Еще не слушала сама, поэкспериментирую на вас: подкаст с Павлом Волчковым, зав лаборатории геномной инженерии в МФТИ. В этой лабе я тоже была, пиццу по пятницам ела 😅

https://t.me/kamila_tech/1227

Сейчас я в Будапеште и умудрилась снять квартиру напротив портрета Katalin Kariko, лауреатки Нобелевской премии 2023 за ин витро транскрибируемую мРНК и вице-президента BioNTech.

Про новую siRNA терапию

В марте 2025 FDA одобрило Qfitlia (фитусиран) — первую в своём роде siRNA-терапию для лечения гемофилии A и B, как с ингибиторами, так и без. Препарат подавляет синтез антитромбина в печени с помощью GalNAc-siRNA, восстанавливая нормальный гемостаз и снижая частоту кровотечений. Это подкожный препарат с удобным режимом дозирования — раз в месяц.

С момента одобрения первого в мире siRNA-препарата в 2018 (ONPATTRO), Alnylam удерживает позицию лидера RNAi-терапии. Сейчас у них в активе 6 одобренных препаратов, включая свежий Qfitlia — первый siRNA-препарат для лечения гемофилии, получивший FDA в марте 2025. Всё это построено на их фирменной доставке: либо GalNAc-конъюгаты (печень), либо LNP.

Судя по клиническим программам, они теперь нацелены на кардиологию, CNS и редкие болезни за пределами гепатоцитов.

У меня смешанные чувство по поводу siRNA - как будто для науки и инноваций они уже не очень интересны, но надо признать, что это стало очень уверенной клинической модальностью.

Encelto - новое интересное одобрение в офтальмологии

Это аллогенные клетки пигментного эпителия сетчатки (RPE) — то есть взятые у донора.

Они генетически модифицированы для постоянной секреции CNTF (циллиарного нейротрофического фактора) — белка, который помогает выживанию фоторецепторов при макулярной дегенерации.

Модификация введена экспрессирующим лентивирусным вектором, чтобы клетки стабильно производили CNTF.

Чтобы иммунная система не атаковала эти чужеродные клетки, их инкапсулируют в полупроницаемую оболочку. Эта капсула пропускает питательные вещества внутрь и CNTF наружу, но не даёт иммунным клеткам уничтожить "начинку".

#genenews

Новые одобрения в генных терапиях

В первом квартале 2025 одобрили сразу по одному новому препарату в каждой категории:

– Клеточная/генная терапия: Encelto — имплантат от Neurotech для лечения макулярной телеангиоэктазии 2 типа (MacTel)
– siRNA-терапия: Qfitlia от Alnylam — для пациентов с гемофилией A или B
– Клеточная терапия (негенетическая): Ruibosheng — первая в Китае одобренная MSC-терапия для лечения острого GVHD

На этом фоне уже одобрены:
✔️ 33 генные терапии
✔️ 35 РНК-препаратов
✔️ 71 клеточная терапия без модификации ДНК

#genenews

Появился новый отчет ASGCT за первый квартал 2025. Завтра будем разбираться, что там нового.

Немножко тревелблога: на прошлых выходных была в Абу-Даби

Пробую новый сервис для секвенирования

Называется Plasmidsaurus, секвенирует плазмиду до 25 kb целиком, без праймеров, за $15 и одну неделю (наверное).

Но что мне нравится - так это дружелюбный дизайн 🦕

#PeerLab

Мне ужасно приятно, что вас тут уже больше четырехсот! По этому поводу, думаю, пора еще раз представиться.

Меня зовут Юля и я… не биохимик. Этот блог я создала, когда училась в университете Торонто на третьем курсе, там моей основной специальностью действительно была биохимия, но со временем мне стала больше интересна тема генной терапии. Нового названия для блога так и не родилось. Вспоминать первые посты довольно смешно.

После бакалавриата в Канаде, я еще закончила магистратуру в Сколтехе, потом работала в биотехе и в венчурном фонде, а вот теперь я в Израиле, второй год работаю над PhD. Еще иногда я пишу и рассказываю какой-то научпоп и преподаю биологию разным возрастам на разных языках.

В этом блоге есть:

#podcast - Pipeline Call, который мы пишем с моим коллегой по венчуру
#CRISPR - мой недавний длинный рассказ про открытие системы редактирования генома
#theBasics - так называются посты про основы каких-то важных в генной терапии методов
#genenews - так я стараюсь отмечать посты с новостями про генную терапию
#PeerLab - посты про жизнь в моей нынешней лабе.
#tools - так я делюсь полезными инструментами - от AI до образовательных ресурсов, если натыкаюсь на что-то новенькое

Спасибо, что вы здесь, не стесняйтесь писать комментарии и рассказывать о себе!

🍭 Хочется чего-нибудь сладенького?

Palate Therapeutics — стартап, который предлагает снизить потребление сладкого с помощью siRNA.

Идея в том, что ощущение "ммм, сладенькое" запускает каскад событий: удовольствие → дофамин → тяга → переедание → метаболические сбои. Так вот, если сладость перестаёт ощущаться как сладость, можно перехитрить собственный мозг — и снизить потребление сахара, не прибегая к волевым усилиям или пищевым заменителям.

С научной стороны: Palate разрабатывает ополаскиватель для рта с siRNA, направленной на рецепторы сладкого вкуса T1R. Эти рецепторы находятся не только на языке, но и в кишечнике, но основное восприятие — именно оральное. Одной дозы хватит на 7–14 дней (в мышах).

Для сравнения: есть малые молекулы, которые тоже могут модулировать рецептор (через связывание с его внеклеточным доменом), но их действие длится всего 10–30 минут, потому что они быстро вымываются слюной.

А вот siRNA, попавшая в клетки вкусовых сосочков, работает изнутри — не блокирует рецептор, а подавляет его экспрессию, как и положено хорошей генной «заглушке».

И это не просто про контроль за едой — это шаг к тому, чтобы терапевтически вмешиваться в сенсорное восприятие. Потенциально такой подход можно применить и к горечи, и к остроте, и даже к запахам.

Как вам такой вариант, стали бы вы так бороться с тягой к сахару?

#genenews

Открыла для себя новый мир — фармпереводы

Мне эта тема раньше была не очень знакома, но недавно заглянула на канал @translatorwo — и это оказалось удивительно интересно.
Вы знали, что такое «вжухнуть» пробу? А “газануть”? А что такое легендарные «эпики» и «аджики» (https://t.me/translatorwo/320) понимают только посвященные! Я вот плохо понимаю русскоязычный био-сленг, и мне было интересно посмотреть на эту сторону языка. Но вообще, Светлана — фармацевтический переводчик, пишет и про английский в клинической документации, и про тонкости терминов, и немного профессионального юмора (спойлер: даже мемы с регуляторкой бывают смешными).
Если вам интересен перевод, фарма, или просто хочется расширить кругозор — загляните. Мне было любопытно, а еще может быть полезно, потому что умение работать с такой документацией иногда требуют в вакансиях.

Учёные из Colossal использовали ДНК, извлечённую из древних окаменелостей лютоволков возрастом 13 000 и 72 000 лет. Сравнив эти геномы с геномом современного серого волка, они идентифицировали 14 ключевых генов, ответственных за характерные черты лютоволка, включая размеры тела, структуру черепа и тип шерсти. С помощью технологии CRISPR эти гены были внедрены в клетки серого волка, после чего эмбрионы имплантировали суррогатным собакам. В результате на свет появились три щенка: Ромул, Рем и Кхалиси.

Предлагаю просто поумиляться 🐶

https://youtu.be/vPX4tm-J2bU

Breaking news: Colossal Bioscience показала лютоволка

https://www.youtube.com/shorts/iyzqXV_PLbU?feature=share

Самая первая громкая победа принадлежит компании Alnylam с препаратом Patisiran (Onpattro) — это siRNA, которое направлено против мРНК транстиретина и используется для лечения редкой наследственной болезни – амилоидной полинейропатии. Статья в NEJM 2018 года Adams et al. показала, что у пациентов с этим диагнозом реально улучшается состояние. Просто за счёт "глушения" нужной мРНК.

Аналогичным образом работает Inclisiran (Leqvio), одобренный позже, но уже для гораздо более распространённого случая — снижения "плохого" холестерина. Он блокирует синтез PCSK9, и это позволяет эффективно управлять липидным профилем. Клинические данные опубликованы в Ray et al., NEJM, 2020.

🧬 1. Процесс начинается с длинной двухцепочечной РНК (dsRNA) или РНК, свернутой в форму «шпильки» (harpin).

✂️ 2. Обработка Dicer'ом
Фермент Dicer распознаёт dsRNA и разрезает её на короткие фрагменты длиной около 21–23 нуклеотида — это и есть siRNA-дуплексы.

🧲 3. Присоединение к белку Argonaute (Ago)
Одна из цепей siRNA загружается на белок Argonaute (Ago) — центральный элемент комплекса RISC (RNA-Induced Silencing Complex). Вторая цепь, как правило, удаляется.

🧬 4. Формирование RISC
RISC с "наведённой" siRNA готов к атаке: он ищет комплементарную мРНК.

🎯 5. Поиск и разрезание мРНК
Когда RISC находит цель — нужную мРНК — он разрезает её. После этого клетка не может использовать эту мРНК для синтеза белка. Это и есть "глушение гена" (gene silencing).

🧬 Маленькие РНК с большими амбициями

Давайте с вами поговорим про короткие РНК, а то я вам хочу рассказать про удивительный стартап, а базу мы еще не освоили

Когда мы говорим о генной терапии, обычно представляется что-то грандиозное — CRISPR, редактирование ДНК, лаборатории с ламинарными боксами и будущее, которое вот-вот наступит. Но пока одни технологии тренируются вырезать кусочки генома, другие — куда менее громкие — уже тихо и эффективно лечат пациентов.

Речь идёт о терапиях на основе коротких РНК: siRNA (малые интерферирующие РНК) и ASO (антисмысловые олигонуклеотиды). Эти молекулы не влезают в ДНК, а действуют после — на этапе РНК, разрушая или модифицируя её, чтобы клетка перестала производить "вредные" белки.

siRNA (малые интерферирующие РНК) — это короткие двухцепочечные РНК, длиной около 21 нуклеотида. Когда такая молекула попадает в клетку, она встраивается в специальный белковый комплекс RISC (RNA-induced silencing complex). Этот комплекс начинает искать мРНК с подходящей последовательностью — как навигатор по шаблону. Найдёт — и разрезает её пополам. Белок больше не будет собран. Это идеально работает в случаях, когда нужно полностью "заглушить" синтез вредного белка, например, мутантного транстиретина или PCSK9.

Подкаст Pipeline Call Episode 2

Мы становимся быстрее!

На этой неделе я рассказываю про разные результаты клинческих исследований генных терапий и (снова) про мамонтовых мышей. А Фил опять про какие-то игрульки.

Вот ссылки:
1. iECURE Announces Presentation of Full Data for the First Infant Dosed with ECUR-506 in OTC-HOPE Phase 1/2 Clinical Trial at the 2025 ACMG Annual Clinical Genetics Meeting
2. Beam Therapeutics Reports Clinical Proof-Of-Concept Data for BEAM-302 in Alpha-1 Antitrypsin Deficiency Trial
3. Avidity’s del-zota elicits 25% increase in dystrophin in DMD patients

Приятного прослушивания!

#podcast

Маленький оффтоп: давайте все 30 секунд подышим 🪼

PS: новый эпизод подкаста уже готов

Журнальный клуб

Сегодня вместо лабмитинга у нас журнальный клуб. Обсуждаем генные терапии и доставку в гематопоэтические стволовые клетки. В частности про Casgevy (я рассказывала про него, когда его только одобрили)
И про печальный конец BlueBirdBio, который мы обсуждали в подкасте, и их терапию Lyfgenia.

И да, мы едим.

История о генетике на острове

Речь про мою страну мечты - Исландию. Если бы у генетики был дом отдыха — он бы находился в Исландии. Маленькая, изолированная страна, где почти все — дальние родственники, а семейные деревья уходят вглубь на тысячу лет. Именно поэтому Исландия стала настоящей Меккой для генетических исследований.

В 1997 году местная компания deCODE genetics начала массово секвенировать население. В результате Исландия теперь — не только страна вулканов и северного сияния, но и самая генетически оцифрованная нация в мире. 110 000 человек прошли генотипирование, что составляет почти половину населения Исландии. 60 000 исландцев подверглись полногеномному секвенированию, что позволило создать одну из самых обширных баз данных генетической информации в мире. Благодаря этому учёные находят редкие мутации, изучают наследственные болезни, и вообще.

Находки:
1. Новый генетический фактор риска развития остеопороза, связанный с коротким плечом хромосомы 20, где расположены гены, участвующие в формировании костной ткани.
2. Новый ген, ассоциированный с развитием болезни Альцгеймера.
3. редкий вариант BRCA2, значительно повышающий риск рака и особенно распространённый в Исландии.
4. за последние 1000 лет генетика исландцев изменилась: доля скандинавского происхождения увеличилась, а кельтского — уменьшилась

Как тестирование победило болезнь Тая-Сакса (почти)

Болезнь Тая-Сакса - это лизосомальная болезнь накопления, вызывается мутацией в гене HEXA. Из-за нее отсутствует фермент гексозоаминидазы A, который нужен для удаления ганглиозидов из нейронов. Ганглиозиды накапливаются и приводят к смерти нейронов, ребёнок теряет зрение, слух, способность глотать, начинаются судороги и паралич, смерти к 5 годам. В общем, мало приятного.

Частота встречаемости в общей популяции 1/320,000 рождений. А вот у евреев-ашекназов 1/3,500, каждый 30-й является носителем.

В 1970-х еврейская диаспора в США и Канаде решила что-то делать. Они разработали модель превентивной генетической диагностики. Студентов в еврейских колледжах массово тестировали на носительство мутации, а затем заносили в базу данных (конфиденциально). Если пара оказывалась “генетически несовместимой” — то есть оба были носителями, — им рекомендовали не вступать в брак или использовать альтернативные пути к родительству. Один из самых известных проектов — "Dor Yeshorim", который действует до сих пор: результат не сообщается участникам напрямую, только сообщается, безопасна ли их комбинация. Этот этически сложный, но прагматичный подход позволил снизить частоту рождения больных детей более чем на 90%.

Кстати, оснаватель"Dor Yeshorim" - раввин, у которого самого умерло четверо детей от болезни Тея-Сакса.

Как они это делали?

В 70-х генетических анализов не было, так как обнаружить генетическое заболевание?

В те годы главным методом было измерение активности фермента гексозаминидазы A (Hex A) в лейкоцитах крови, сыворотке или ворсинках хориона (для пренатального анализа).

Если человек не был носителем, активность фермента была нормальной. Если он был носителем, Hex A составлял примерно 50% от нормы — этого было достаточно, чтобы не развивалась болезнь, но достаточно, чтобы обнаружить носительство. Если речь шла о больном ребёнке, фермент был практически неактивен — ниже 5% от нормы.

Пробы часто брали из пятен крови на фильтровальной бумаге, что делало тестирование недорогим и удобным для массового скрининга.

Сейчас менее 10 детей в год рождаются с этой болезнью во всей Северной Америке.

Меня невозможно сбить с пути воздушной тревогой в 4 утра, я в универе в 7:30 и готовлю для вас историю про тестирование болезни Тая Сакса.

Грустные новости

Пациент с мышечной дистрофией Дюшенна скончался от острой печёночной недостаточности после терапии Elevidys от Sarepta Therapeutics. Это первый подобный случай среди 800 пациентов.

Рынок отреагировал жёстко: акции Sarepta упали на 25%, что поставило под угрозу прогнозируемые $2,1 млрд продаж Elevidys в 2024 году.

Очередной печальный случай, который потребует тщательного рассмотрения. Мне кажется, что эксперты в полной темноте, не понятно, как это предсказать и что делать, чтобы избежать смертей в AAV терапиях.

Подкаст Pipeline Call Episode 1

Вот и наши уже не новости технологий. Опять говорим с Филом про новые модели AI, генную терапию для молодых и старых, и про большой биотех бум.

Ссылки на статьи, которые я упомянула:
1. Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells
2. Rare genetic disorder treated in womb for the first time

Еще я упоминаю про AI, который, говорят, не так уж крут. И про Исландцев, которые плотно отсеквенировали свою популяцию, но вот откуда я взяла, что они избавились от какого-то из заболеваний - это науке не известно. Зато есть крутая история про евреев и болезнь Тея — Сакса, расскажу на неделе.

#podcast

Вот такие носки кому-то достались - это фотка нашего PI с рождественской вечеринки 🙃

Я выпала из создания постов, потому что у меня была продуктивная неделя.

Проверяла первый репорт своей студентки, было не ужасно, она молодец.

10 раз пыталась заклонировать мой генетический редактор в специальную плазмиду, чтобы с нее наработать РНК для тестов в мышах.

Планировала свой первый большой эксперимент с дистрофином, очень страшно, но очень интересно.

Сделала in vivo эксперимент для дружественной компании, они тоже разрабатывают терапию для Дюшенна, потому что у основателя компании болеет ребенок.

Получила свою награду от Marian Gertner Institute, про которую рассказывала раньше.

В четверг праздновали Пурим! Играли в White Elephant, это такая игра, когда все приносят подарки, люди по очереди или тянут вслепую или "крадут" уже открытый подарок. Некоторые подарки были очень креативные. 🎁

А еще скоро выйдет новый эпизод нашего подкаста!

Как  работает Prime Editor?
Prime Editor — это гибрид двух ферментов:

Cas9 nickase — изменённая версия Cas9, которая делает только одноцепочечный надрез в ДНК, а не двухцепочечный разрыв.
Обратная транскриптаза (RT) — белок, который копирует новую последовательность ДНК прямо в разрез.

Система использует особый Prime Editing Guide RNA (pegRNA), который не только находит нужное место в геноме, но и содержит новую версию ДНК, которую нужно вставить.

Как это работает?
1️⃣ Cas9 nickase делает разрез только на одной цепи ДНК.
2️⃣ Обратная транскриптаза использует pegRNA как шаблон и переписывает новую последовательность прямо в разрез.
3️⃣ Клетка закрепляет изменения, заменяя старую последовательность на новую.

#CRISPR

2019 - Prime Editing

Если CRISPR — это ножницы ✂️, а Base Editing — корректор текста ✍️, то Prime Editing — это полноценный редактор ДНК с возможностью переписывать гены без разрывов и случайных ошибок.

Prime Editing был разработан в 2019 году той же лабораторией Дэвида Лю в Гарварде. В отличие от классического CRISPR, который разрезает ДНК, надеясь, что клетка починит её правильно, Prime Editor сам записывает нужную информацию в геном, вставляя новые буквы вместо старых. Это делает редактирование более гибким, точным и безопасным.

#CRISPR

Вакансии в стартапе от Harvard Innovation Labs

Предпочитают израильтян, но в любом случае можно попробовать :)

Internship & Full-Time Opportunities

A Harvard Innovation Labs stealth startup based in the US and the University of Oxford is offering paid positions in:

(1) Business Development
(2) Operations
(3) Campus Ambassador at Israeli Universities
(4) Executive Assistant
(5) Founder’s Associate
(6) Research - notably hashtag#genetherapy, hashtag#celltherapy and hashtag#molecularbiology
(7) Computational Biology
(8) Software Engineering

Positions are open to graduate and undergraduate students as well as recent graduates of all academic backgrounds, including the natural and applied sciences, social sciences, business, and humanities.

Как мы вовремя поговорили про Base Editors и Beam Therapeutics! 4 часа назад вышел пресс-релиз с первыми положительными результатами от Beam. Там они лечат Alpha-1 Antitrypsin Deficiency (AATD), эта болезнь затрагивает легкие и печень. В печени накапливается мутантная форма белка, а правильная не вырабатывается. Лекарство от Beam - это липидная наночастица, в которой мРНК, кодирующая base editor и гидовая РНК к нему. Она испраляет мутацию в ДНК, меняя A на G.

Результаты показывают, что уровень мутантного белка снизился на 78% в самой высокой дозе. Ожидается, что уровень здорового белка повысится, но вроде эти результаты пока не публиковали. Самое главное - никаких серьезных побочных эффектов.

Как устроен Base Editor?

Base Editor состоит из двух ключевых компонентов:

Модифицированный Cas9 (Cas9 nickase или dead Cas9) – это версия белка Cas9, у которого отключена способность делать двухцепочечный разрыв ДНК. Вместо этого он действует как «приводящий» механизм, который направляет редактор к нужному месту в геноме с высокой точностью.

Фермент-дезаминаза – отвечает за химическое изменение одной нуклеотидной пары без разрыва ДНК. Например:

Цитозин-дезаминаза (APOBEC1) заменяет цитозин (C) на урацил (U), который клетка затем распознаёт как тимин (T).
Аденин-дезаминаза (TadA) превращает аденин (A) в инозин (I), который клетка затем заменяет на гуанин (G).
Дополнительно Base Editor содержит подавители репарации ДНК, чтобы клетка не попыталась «откатить» изменения назад. Всё это вместе позволяет делать точечные мутации без разрезов ДНК, что делает Base Editing более безопасной альтернативой классическому CRISPR-Cas9.

#CRISPR

Очень мне нравятся наши shared facilities. Если тебе нужно сделать какой-то эксперимент, то почти любое оборудование можно найти в общем доступе. Если ты не умеешь им пользоваться, то можно в программе для бронирования заказать тренинг. Или если дело одноразовое, то можно попросить специалистов это сделать.

На фото Алекс (думаю, это от Александр) делает на конфокале сканы моих покрашенных слайдов. А красить меня учила Дарья из другого отдела. И все на русском 🌚 🌚

2016: Base Editors

Классический CRISPR работает как ножницы — разрезает ДНК в нужном месте, а дальше клетка сама пытается его починить. Проблема? Клетка не всегда делает это правильно. А иногда разрез вообще не нужен — бывает, достаточно просто заменить одну букву в генетическом коде.

В 2016 году Дэвид Лю из Гарварда придумал, как это исправить, и создал Base Editing. Вместо того чтобы разрезать ДНК, он модифицировал Cas9 так, чтобы тот только «садился» на нужное место, а специальный фермент аккуратно заменял одну нуклеотидную пару на другую. Это уже не ножницы, а точечный редактор ДНК — что-то вроде функции «найти и заменить» в Word, только внутри клетки.

Технология позволяла менять C→T или A→G, что оказалось суперполезным, потому что многие генетические болезни связаны именно с такими одиночными мутациями.

Base Editing сразу же вызвал ажиотаж, потому что:
🔹 Не требует разрезов → меньше случайных мутаций.
🔹 Работает в клетках человека.
🔹 Может исправлять мутации, вызывающие болезни.

А дальше началась новая гонка. В 2017 году Дэвид Лю основал стартап Beam Therapeutics, чтобы использовать Base Editing в медицине. К 2022 году технология уже тестировалась в клинических испытаниях на пациентах с редкими генетическими болезнями крови.

Если CRISPR — это ножницы, то Base Editing — это аккуратная хирургия. Точнее, безопаснее, а значит, ближе к реальному использованию в терапии.

И это ещё не конец — в 2019 году появится Prime Editing, но об этом позже. 🚀

#CRISPR

2014–2016: CRISPR идёт в бизнес

Если ты придумал что-то революционное, следующим шагом обычно становится вопрос: А как на этом заработать? После первых публикаций о CRISPR прошло всего пару лет, и технология уже была на пути из лабораторий в индустрию. Первые стартапы появились почти одновременно — учёные быстро поняли, что редактирование генома можно превратить не только в науку, но и в крупный бизнес.

Одним из первых был Editas Medicine, основанный в 2013 году в Бостоне. В команду вошли Фэн Чжан, Дженнифер Даудна, Джордж Черч и Кит Джанг — настоящие звёзды CRISPR. Но вскоре Даудна покинула компанию из-за внутренних разногласий, а в 2015 году Editas получил огромные инвестиции и объявил, что будет разрабатывать генные терапии для лечения наследственных болезней.

Тем временем Эммануэль Шарпентье и Даудна создали CRISPR Therapeutics (2014). Их идея была похожей — использовать CRISPR для лечения генетических заболеваний, но они выбрали Европу как главный рынок.

Третьим крупным игроком стала Intellia Therapeutics (2014), где работала Даудна (да, она успела поучаствовать почти везде). Intellia делала ставку на лечение наследственных болезней печени, используя CRISPR для исправления мутаций прямо в организме пациента.

Всё это происходило на фоне патентных войн. Broad Institute (где работал Чжан) и UC Berkeley (где работали Даудна и Шарпентье) начали ожесточённую борьбу за право владения технологией. Пока суды решали, кто первый догадался использовать CRISPR в клетках человека, стартапы уже привлекали миллионы долларов инвестиций.

Биотех-индустрия, конечно, не могла пройти мимо. Компании начали разрабатывать генно-модифицированные растения с CRISPR, а Джордж Черч задумал стартап eGenesis, который использовал CRISPR для удаления вирусов из генома свиней, чтобы в будущем их органы можно было пересаживать людям.

К 2016 году CRISPR официально перестал быть просто научным открытием — он стал многомиллиардной индустрией. Первые клинические испытания ещё только предстояли, но инвесторы уже были уверены: будущее за редактированием генома.

#CRISPR

Продолжаю про CRISPR

Как видите, история длинная и я немного подустала так мелко ее нарезать, поэтому теперь посты будут длиннее, но я знаю, что мои читатели умеют читать длинные тексты :) Кстати, я добавила везде тэг #CRISPR чтобы вы могли прочитать все посты подряд.

К концу 2012 года стало понятно: кто первым покажет, что CRISPR работает в клетках млекопитающих, тот войдёт в историю.

Фэн Чжан первым подал статью — 5 октября 2012 года. Её опубликовали в Science 3 января 2013-го, и она стала самой цитируемой в этой области. Его плазмиды начали массово раздавать через Addgene — за три года их запросили больше 25 000 раз!

Но спустя три недели, 26 октября, в игру вступил Джордж Черч. Человек-легенда, профессор Гарварда, пионер секвенирования, а заодно человек, который всерьёз рассуждает о воскрешении мамонтов и неандертальцев (да, Colossal). Черч не просто знал про работу Чжана — они сотрудничали, а ещё он вдохновился статьёй Даудны и Шарпентье. В своей лаборатории он тестировал слияние crRNA и tracrRNA в клетках человека. Как и Чжан, он обнаружил, что короткие версии работают плохо, а полные — отлично. Он протестировал CRISPR на семи сайтах генома, показал, что механизм вызывает и NHEJ, и HDR. Его статья вышла в тот же день, что и работа Чжана (Mali et al., 2013).

Тем временем гонка продолжалась. К концу лета 2012 года новости о CRISPR уже наделали шуму, и несколько лабораторий спешно пытались провести собственные эксперименты. Дженнифер Даудна с помощью Черча показала, что CRISPR может разрезать ДНК в одной точке, но эффективность оставляла желать лучшего. В Корее профессор Джин-Су Ким протестировал технологию на двух сайтах, но из-за ошибки в дизайне sgRNA разрезы были слабенькими.

А вот Кит Джанг из Гарварда пошёл дальше — он использовал полную версию sgRNA, которую дал ему Черч, и доказал, что CRISPR может эффективно удалять участки ДНК у рыбок данио. Его статья появилась в конце января 2013 года, почти сразу после публикаций Чжана и Черча.

Так CRISPR за несколько месяцев превратился из странной бактериальной системы в самый обсуждаемый инструмент редактирования генома. Гонка только начиналась, но уже было ясно: это изменит биологию навсегда. 🚀

#CRISPR

Наш любимый Colossal Bioscience сделал волосатую мамонтовую мышь!

Помните, как делала парафиновые блоки с мышцами, чтобы их покрасить? Вот только добралась до покраски. У нас это делает прибор сам собой, только очень долго, поэтому ушла я в тот день опять в 9 вечера. В следующий раз я обязательно поясню понятнее, что тут происходит 😁

🔬 2012: CRISPR попадает в яблочко

Чжан понял, что нужно копать глубже:

Cas9 из S. thermophilus вёл себя странно: кучковался в ядрышке вместо распределения по всему ядру. Он попробовал Cas9 из S. pyogenes и он оказался в разы лучше. Затем он тестировал разные версии tracrRNA, чтобы найти ту, которая не распадалась в клетках человека.

К середине 2012 года он создал рабочую трёхкомпонентную систему:
✔️ Cas9 (S. pyogenes или S. thermophilus)
✔️ tracrRNA
✔️ CRISPR-матрица со спейсерами

🚀 Первые успешные эксперименты:

🔹 Он протестировал CRISPR на 16 разных участках генома человека и мыши.
🔹 Cas9 вызывал мутации через NHEJ (негомологичное соединение концов) и HDR (гомологичную рекомбинацию).
🔹 CRISPR мог редактировать несколько генов одновременно, если связан с несолькими спейсерами.

2011: Фэн Чжан пробует CRISPR на вкус

Фэн Чжан — парень, который ещё в 16 лет помогал в генетической лаборатории, а позже помогал разрабатывать оптогенетику. В феврале 2011 года он услышал доклад Майкла Гилмора о CRISPR и… не спал всю ночь, читая в статьи. Вернувшись в Бостон, он взялся перетащить CRISPR в клетки человека.

💡 Первая попытка (апрель 2011)

Он взял Cas9 из S. thermophilus и добавил к нему ядерный локализационный сигнал (NLS), чтобы тот вообще знал, где находится ядро.
В качестве мишени выбрал люциферазу в плазмиде и проверил, падает ли её свечение.
Результат? Падение было минимальным.

📌 Вывод: CRISPR что-то делает, но работает ужасно плохо.

Клинические испытания нашего препарата

Вчера узнала, что препарат от миодистрофии Дюшенна, к которому я успела чуть-чуть приложить руку (ну ладно, фалангу пальца), наконец-то выходит на клинические испытания. Это будет препарат на основе AAV, несущий уменьшенную версию гена дистрофина.


В далеком 2020 году, когда мой любимый Марлин Биотех продал эту терапию Генериуму - я за это событие мед-пиво пила и торт ела, еще тогда на старой кухне ИБГ РАН.

Ключевые эксперименты Дудны и Шарпантье

Работая в 2011–2012 годах, они провели ряд экспериментов с Cas9 из S. pyogenes.

1️⃣ Cas9 разрезает ДНК in vitro
Они очистили рекомбинантный Cas9, транскрибировали crRNA и tracrRNA в пробирке и показали, что Cas9 может разрезать очищенную ДНК. Разрез происходил ровно за 3 нуклеотида от PAM, как и в экспериментах Шикшниса.

2️⃣ Cas9 можно запрограммировать
Они вставили пользовательские спейсеры в CRISPR-матрицу и направили Cas9 на новые участки ДНК. Cas9 успешно разрезал нужные последовательности.


3️⃣ Два активных центра Cas9 режут разные цепи
Мутагенез показал, что:
HNH-домен разрезает комплементарную цепь (ту, что связывается с crRNA).
RuvC-домен разрезает противоположную цепь.


4️⃣ Главное открытие: можно объединить crRNA и tracrRNA в sgRNA
Они создали единую молекулу — sgRNA (single guide RNA), в которой crRNA и tracrRNA были связаны в одно целое. Cas9 с sgRNA продолжал эффективно разрезать ДНК.

📌 Почему это гениально?
В природе CRISPR-Cas9 использует две РНК (crRNA и tracrRNA).
Объединение их в sgRNA упростило систему. Теперь учёным было достаточно просто синтезировать одну РНК вместо двух.

Если Шикшнис показал, что Cas9 можно программировать, то Дудна и Шарпантье сделали систему удобной для использования, создав sgRNA. Именно это превратило CRISPR из бактериального иммунитета в мощный инструмент для генного редактирования.

Lab Trips

У нас в лабе принято выезжать куда-то 1-2 раза в год. В этот раз (как и всегда) ездили в национальный парк, потом ели, потом дегустировали вино на винодельне 🍇

Тем временем, на конференции в Пуэрто-Рико в 2011 году встретились два будущих Нобелевских лауреата — Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Дудна.

Как CRISPR превратился в инструмент генного редактирования

В 2012 году Виргиниюс Шикшнис и его коллеги в Литве провели критически важное исследование: они очистили Cas9 из Streptococcus thermophilus, используя гетерологичную экспрессию в E. coli, и протестировали его активность в пробирке.

1. Разрезание ДНК в пробирке (in vitro cleavage)
Ученые взяли очищенный Cas9-crRNA комплекс и добавили его к мишеневой ДНК. Они увидели, что разрез происходит ровно за 3 нуклеотида от PAM-последовательности.

2. Программирование Cas9 с кастомными спейсерами
В CRISPR-матрицу были вставлены пользовательские спейсерные последовательности. Эти спейсеры направляли Cas9 на новые участки ДНК. Cas9 успешно разрезал именно ту ДНК, на которую его запрограммировали.

3. Определение механизма работы Cas9
Исследователи мутагенезом выключали ключевые каталитические остатки в HNH- и RuvC-доменах. Оказалось, что HNH-домен разрезает комплементарную к crRNA цепь, а RuvC-домен — противоположную цепь.

4. Минимализация crRNA
Ученые протестировали разные длины crRNA. Оказалось, что 20 нуклеотидов crRNA достаточно для точного разрезания ДНК.

Шикшнис писал, что его работа прокладывает путь к созданию универсальной, программируемой эндонуклеазы. Но когда 6 апреля 2012 года Шикшнис отправил свою работу в Cell, журнал отклонил статью без рецензирования. Позже главный редактор признал, что это было ошибкой. Исследование опубликовал PNAS 4 сентября 2012 года.

Как работает CRISPR/Cas9 в бактериях?

Прежде, чем перейти к применению в геномном редактировании, давайте подведем итог.

Источник

Мы записали подкаст!

Это пилотный выпуск нашего с другом Филом подкаста, который мы пока в шутку назвали Pipeline Call. Раньше мы работали вместе и постоянно делились новостями из своих сфер — AI и биотеха. Теперь нам пришлось найти повод созваниваться раз в две недели.

Дисклеймер 1: я наговорила несколько неточностей, так что воспринимайте с долей скепсиса. Фил утверждает, что был кристально честен.
Дисклеймер 2: мы испытываем проблемы со звуком, но учимся.

Приятного прослушивания!

Excellence Student Award

Выиграла награду! От The Marian Gertner Institute for Medical Nanosystems, они каждый год выбирают несколько студентов, работающих в теме нанотехнологии + медицина, то есть наша лаборатория просто создана для этого. За это полагается 1) приятная ачивка 2) примерно 2000 долларов. Правда все это мне отдадут только после выступления 12 марта.

Последний кусочек пазла

Открытие tracrRNA Эмманюэль Шарпантье и Йоргом Фогелем показало, что эта небольшая РНК необходима как для процессинга crRNA, так и для активации Cas9, что стало ключевым шагом в превращении CRISPR-Cas9 в инструмент редактирования генома.

Cas9 нацеливается с помощью crRNA и разрезает ДНК

После того как в 2007 году учёные подтвердили, что CRISPR является системой адаптивного иммунитета, Сильвен Муино (Sylvain Moineau) продолжил сотрудничество с Danisco, чтобы выяснить, как именно CRISPR расщепляет ДНК. Исследователям долго не удавалось «поймать» процесс разрезания.

Тогда ученые взяли штамм S. thermophilus, в этом «слабом» штамме процесс замедлился, и они смогли зафиксировать разрезанную ДНК.

Анализ показал, что Cas9 разрезает ДНК точно на 3 нуклеотида выше PAM-последовательности. Количество разрывов совпадало с числом crRNA, что доказало, что CRISPR «программируется» для целенаправленного разрезания. Этот эксперимент окончательно подтвердил роль Cas9 как «молекулярных ножниц»

Summer Programs at Tel Aviv University

Мне на почту пришло письмо с деталями летних программ в Тель-Авивском университете, включая исследовательскую программу в науках. Делюсь, вдруг кому-то будет полезно.

Есть разные программы, но их интересного нам с вами:

📚 Advanced English Program – программа для улучшения академического английского

🔬 Исследовательские программы

🧫 Summer Research in the Sciences – летняя исследовательская программа в области естественных наук, где студенты могут работать в лабораториях TAU. Есть очень классные лабы в списке!

📚 Summer Research in the Humanities & Social Sciences – исследовательская программа в гуманитарных и социальных науках. (ну вдруг кому надо)

👩🏼‍💻Summer Internship Program
Интересная опция со стажировками в реальных компаниях. Примеры компаний тут.

Стоимость программы
Общая стоимость Summer Research in the Sciences — 1 060 долларов. Дополнительно придется учесть перелет, страховку, жилье и питание.

Стипендии
Есть стипендии по вашей стране. Информация здесь. Мне кажется, что в этом году конкуренции будет немного, поэтому если хотелось попробовать - надо попробовать.

CRISPR переходит на ДНК

Учёный Лучано Мараффини предположил, что CRISPR действует не через РНК-интерференцию (помните, гипотеза Болотина?), а разрезает ДНК — подобно «программируемой рестриктазе». Чтобы проверить это, он вместе с Эриком Сонтаймером провёл элегантный эксперимент: в целевой ген внедрили самосплайсинг-интрон. Если бы CRISPR нацеливался на мРНК, то внесённое изменение не повлияло бы на интерференцию, поскольку интронная последовательность была бы вырезана при сплайсинге. Если же CRISPR нацеливался на ДНК, то вставка нарушала бы интерференцию, так как спейсер больше не совпадал бы с целевой последовательностью. CRISPR резал ДНК. Этот результат подтвердил, что CRISPR нацелен именно на ДНК, открывая дорогу к будущему генному редактированию. Мараффини и Сонтаймер даже подали патентную заявку на использование CRISPR для изменения генома, фактически предсказав эпоху CRISPR-редактирования, но доказательств в то время было ещё недостаточно.

Эрик Сонтаймером сейчас крутой ученый (и мы немножечко знакомы) и со-основатель одной из первых CRISPR компаний - Intellia Therapeutics. Рассказать про нее побольше?

Продолжаем историю CRISPR: «Программирование» системы

Следующим ключевым исследователем в области CRISPR стал биохимик Джон ван дер Оост из Вагенингенского университета. Изначально он занимался метаболическими путями бактерий, стремясь решить проблему «чистой» энергетики. Однако в середине 2000-х годов, благодаря сотрудничеству с Евгением Куниным, ван дер Оост переключился на тогда ещё малоизвестную систему CRISPR.

ван дер Оост и коллеги внедрили CRISPR-систему из одной штаммы E. coli в другую, не имевшую собственных генов CRISPR. Так они выявили комплекс из пяти белков Cas, названный Cascade. Команда смогла «запрограммировать» эту систему против фага λ, доказав, что CRISPR действительно можно использовать для защиты бактерий — своего рода «прививки». Эти эксперименты также намекнули, что целью CRISPR является ДНК, а не РНК, хотя в первой научной статье эта идея ещё оставалась осторожной гипотезой.

Кстати, Евгений Кунин - самый крутой ученый российского происхождения, его индекс Хирша — 241

Полезный инструмент для поиска реагентов

https://www.citeab.com/

Помогает искать информацию про разные реагенты, особенно хорош для антител. Показывает, какие разведения использовали в статьях для разных применений, а также картинки из статей.

Вот, кстати, на ту же тему из твиттера Ильи Стребулаева, профессора Стэнфорда. (Кстати, кто-то смотрел интервью с ним у Редакции?)

"Выпускники Техниона в 25 раз чаще становятся основателями американских «единорогов», чем среднестатистический предприниматель. Следом идут Цинхуа и Райхман с коэффициентом 11,3, а затем INSEAD, Бен-Гурион и Тель-Авивский университет. Такие данные подчеркивают уникальную предпринимательскую среду израильских вузов и их вклад в глобальную экосистему стартапов."

Интересное из LinkedIn:

Тель-Авивский университет занял 7-е место в мире рейтинге PitchBook 2024 и стал единственным неамериканским вузом в топ-10 по числу выпускников, основавших стартапы и привлекших венчурные инвестиции.

За последние 10 лет 814 выпускников ТАУ основали 677 компаний, суммарно привлекая $26,5 млрд.

MBA-программа Coller School of Management при ТАУ заняла 13-е место среди бизнес-школ по количеству основателей стартапов.

Рейтинг PitchBook ежегодно анализирует данные более чем 167,000 предпринимателей, отслеживая, какие университеты выпускают наиболее успешных основателей стартапов.

Ссылка на рейтинг: https://pitchbook.com/news/articles/pitchbook-university-rankings

Вечер пятницы. На кампусе только я и шакалы.

Дети от двух отцов

Тем временем, китайские учёные вырастили до взрослого возраста мышей, полученных из генетического материала двух отцов. В норме у млекопитающих половые клетки несут эпигенетические отметки (импринтинг), которые определяют, какие гены должны работать от материнской и отцовской линий. Из-за этого развитие эмбриона без участия яйцеклетки или сперматозоида невозможно.

Исследователи использовали CRISPR-Cas для модификации 20 импринтированных локусов в эмбриональных стволовых клетках, устраняя эпигенетические различия между мужскими и женскими гаметами. Затем эти клетки использовали для создания эмбрионов, которые подсадили суррогатным матерям. Из 164 пересаженных эмбрионов появилось 7 живых мышат.

Хотя все мыши достигли взрослого возраста, они имели отклонения в развитии: увеличенные внутренние органы, меньшую продолжительность жизни и неспособность к размножению.

Вот статья.

Какие эксперименты доказали, что CRISPR - это имунная система?

➡️ К началу истории про CRISPR/cas

Я только начала рассказывать длинную и запутанную историю открытия CRISPR/Cas. Честно, иногда я слишком увлекаюсь процессом, поэтому я буду очень благодарна обратной связи от вас! Слишком длинно? Слишком скучно? Расскажи уже нам что-нибудь современное? Дайте мне знать 🤓