собой лекарство со множественным действием, которое включает подавление активности циклооксигеназ, воздействие на эндоканнабиноидную систему, серотонинергический путь, синтез монооксида азота, кальциевые и калиевые каналы.

Данный обзор представляет собой сводку накопленных в настоящий момент данных о механизмах действия парацетамола; в нем также рассматривается безопасность этого препарата и перспективы его применения для лечения других заболеваний.

Ссылка на статью Открыть/Комментировать

2021-12-21 22:22:00 ​​СВФУ исследует 3D-печать биоразлагаемых штифтов для лечения переломов

Ученые Северо-Восточного федерального университета приступили к разработке 3D-печатных штифтов из композиционного материала на основе полилактида и гидроксиапатита.

Ученые считают, что фиксация костей при переломах с помощью биоразлагаемых штифтов будет предпочтительнее, чем использование металлических вариантов.

Подробнее… Открыть/Комментировать

2021-12-19 15:22:20 Бизнес на киборгах: кто делает протезы в России?



Открыть/Комментировать