Меню

Ученые перешли к прямому управлению человеческим геномом

ab947969c67b144cf303b13d2208b79e

Исследования и открытия
19.07.2019
2019-07-19

Ирина Кайнова
Фото: ESB Professional / Shutterstock.com

0

Кажется, что в наши дни все больше процессов идет по беспроводной связи. В их числе — перепрограммирование человеческого генома. Новое исследование специалистов из Университета Буффало (UB) описывает, как исследователи смогли дистанционно контролировать гены в тканях мозга.

Данные технологии развиваются в новой области исследований, которую ученые называют «оптогеномикой» или контролем человеческого генома с помощью лазерного излучения и нанотехнологий.

«Потенциал оптогеномных интерфейсов огромен», — говорит соавтор исследования Джозеп М. Джорнет, доктор философии, доцент кафедры электротехники в Школе инженерии и прикладных наук UB. «Они могут резко сократить потребность в лекарственных препаратах и ​​других средствах лечения некоторых заболеваний, а еще радикальным образом изменить взаимодействие людей с машинами».

Идея объединить оптику и генетику уже не так уж нова. Оптогенетика применяется вот уже на протяжении 20 лет  — свет используется для контроля взаимодействия клеток друг с другом. С помощью оптогенетики можно разрабатывать новые методы лечения заболеваний, исправляя ошибки, возникающие на клеточном уровне

А вот чего оптогенетика НЕ решает, так это проблемы генетических поломок, которые лежат в основе многих заболеваний. Данный пробел готова восполнить оптогеномика.

В настоящем исследовании ученые с помощью света смогли контролировать ген FGFR1 — рецептор фактора роста фибробластов 1. Этот ген далеко не «рядовой» — он оказывает существенное влияние на ~4500 генов, примерно одну пятую часть человеческого генома, согласно оценке проекта Human Genome Project.

«В некоторых отношениях FGFR1 похож на ген-авторитет», — говорит Михаил К. Стаховяк, доктор философии, профессор кафедры патологии и анатомических наук в Школе медицины и биомедицинских наук им. Якобса при Университете Великобритании. «Контролируя FGFR1, теоретически можно предотвратить дисрегуляцию активности генов при шизофрении или при раке молочной железы и других типах рака».

Исследовательская группа смогла манипулировать FGFR1 через крошечные фотонные имплантанты в мозге. Эти беспроводные устройства содержат нанолазеры и наноантенны и (в будущем — нанодетекторы). Исследователи вживили имплантаты в лабораторные ткани головного мозга, которые были выращены из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток и усилены активируемыми светом молекулярными переключателями. С помощью лазера ученые активировали и деактивировали в мозге FGFR1 и связанные с ним клеточные функции — по сути, ген был «взломан».

Предполагается, что эта работа в конечном итоге позволит напрямую манипулировать геномной структурой пациентов, предоставив врачам действенный способ предотвращения и исправления генных аномалий. На данный момент разработка далека от применения в больницах, однако исследовательская группа уже предвкушает следующие шаги, которые включают тестирование на 3D «мини-мозгах» и раковых тканях. 

 

Источник

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *