В этот раз выпуск посвящен подведению итогов 2025 года. Беседа шла с тремя молодыми учеными Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова, которые рассказали над какими научно-исследовательскими проектами они работали в 2025 году.
Гости выпуска:
Ковальская Валерия Александровна – научный сотрудник Центра коллективного пользования «Геном» Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова;
Харитонов Даниил Владиславович – младший научный сотрудник лаборатории некодирующих вариантов генома отдела функциональной геномики Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова;
Володина Ольга Владимировна – научный сотрудник лаборатории редактирования генома Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова.
Технология праймированного редактирования
Ольга Володина занимается исследованиями по разработке этиотропной терапии муковисцидоза, то есть лечения, направленного на устранение причины заболевания. Фокус научного интереса молодого специалиста – комплексное исследование технологии праймированного редактирования (PE). Ученый, занимаясь исследованием варианта F508del в гене CFTR, разработала модификацию редактора, который позволил увеличить эффективность его работы в два раза.
Чтобы повысить эффективность технологии PE, молодой специалист решила использовать дополнительные нуклеазы – ферменты, расщепляющие ДНК. Их задача – направленно удалить ту цепь, которая не содержит нужной вставки, и, тем самым, «подтолкнуть» клетку к сохранению правильной последовательности, рассказала Ольга Володина.
По ее словам, сейчас во всем мире активно работают над улучшением системы праймированного редактирования, и существует много разных подходов. Уникальность работы Ольги Володиной и ее коллег в том, что они впервые создали и системно протестировали целую коллекцию модификаций PE с добавлением специфических ферментов – нуклеаз FEN1, EXO1 и HEX-N2.
«Наши результаты, с одной стороны, подтверждают данные предыдущих исследований, а с другой — помогают лучше понять молекулярные механизмы, которые лежат в основе праймированного редактирования. В частности, они показывают, что нуклеаза FEN1 действительно играет ключевую роль в повышении эффективности PE», – резюмировала эксперт.
Статья «Prime Editing Modification with FEN1 Improves F508del Variant Editing in the CFTR Gene in Airway Basal Cells», посвященная описанию модификаций праймированного редактирования, была опубликована в журнале «International Journal of Molecular Sciences».
Малые открытые рамки считывания
Темой своего исследования Даниил Харитонов выбрал малые открытые рамки считывания. Специалист пояснил, что в молекулярной биологии центральная догма описывает процесс передачи генетической информации от ДНК к РНК и затем к белку. Этот процесс включает два основных этапа: транскрипцию и трансляцию.
На этапе транскрипции информация от ДНК копируется на молекуле РНК. Участок ДНК, который может быть транскрибирован, называется локусом. РНК, образующаяся в результате транскрипции, называется мРНК (матричная РНК). Она созревает в ядре клетки и затем перемещается в цитоплазму.
«В цитоплазме к мРНК прикрепляется рибосома, и начинается синтез белка. Участок мРНК, который определяет последовательность аминокислот в белке, называется кодирующей последовательностью. Перед кодирующей последовательностью находится короткий участок, называемый малой открытой рамкой считывания (малая ОРС). Этот участок может быть транслирован в небольшой белок, который быстро деградирует, но играет роль в регуляции процесса трансляции. Малая ОРС влияет на количество белка, синтезируемого с одной молекулы мРНК. В норме она регулирует этот процесс, но мутации в малой ОРС могут привести к сдвигу рамки считывания, что изменяет структуру малой ОРС и может значительно снизить количество синтезируемого белка», – подробно рассказал Даниил Харитонов.
Исследователь добавил, что на сегодняшний день описано около 10-12 случаев патогенных вариантов в малых ОРС, которые изменяют ее структуру. Это относительно небольшое количество, но такие мутации могут иметь серьезные последствия для синтеза белка и, следовательно, для функционирования клетки.
Молодой ученый отметил, что, досконально зная тонкости молекулярного патогенеза того или иного наследственного заболевания и воздействуя на его различные механизмы, можно корректно выстроить диагностику, а иногда и таргетное лечение.
Эктодермальные дисплазии
Валерия Ковальская поделилась знаниями, как распознать эктодермальные дисплазии: «Эктодермальная дисплазия – это редкое генетическое заболевание, при котором волосы становятся редкими, сухими, ломкими. Также страдает кожный покров – кожа становится сухая, атопичная, наблюдается олигодонтия, то есть недоразвитие зубов. Но самое главное – это недоразвитие потовых желез».
Врач-лабораторный генетик МГНЦ пояснила, что пот – это главная система терморегуляции, и, если у пациентов не развиваются потовые железы, то могут возникнуть осложнения, связанные с нарушением потоотделения, которые могут приводить даже к летальному исходу. Поэтому научное исследование молодого специалиста было посвящено описанию гипогидротических эктодермальных дисплазий.
«Наша работа – это большая характеристика и описание выборки пациентов с этим заболеванием. Если обратится к литературным данным, то таких исследований на сегодняшний день немного, в самую большую выборку немецких ученых входит 101 семья. У нас – более 260 семей», – рассказала Валерия Ковальская.
В своем исследовании эксперты МГНЦ описали более 46 новых, ранее неописанных мутаций в гене EDA. Несмотря на то, что этот ген состоит всего из 8 экзонов, 46 новых вариантов – это очень значительный результат.
Собранная информация поможет сделать описание патологии, дать характеристику изменениям в гене, и главное, построить эффективный алгоритм диагностики, чтобы в кратчайшие сроки выявить болезнь.
Валерия Ковальская призвала пациентов оставаться в активном взаимодействии с врачами, быть, как сегодня говорят, комплаентными, не прерывать связь с медицинскими специалистами, даже если диагноз уже поставлен и лечение назначено.
Подводя итоги 2025 года, ведущая подкаста, к.б.н. Елена Абелева отметила, что молодые ученые – это гордость и авангард российской науки, драйвер изменений. Ведь именно их исследования двигают науку вперед, вносят неоценимый вклад в медицину, экономику и другие сферы нашей жизни.
Темы эпизода:
1. Чем занимается Ольга Володина, что представляет из себя метод праймированного редактирования (PE) 02:21-05:55
2. Для повышения эффективности праймированного редактирования ученые решили добавить специфические ферменты – нуклеазы. Что происходит дальше? 05:58-07:08
3. В 2025 году вышла статья в журнале IJMS (International journal of molecular sciences) Prime Editing Modification with FEN1 Improves F508del Variant Editing in the CFTR Gene in Airway Basal Cells, которая посвящена описанию модификаций PE 07:17-08:25
4. Какой практический выход работы специалистов лаборатории редактирования генома МГНЦ? 08:27-08:52
5. В чем уникальность последней публикации ученых лаборатории редактирования генома МГНЦ? 08:55-09:37
6. Какой совет или рекомендация наставника повлиял на работу Ольги Володиной 09:38-10:15
7. Даниил Харитонов рассказал почему более половины пациентов с наследственным заболеванием не получают молекулярно-генетического диагноза 11:06-12:12
8. Кодирующие и некодирующие варианты 12:15-13:55
9. Основная область научного интереса лаборатории некодирующих вариантов генома отдела функциональной геномики МГНЦ – малые открытые рамки считывания. Много ли патогенных вариантов находится в малых открытых рамках считывания? 13:57-17:59
10. Молодой ученый проанализировал варианты, связанные с наследственными заболеваниями. Что это за заболевания? 18:03-19:12
11. Для чего проводится детальный биоинформатический и функциональный анализ данных вариантов? 19:20-21:04
12. Почему молодой ученый выбрал направление функциональной геномики? 21:05-22:55
13. Что такое эктодермальные дисплазии? 23:43-26:25
14. Почему Валерия Ковальская выбрала эту тему? 26:27-29:17
15. Какие успехи достигнуты в России и в мире по лечению этих заболеваний? 29:20-30:51
16. Чему посвящена статья молодого ученого? 31:12-32:50
17. Что дают научные достижения для пациентов? 32:54-34:15
18. Блиц-опрос молодых ученых 34:43-44:50
Ведущая подкаста: Елена Абелева – кандидат биологических наук, заведующая организационно-методическим отделом ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»
Послушать выпуск можно здесь:
Цифровой сервис электронных и аудиокниг «Литрес»