Второй день OpenBio-2022: как сделать голубой ячмень и оранжевые дрожжи

Секцию предварила установочная лекция Дениса Логунова (НИЦЭМ им. Гамалеи, Москва) «Вакцины против коронавирусной инфекции». В начале лекции Логунов сделал обзор существующих вакцинных платформ. Он отметил, что вакцины, основанные на вирусных векторах и мРНК, имеют преимущество перед инактивированными и белковыми вакцинами, так как при иммунизации белок-антиген экспрессируется в организме хозяина с учетом особенностей хозяина. Вакцина «Спутник V» и другие препараты этой линейки, разработанные в НИЦЭМ им. Гамалеи и предназначенные для профилактики COVID-19, — «Спутник Лайт», «Спутник М» (одобрена для детей в возрасте 12–17 лет) и назальная форма «Спутника» — имеют в основе аденовирусные векторы. Денис Логунов представил данные по эффективности вакцины против различных штаммов коронавируса. По его словам, с появлением сублинии BA.5 штамма омикрон возникла необходимость актуализации вакцины. Вариант «Спутника», нацеленный на омикрон, уже протестирован в лаборатории. В настоящее время рабочая группа, инициированная Минздравом РФ, обсуждает регуляторную рамку, которая позволила бы внедрить обновленную вакцину в клинику по ускоренной схеме.

НИЦЭМ им. Гамалеи также разрабатывает вакцинную мРНК-платформу. Логунов отметил, что вакцину на основе мРНК, в отличие от аденовирусной, можно вводить сколь угодно часто, так как не индуцируются антитела к вектору. Сначала ученые воспроизвели стандартную мРНК-конструкцию и протестировали ее на мышах в сравнении с аденовирусной платформой. Оказалось, что аденовирусный препарат лучше работает при интраназальном введении, так как аденовирус имеет тропизм к эпителию дыхательных путей. Препарат на основе мРНК, в свою очередь, хорошо работает при внутримышечном и внутривенном введении. В настоящее время НИЦЭМ им. Гамалеи работает над проприетарной мРНК-конструкцией с особой модификацией 5’-и 3’-концов.

Денис Логунов также рассказал о разработке терапевтического мРНК-препарата, нацеленного на ботулотоксин. В этом препарате мРНК используется для доставки терапевтического моноклонального антитела, а именно однодоменного антитела к ботулотоксину.

Credit: Бато Дамдинов | Пресс-центр OpenBio

Открыл секцию «Биотехнология» доклад Марии Аксёновой (НИЦ Курчатовский институт, Москва) «Фотобиотопливный элемент на основе цианобактерий с использованием углеродной ткани и проводящего гидрогеля с использованием PEDOT:PSS и добавлением нанотрубок». Аксёнова рассказала о двухкамерной ячейке для производства электроэнергии в соответствии с концепцией зеленой энергетики. Анодная камера заполнена смесью клеток фотосинтезирующего микроорганизма — цианобактерии Arthrospira platensis с модифицированным полиэтиленгликолем и полимером PEDOT:PSS. Катодная камера заполняется PEDOT:PSS и нанотрубками. По словам Марии, на свету биотопливная ячейка производила электричество, а в темноте тока не было, что подтверждает роль жизнедеятельности цианобактерий в работе элемента.

Самой популярной на секции оказалась тема оптимизации микробиологического производства. Два доклада были посвящены продуцентам проинсулина. Мария Бочкарева («Герофарм») рассказала о разработке штамма E. coli, производящего проинсулин, оптимизации его культивирования в колбах и валидацию результата в биореакторах. Евгения Буслаева («Герофарм») представила результаты конструирования продуцента проинсулина на основе дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

Доклад Вероники Горчаковой (НИЦ Курчатовский институт, Москва), был посвящен разработке штамма дрожжей Yarrowia lipolytica, продуцирующего кантаксантин. Это вещество обладает антиоксидантные свойства и применяется в ветеринарии и медицине. В Y. lipolytica синтез предшественника кантаксантина осуществляется по мевалонатному пути. Исходный штамм модифицировали, последовательно добавляя в его геном гомо- и гетерологичные гены этого пути. Итоговый выход составил 47,2 мг продукта на 1 г сухого веса клетки.

Елизавета Гаямова (ФИЦ Биотехнологии РАН, Москва) представила данные по генетической оптимизации клеточной линии CHO, которая используется для производства антител. С помощью CRISPR-Cas9 команда модифицировала геном клеток таким образом, чтобы ослабить апоптоз и усилить аутофагию. Это повысило выживаемость клеток и увеличило время культивирования без смены среды.

Сергей Баженов (МФТИ, Москва) рассказал о бактериальном векторе, экспрессия целевого гена в котором регулируется температурой. Вектор сконструирован на основе системы чувства кворума психрофильной морской бактерии Alivibrio logei. Экспрессия целевого гена запускается при 22℃ и останавливается при 37℃. Для экспериментов вектор, несущий ген GFP под контролем системы, поместили в E. coli. При культивировании на 37℃ белок GFP не нарабатывался. При охлаждении культуры индуцировалось производство белка, его количество увеличивалось со временем. Новое нагревание выключало экспрессию GFP. В настоящее время научная группа пробует использовать систему для экспрессии более интересных белков.

Молодые ученые представили и медицинские разработки. Сергей Бакуменко (МФТИ, Москва) рассказал о картриджах для экстракорпоральной печеночной заместительной терапии. Картриджи содержат гепатоциты, адгезированные на подложке, и должны полностью воспроизводить функции печени. Доклад Марины Волковой (МФТИ, Москва) был посвящен терапии травм кожи на основе сфероидов мезенхимальных стволовых клеток. В экспериментах на мышах сфероиды МСК, полученные из красного костного мозга, вводились инъекционно по периметру раны и эффективно сокращали ее площадь в течение суток. Важной составляющей успеха было прекондиционирование сфероидов с веществом, которое докладчица не назвала, так как идет подготовка к патентованию технологии.

Наталья Зенинская (ФБУН ГНЦ прикладной микробиологии и биотехнологии, Оболенск) представила доклад «Мышиные моноклональные антитела, обеспечивающие эффективную защиту против ботулотоксина А». Антитела были получены по гибридомной технологии и успешно протестированы на мышах. Отвечая на вопрос из зала, Зенинская отметила, что ее лаборатория уже получила человеческие антитела, но речи о клинической разработке пока не идет.

Анастасия Кириченко (НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера РПН, Санкт-Петербург) рассказала о разработке тест-системы для детекции вируса Нипах на основе дезоксирибозимов — ДНК-олигонуклеотидов с каталитической активностью. Тест-система состоит из пары дезоксирибозимов, комплементарных РНК-мишени (вирус Нипах относится к РНК-содержащим вирусам), и субстрата с флуоресцентной меткой, связанной с гасителем. При связывании дезоксирибозимов с мишенью происходит разрезание субстрата и высвобождение флуоресцентной метки. В качестве мишени команда Анастасии выбрала максимально специфичный участок вируса. Чувствительность и специфичность системы проверили на синтетических РНК. В частности, ДНК-рибозимы, специфичные к вирусу Нипах, не реагировали на РНК родственного вируса Хендра. Также была подтверждена работа системы с РНК, транскрибированной с вектора. Планируется разработка тест-системы, пригодной для использования в полевых условиях. Исследование проводится в рамках сотрудничества со странами Африки, для которых актуально выявление вируса Нипах.

Сообщение Татьяны Зыковой (ИЦИГ СО РАН, Новосибирск) было посвящено возвращению функциональности регуляторному гену Mic2 ячменя. По данным исследований, MIC2 контролирует ген, отвечающий за синтез антоцианов, однако инсерция одного нуклеотида привела к утрате его функций у некоторых сортов. С помощью CRISPR-Cas9 группа Зыковой «исправила» ошибку в гене пленчатого ячменя, не синтезирующего антоцианов. Однако зерна не стали голубыми, как ожидалось. В настоящее время ведется проверка фенотипов мутантных растений. Предположительно синтез антоцианов запущен, но так как он происходит в алейроновом слое зерна пленчатого ячменя, изменения окраски могут быть не видны снаружи, а удалить пленку, не повредив алейроновый слой, затруднительно.

На секции «Биотехнология» также прозвучали доклады об оптимизации молекулярно-биологических методик, скрининге микроорганизмов и производстве антител в растениях.

 Credit: Бато Дамдинов | Пресс-центр OpenBio

В рамках научно-деловой программы во второй день OpenBio-2022 состоялся круглый стол «ВИЧ в России: фарммедоборащение и качество жизни». Участники обсудили социальные и медицинские аспекты жизни с ВИЧ в России. Были затронуты темы стигматизации, распространения ВИЧ-инфекции среди заключенных, качества жизни ВИЧ-положительных граждан. Кроме того, специалисты поделились взглядами на проблему лекарственной устойчивости ВИЧ.

Credit: Бато Дамдинов | Пресс-центр OpenBio

OpenBio-2022 проходит 27–30 сентября 2022 года в наукограде Кольцово Новосибирской области.

Подключиться ко всем площадкам OpenBio-2022 можно онлайн: https://online.openbio.ru

Отраслевой комплекс мероприятий OpenBio-2022 стартовал в Кольцово

Открытый диалог науки и производства состоялся на OpenBio