НАУКА и ОБЩЕСТВО 2026. 7
155 • В программу ОМС включили три вида высокотехнологичной медпомощи
• Математическая модель поможет спроектировать новые стабильные белковые наноконтейнеры для лекарств
• Разработан новый метод анализа бактериальных биоплёнок на основе ИИ
• Взаимодействие эпигенома и кишечной микробиоты младенцев влияет на их нейроразвитие
• Липиды, выделенные из полярной морской звезды, способны защищать клетки сердечной мышцы
• Генная терапия нормализовала состояние мышей с GTPBP3-опосредованным митохондриальным заболеванием
• Женская хромосома вредителя сибирских лесов оказалась «правнучкой» мужской
В программу ОМС включили три вида высокотехнологичной медпомощи
Гражданам России бесплатно по полису ОМС смогут оказать три вида высокотехнологичной медпомощи с использованием персонифицированных методов лечения; среди них - противоопухолевая терапия персонализированной мРНК-вакциной, сказано в постановлении правительства, опубликованном на портале правовой информации.
"Лекарственная противоопухолевая терапия с применением персонализированных мРНК-вакцин, разработанных на основе молекулярно-генетических характеристик опухоли пациента", - гласит один из пунктов содержащегося в документе перечня видов высокотехнологичной медицинской помощи, финансовое обеспечение которых осуществляется за счет бюджетных ассигнований бюджета ФФОМС.
Помимо этого, в перечень включены: противоопухолевая лекарственная терапия метастатического колоректального рака персонализированной пептидной вакциной, а также Т-клеточная иммунотерапия с использованием генетически модифицированных аутологичных Т-лимфоцитов с химерным антигенным рецептором CAR-T, отмечается в документе.
Премьер-министр Михаил Мишустин сообщил ранее 6 апреля, что граждане России по полису ОМС смогут бесплатно пройти лечение отдельных видов рака с использованием российских онковакцин. По его словам, прежде всего, речь идет о персонализированных вакцинах, которые разрабатываются индивидуально под конкретного пациента и обучают его иммунитет бороться с опухолью.
1 апреля в Минздраве сообщили, что в России впервые в клинической практике применили персонализированную противоопухолевую мРНК-вакцину у пациента с меланомой кожи. Проект создания вакцины "Неоонковак" реализован в сотрудничестве НМИЦ радиологии Минздрава и Центра имени Гамалеи.
Математическая модель поможет спроектировать новые стабильные белковые наноконтейнеры для лекарств
Ученые создали математическую модель, описывающую, как белки самоорганизуются в небольшие сферические оболочки, которые можно использовать для доставки лекарств. Эта модель позволяет определить условия, при которых формируются наиболее устойчивые структуры из разного количества белковых элементов. Предсказанные моделью упаковки могут использоваться для создания синтетических наноконтейнеров, нанореакторов и разработки наноматериалов с заданными свойствами. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в The Journal of Physical Chemistry B.
Ученые из Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) математически описали процесс формирования небольших белковых оболочек — состоящих всего из 72 элементов или меньше. Такие миниатюрные белковые структуры могут быть вирусными оболочками, разнообразными ферментами или служить в качестве транспортных систем.
Авторы разработали модель, которая рассматривает оболочки как упаковки одинаковых, притягивающихся друг к другу белковых частиц на поверхности сферы. Согласно этой модели на каждом этапе сборки новая частица прикрепляется в максимально энергетически выгодной позиции — в месте, где она «садится» наиболее плотно и устойчиво, после чего система релаксирует, иначе говоря, избавляется от избыточных напряжений. Процесс продолжается до того момента, пока на поверхности сферы не остается позиций для размещения новых частиц. Такой рост оболочки можно сравнить с процессом сборки мозаики, где на каждом шаге добавляется одна плитка.
Оказалось, что, контролируя лишь отношение размера сферы к размеру частиц, из которых она состоит, можно управлять процессом сборки и получать сферические оболочки с принципиально отличающимся устройством. Всего авторам удалось смоделировать 43 упаковки из 12–72 частиц, при этом многие из них повторили структуру природных или искусственно синтезированных ранее белковых оболочек. Это подтверждает корректность модели и ее пригодность для разработки новых стабильных белковых наноконтейнеров.
«Наша модель показывает, что, контролируя всего два параметра — размер структурных единиц и размер сферической подложки, на которой они собираются, — можно получать высокосимметричные оболочки с принципиально различным устройством. Например, в оболочке из 32 идентичных структурных единиц частицы образуют обычную треугольную решетку. Простое уменьшение размера частиц, позволяющее разместить 48 структурные единицы на поверхности сферы, приводит к тому, что они уже образуют "узор" из треугольников и квадратов. Причина такого удивительного поведения кроется в сферической геометрии системы, автоматически изменяющей результат "укладки мозаик". Архитектура таких объектов как коллоидосомы, мицеллы и белковые наноконтейнеры имеет решающее значение для выполняемых ими функций, и наша модель дополняет теоретический базис для их эффективного синтеза. В дальнейшем мы планируем исследовать сборку частиц с более сложными взаимодействиями, что должно существенно расширить спектр получаемых оболочек», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Сергей Рошаль, доктор физико-математических наук, профессор кафедры нанотехнологии физического факультета Южного федерального университета.
Разработан новый метод анализа бактериальных биоплёнок на основе ИИ
Сотрудники Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН разработали новый метод анализа бактериальных биоплёнок с использованием искусственного интеллекта. Работа опубликована в журнале npj Biofilms and Microbiomes.
Новый подход позволяет рассматривать бактерии не по отдельности, а как взаимосвязанную систему, что важно для понимания устойчивости инфекций и разработки новых антибактериальных стратегий.
Биоплёнки — это сложные сообщества бактерий, которые образуются на поверхностях и обладают повышенной устойчивостью к антибиотикам. Они играют ключевую роль в хронических инфекциях и биозагрязнении. Однако традиционные методы анализа рассматривают бактерии по отдельности, что не позволяет увидеть общую картину их взаимодействий.
В данной работе предложен принципиально новый подход: биоплёнка описывается как граф — математическая структура, где каждые бактерии представлены как «вершины», а взаимодействия между ними — как «рёбра». Для построения такой модели авторы объединили методы электронной микроскопии и глубокого обучения. Сначала нейросеть (Mask R-CNN) выделяет отдельные клетки на изображении, затем другая модель (BINet) определяет, взаимодействуют ли клетки между собой.
Такой подход позволяет выявлять скрытые закономерности в структуре биоплёнок, которые невозможно заметить при традиционном анализе. Например, исследователи показали, что по характеристикам полученного графа можно определить стадию развития биоплёнки и даже тип поверхности, на которой она образуется. Это открывает возможности для прогнозирования роста бактериальных сообществ и оценки эффективности антимикробных материалов.
Особое значение имеет то, что метод позволяет анализировать не просто отдельные клетки, а всю систему в целом — как организованную сеть взаимодействий. Это приближает исследование биоплёнок к системной биологии и даёт новый инструмент для изучения коллективного поведения микроорганизмов.
https://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=954625c7-0525-47f5-ac36-ce0da4241d75#content
Взаимодействие эпигенома и кишечной микробиоты младенцев влияет на их нейроразвитие
Эпигенетическая регуляция и развитие кишечного микробиома чувствительны к перинатальным воздействиям. Китайские ученые проанализировали связь между эпигеномом младенцев, состоянием их кишечной микробиоты и нервно-психическим развитием. Они обнаружили, что эпигеном младенцев менялся в зависимости от того, были они рождены естественным путем или через кесарево сечение. (Во втором случае микробиом формируется с задержкой, что авторы подтвердили отдельно.) Дифференциальное метилирование наблюдалось в генах, связанных с иммунными реакциями и с развитием нервной системы. Для некоторых генов ученые показали связь между метилированием и рисками РАС и СДВГ, и на эту связь влиял состав микробиома. Однако само кесарево сечение и его влияние через микробиоту нельзя назвать однозначно плохим.
Микробиом человека начинает формироваться при рождении и претерпевает ряд изменений со временем, формируя сложные взаимодействия с организмом хозяина. Кишечная микробиота — одна из самых плотных экосистем — чувствительна к воздействию таких факторов среды, как особенности питания или антибиотики. Она опосредует влияние этих факторов на иммунную систему хозяина и его эпигеном, которые в свою очередь связаны с нервно-психическим развитием. Точные механизмы этой связи оставались неизученными, и коллектив исследователей из Китая проанализировал, как перинатальные факторы и микробиом кишечника младенцев связан с развитием их нервной системы.
Попарное сравнение эпигенома разных подгрупп (плановое или экстренное кесарево сечение и естественные роды) выявило наборы дифференциально метилированных участков во всех случаях. Например, при плановом кесаревом сечении в геноме младенцев было 445 участков с повышенным и 9 — с пониженным относительно естественных родов метилированием.
Характер изменений кишечного микробиома детей, рожденных путем кесарева сечения, указал на задержку созревания их кишечной микробиоты. Также отличалась вертикальная (от матери) передача отдельных видов и штаммов кишечных бактерий. У детей, рожденных естественным путем, пик передачи материнского микробиома приходился на 2–6 месяцев, а к 12 месяцам он снижался. А у детей, рожденных путем кесарева сечения, наблюдалась задержка колонизации кишечника материнскими бактериями. Обмен штаммами между отцами и их детьми усиливался со временем, независимо от способа родов.
Моделирование взаимодействий в оси «эпигеном-микробиом-нейроразвитие» выявило связь между эпигенетическими характеристиками, микробиотой и их влиянием на нейроразвитие. Так, присутствие L. pectinoschiza в 12 месяцев смягчало негативный эффект гиперметилирования SLC5A3 на риск РАС, но оно также опосредовало сам эффект. Ассоциация СДВГ метилирования некоторых генов, связанных с работой нервной системы, ослаблялась присутствием P. distasonis в кишечной микробиоте в 2 месяца.
Таким образом, работа демонстрирует, как сложное взаимодействие эпигенетической регуляции с кишечной микробиотой влияет на нейроразвитие младенца.
https://www.cell.com/cell-press-blue/fulltext/S3051-3839(26)00007-1
Липиды, выделенные из полярной морской звезды, способны защищать клетки сердечной мышцы
Сотрудники Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН (Владивосток) выделили из полярной морской звезды Leptasterias polaris acervata два новых цереброзида — сложных липида, играющих важную роль в построении клеточных мембран и межклеточной коммуникации. Результаты опубликованы в Journal of Natural Medicines.
Исследование показало, что эти соединения, названные лептастериацереброзидами А и В, обладают выраженным кардиопротекторным потенциалом. В экспериментах на культурах клеток сердечной мышцы лептастериацереброзид А эффективно защищал их от повреждения, вызванного недостатком кислорода. Лептастериацереброзид В продемонстрировал способность подавлять воспалительные процессы в клетках сердца, блокируя сигнальный путь NF-κB — ключевой регулятор иммунного ответа.
Примечательно, что все выделенные вещества также показали высокую эффективность в подавлении активности уреазы — фермента, избыточная активность которого в почве приводит к быстрому разложению азотных удобрений. Полученные результаты открывают перспективы для поиска как новых лекарственных препаратов, так и агрохимических добавок на основе морских природных соединений.
Морские звёзды давно привлекают внимание исследователей как источник уникальных биологически активных молекул. Обитая в экстремальных условиях холодных вод и высокого давления, эти животные выработали особые механизмы выживания, синтезируя соединения, не встречающиеся у наземных организмов. Сфинголипиды, к которым относятся обнаруженные цереброзиды, выполняют в клетках морских звезд важные функции: они участвуют в межклеточном узнавании, передаче сигналов и поддержании целостности мембран. Именно структурные особенности этих липидов — наличие гидроксилированных и ненасыщенных цепей — определяют их высокую биологическую активность.
Анализ взаимосвязи структуры и активности выявил интересные тенденции: среди соединений с разной длиной углеводородной цепи наблюдалось снижение эффективности при её удлинении. В свою очередь, наличие дополнительной гидроксильной группы усиливало защитные свойства. Эта тонкая структурная зависимость дает исследователям ключ к пониманию механизмов действия природных соединений и открывает возможности для направленного поиска наиболее перспективных молекул. Однако, как отмечают авторы, эти наблюдения носят предварительный характер и требуют дополнительной проверки в будущих исследованиях.
Хотя до создания лекарств на основе выделенных веществ ещё далеко, работа вносит важный вклад в понимание фармакологического потенциала глубоководных организмов. Следующим этапом станет изучение детальных механизмов действия обнаруженных соединений и проверка их эффективности в более сложных моделях, приближенных к условиям живого организма.
https://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=5f6100c1-795a-4041-84b9-1445284eb9d0#content
https://link.springer.com/article/10.1007/s11418-025-01988-2
Генная терапия нормализовала состояние мышей с GTPBP3-опосредованным митохондриальным заболеванием
Исследователи из Китая выявили у 13-месячной пациентки, поступившей в отделение интенсивной терапии с лихорадкой, одышкой, цианозом, судорогами, нарушением сознания и снижением мышечного тонуса, две разные мутации в гене GTPBP3. Фермент GTPBP3 вносит модификации в митохондриальные тРНК. Обе мутации вызывали структурные изменения белка GTPBP3, его мультимеризацию, агрегацию и убиквитин-опосредованную деградацию. В результате нарушалась трансляция митохондриальных генов, структура и функции митохондрий. Авторы получили мышей с теми же мутациями, что и у пациентки. У таких мышей развивались кардиомиопатия и мышечная слабость. Но при введении рабочей копии Gtpbp3 с помощью вирусного вектора работа их митохондрий, сердца и мышц восстанавливалась.
Митохондриальный геном (мтДНК) содержит два гена рРНК и 22 гена тРНК. Человеческие мт-тРНК проходят 18 типов посттранскрипционных модификаций, необходимых для приобретения ими правильной архитектуры. Неустойчивая позиция 34 чаще всего подвергается модификации. Две митохондриальные тРНК (тРНКLeu(UUR) и тРНКTrp) содержат 5-тауринометилуридин (τm5U), а три митохондриальные тРНК (тРНКGlu, тРНКGln и тРНКLys) преимущественно содержат 5-тауринометил-2-тиоуридин (τm5s2U) в положении U34. Эти модификации вносят ферменты GTPBP3 и MTO1. Причем у человека GTPBP3 и MTO1 формируют комплекс.
Делеция гена MTO1 у рыбок данио, Caenorhabditis elegans и мышей приводит к гипомодификации тРНК, нарушает митохондриальную трансляцию, вызывая дефекты окислительного фосфорилирования и кардиомиопатию. Генетические мутации MTO1 у человека связаны с различными патологиями, включая гипертрофическую кардиомиопатию, лактатный ацидоз, оптическую нейропатию и когнитивные нарушения. Снижение уровня экспрессии GTPBP3 в клетках млекопитающих и в рыбках данио приводит к дефициту CI, дисфункции митохондрий и аномальному развитию клеток сердца.
Авторы экспрессировали GTPBP3 в клеточной линии с мутацией N374D. Это восстановило способность клетки модифицировать РНК и нормализовало работу митохондрий, чего не происходило, если экспрессировать в клетках GTPBP3 с нарушенной каталитической функцией.
Через 11–12 недель после рождения мутантные мыши весили меньше, чем мыши дикого типа, и эта разница возрастала со временем. Эти мыши жили меньше (36 недель для E/E и 25 недель для E/N), у них была нарушена работа сердца, скелетных мышц и митохондрий.
Ген, кодирующий Gtpbp3 дикого типа, поместили в аденоассоциированный вирусный вектор (rAAV9-Gtpbp3). Вектор вводили мышам E/N через 30 дней после рождения. У них восстанавливалась морфология и работа сердца. Модификация τm5U снова детектировалась в их клетках. Морфология митохондрий приходила в норму, как и клеточное дыхание.
Таким образом, авторы выявили две патогенные мутации в человеческом GTPBP3. Обе мутации вызывали локальные структурные изменения, мультимеризацию белка в растворе, агрегацию и убиквитин-опосредованную деградацию в клетках. Более того, обе мутации, особенно N374D, значительно нарушали трансляцию митохондриальных генов, структуру и функции митохондрий. Гомозиготная мутация N374D летальна еще во время эмбрионального развития, тогда как у гомозиготных мышей E/E или гетерозиготных мышей E/N развиваются кардиомиопатия и мышечная слабость. Авторы продемонстрировали на мышах, что опосредованная вирусом экзогенная экспрессия Gtpbp3 почти полностью обращает вспять митохондриальную, сердечную и мышечную дисфункцию, открывая новые перспективы для лечения митохондриальных заболеваний, связанных с GTPBP3.
Женская хромосома вредителя сибирских лесов оказалась «правнучкой» мужской
Сотрудники Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск) с коллегами выяснили, что женская половая хромосома сибирского шелкопряда — опасного вредителя лесов — произошла от её мужского «аналога». К такому выводу авторы пришли, расшифровав геном насекомого и сравнив последовательности его мужских и женских хромосом между собой и с хромосомами родственных видов.
Это открытие позволяет лучше понять, как генетически определяется пол у насекомых, и потенциально может помочь в поиске методов борьбы с вредителями лесов. Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution.
Чешуекрылые, или бабочки составляют около 10 % всех известных видов живых существ. Несмотря на такую многочисленность и распространённость, до сих пор учёным мало что известно о механизмах формирования пола у разных видов. У людей мужской пол определяется хромосомами XY, а женский — ХХ. У большинства бабочек женский пол обозначается комбинацией хромосом WZ, а мужской — ZZ. Однако женские W-хромосомы у разных видов сильно отличаются, и их последовательности часто оказывается сложно «прочитать». Поэтому долгое время оставалось непонятно, как эти хромосомы возникли и как эволюционируют.
Авторы работы впервые расшифровали последовательность W-хромосомы сибирского шелкопряда — опасного вредителя хвойных лесов, широко распространённого на территории России. Они извлекли ДНК из самки этого насекомого и с помощью нескольких высокоточных технологий «чтения» генома определили последовательности 30 хромосом, в которых собрана вся генетическая информация сибирского шелкопряда.
«Важный практический результат нашей работы состоит в том, что мы обнаружили гены бактерии вольбахии, встроенные в женскую хромосому сибирского шелкопряда. Поскольку вольбахия умеет „управлять” размножением насекомых, и у данного вида уровень её встречаемости невероятно высок, возможно, данный микроорганизм вовлечен в эволюцию полового размножения сибирского шелкопряда. В дальнейшем мы хотим понять роль этого микроорганизма в сравнении с другими близкородственными видами. Кроме того, расшифровка генома на хромосомном уровне самого важного вредителя леса нашей страны открывает огромные перспективы для разработки и последующего внедрения молекулярных подходов к управлению численностью его популяций», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Вячеслав Мартемьянов, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией экологической физиологии ИСиЭЖ СО РАН.
https://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=ca093562-96ea-47db-a6eb-9ab2310276b2#content
*Для иллюстрации использовалась фотография Rogelio Moreno, Spore sacs (sporangia) of a fern.
16th Place 2025 Photomicrography Competition