Меню
Все темы
Некодирующие РНК нокаутировали с помощью CRISPR/Cas9
Некодирующие РНК (нкРНК) привлекают все больше внимания в связи с их ролью в регуляции различных процессов и вовлеченностью в патогенез. Изучение их функций открывает возможности для диагностики и терапии многих заболеваний, однако классический подход к анализу, основанный на ингибировании функции, затруднен из-за сложности доставки антагонистов нкРНК и возможных неспецифических эффектов. Решение этой проблемы предложили российские ученые, отредактировав последовательности генов некодирующих РНК при помощи двух вариантов CRISPR/Cas9.
Авторы работы использовали программируемую нуклеазу дикого типа (SpCas9wt) и мутантный вариант, вносящий одноцепочечные разрывы (так называемую никазу, SpCas9D10A). С их помощью они отредактировали последовательности генов нкРНК, связанных с фиброзом, в мезенхимальных стромальных клетках (МСК) человека. В качестве мишеней ученые выбрали гены, кодирующие микроРНК, — hsa-miR-21-5p и hsa-miR-29c-3p. Они показали, что с помощью SpCas9 можно достаточно успешно (с эффективностью до 50%) отредактировать в иммортализованных МСК гены нкРНК и не затронуть делецией фрагменты между целевыми участками. Также исследователи проверили воздействие никазы SpCas9D10 на клетки-мишени — оказалось, что она позволяет эффективно редактировать целевые гены, приводя преимущественно к микроделециям или копированию фрагментов генов. Важно, что полученные с помощью никазы изменения генома снижают экспрессию целевых нкРНК.
Помимо снижения количества нокаутированных нкРНК в самих стволовых клетках и продуцируемых ими внеклеточных везикулах, проведенное редактирование изменяло физиологию МСК и свойства их секретома. Полученные данные указывают на роль hsa-miR-21-5p и hsa-miR-29c-3p в поддержании мультипотентности МСК — при нокауте этих нкРНК клетки приближались по фенотипу к миофибробластам. Кроме того, выделяемые ими внеклеточные везикулы менее эффективно препятствовали развитию фиброза, чем везикулы от клеток дикого типа. Исследователи сообщают, что полученные результаты хорошо коррелируют с ранее опубликованными данными. Они надеются, что предложенный ими подход может быть использован для нокаутирования генов нкРНК в геномах МСК или аналогичных типов клеток и позволит изучать их функции в биологических процессах.
Вам будет интересно
84
0
Исследователи из Университета Осаки разработали технологию, упрощающую разделение нитей ДНК для нанопорового секвенирования. Их изобретение представляет собой платиновую наноспираль, окружающую нанопору в мембране из нитрида кремния (SiNХ). Когда двунитевая ДНК достигает нанопоры, на нагреватель подается напряжение, и слабый нагрев бережно расплавляет ДНК. Эта концепция может быть полезной для секвенирования в твердотельных порах.
«Ключевое преимущество нового метода заключается в том, что нам не нужно нагревать весь образец, а только очень небольшую его часть, — объясняет первый автор Макусу Цуцуи. — Это означает, что для процесса требуется всего несколько милливатт мощности, повреждение ДНК сводится к минимуму, и мы можем считывать информацию с ДНК более точно».
Исследователи протестировали свой метод на ДНК фага лямбда длиной почти 50 т.п.н. и на более короткой кольцевой плазмиде pBR322. Новый подход позволял не только разделять цепочки ДНК, но и контролировать этот процесс, а также оценивать воздействие на движение ДНК электрических сил, сопротивления вязкой среды и температуры.
«Наше устройство должно быть простым в изготовлении, и мы надеемся, что оно станет базовой технологией для быстрого и точного секвенирования следующего поколения», — говорит руководитель работы Томодзи Каваи и добавляет, что оно хорошо подходит для использования в портативных диагностических приборах.
298
0
Спорная статья была опубликована в 2010 году. Фелиса Волф-Саймон из Геологической службы США, работая по гранту NASA, вместе с коллегами выделила из образцов калифорнийского озера Моно, вода которого содержит высокие концентрации мышьяка, бактерию, получившую наименование GFAJ-1. Анализ гена рибосомной 16S РНК показал, что она принадлежит к роду Halomonas, однако авторы статьи в Science сообщали, что в ее ДНК вместо фосфатов якобы содержатся арсенаты AsO43–. Этот сенсационный результат сразу же был подвергнут жесткой критике. В частности, канадский микробиолог Розмэри Редфилд исследовала культуру GFAJ-1 и убедительно доказала, что мышьяка в ДНК бактерии нет.
Тем не менее статью отозвали только сейчас. Главный редактор Science Холден Торп объясняет, что в те годы журнал отзывал в основном статьи, нарушающие этические нормы, однако сейчас могут быть отозваны и статьи, основные выводы которых не подтверждаются экспериментами. Это формальное действие особенно важно в связи с ростом популярности инструментов на основе ИИ.
Авторы статьи заявили, что считают отзыв необоснованным: «Хотя наша работа могла быть написана и обсуждена более тщательно, мы считаем верными представленные данные».
В феврале 2025 года The New York Times опубликовала статью о Фелисе Волф-Саймон, карьера которой сильно пострадала после истории с мышьяковой ДНК: сейчас она получила краткосрочное финансирование для проведения новых исследований. После этого полемика вокруг статьи 2010 года возобновилась.
542
0
Владимир Алексеевич Гвоздев (01.05.1935 — 13.06.2025) в 1957 году начал работать в Институте биофизики АН СССР под руководством Р.Б. Хесина. В 1959 году лаборатория Хесина вошла в состав Радиобиологического отдела, созданного на базе Института атомной по инициативе И.В. Курчатова, И.Е. Тамма и А.П. Александрова. В.А. Гвоздев в 1972 году стал заведующим лаборатории биохимической генетики животных. В 1977 году Радиобиологический отдел был преобразован в Институт молекулярной генетики АН СССР.
В 1985 году В.А. Гвоздев также занял должность профессора кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. По учебнику В.И. Агола, А.А. Богданова и В.А. Гвоздева «Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот» под редакцией А.С. Спирина занималось множество студентов профильных специальностей.
Среди научных интересов В.А. Гвоздева были регуляция экспрессии генов у эукариот, РНК-интерференция, мобильные элементы. Вместе с коллегами он впервые описал короткую РНК, вызывающую деградацию мРНК и позднее получившую название piРНК.
Интервью с Владимиром Алексеевичем Гвоздевым на PCR.NEWS: «Главное для ученого — любовь к науке и настойчивость»
1239
0
Линкерный гистон фиксирует нить ДНК на нуклеосоме. Считалось, что его роль ограничивается только поддержанием этой структуры, однако авторы статьи в The Plant Cell обнаружили, что это не так — по крайней мере, в растительных клетках.
Ученые обнаружили в клетках арабидопсиса вариант линкерного гистона MdH1.1, который функционирует как транскрипционный фактор. Вместе с геном малатного транспортера и еще несколькими факторами транскрипции он формирует в клетках растения петлю обратной связи, которая контролирует уровни малата в зависимости от концентрации сорбитола в клетке. Подавление экспрессии MdH1.1 с помощью антисмысловых нуклеотидов подавляло накопление малата, а оверэкспрессия, наоборот, увеличивала его содержание. Механизм авторы подробнее изучили на яблоне (Malus domestica).
Таким образом, линкерный гистон оказался не только архитектурным белком. «В прошлом считалось, что линкерные гистоны играют только косвенную роль в регуляции экспрессии генов. Это первый случай — у любых видов — демонстрирующий, что линкерные гистоны напрямую регулируют экспрессию генов», — прокомментировал профессор Корнелльского университета Лайлян Чэн, старший автор работы.
883
0
При борьбе с раком усилия ученых и врачей в основном направлены на уничтожение опухолевых клеток. Но такой подход ассоциирован с развитием резистентности и побочными реакциями со стороны здоровых клеток. Теоретически можно пойти другим путем — сделать опухолевые клетки нормальными, что прекратит их распространение. При опухолеобразовании клетка идет по пути дедифференцировки, чтобы обратить этот процесс вспять, нужно снова ее дифференцировать. Но в этих процессах участвует множество генов, как узнать, на какие нужно воздействовать?
Чтобы прояснить этот вопрос, ученые из Южной Кореи создали «цифровой двойник» генной сети, связанной с дифференцировкой. Они применили новый подход к клеткам рака кишечника и идентифицировали главные молекулярные переключатели — MYB, HDAC2 и FOXA2. Подавив их в раковых клетках, можно восстановить у них фенотип, близкий к нормальному.
