Обзор: "НАУКА и ОБЩЕСТВО". НАУКА. 11
374 Российские ученые создали молекулы, мешающие коронавирусу копировать свой геном; метастатический рак печени, охарактеризованный в мультиомиксном исследовании; «Генетика делает персонализированную медицину наукой» интервью с академиком Вадимом Степановым - в последнем обзоре "НиО" 2023 года.
Российские ученые создали молекулы, мешающие коронавирусу копировать свой геном. Открытие позволяет использовать аналогичные цепочки нуклеотидов в качестве основы для универсальных лекарств от ковида, рассказали в МФТИ
Молекулярные биологи из России разработали несколько коротких цепочек из нуклеотидов, которые меняют структуру одного из самых стабильных участков в цепочке РНК коронавируса, что мешает ему копировать свой геном. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Как мы знаем, вирус постоянно мутирует, и даже вакцины теряют свою эффективность. Наши лекарства ее не потеряют, так как они реагируют на очень важную и консервативную структуру - псевдоузел в РНК коронавируса. За всю историю пандемии кодирующая эту структуру геномная последовательность практически не изменилась", - пояснила научный сотрудник ФНКЦ физико-химической медицины имени Лопухина (Москва) Екатерина Книжник, чьи слова приводит Центр научной коммуникации МФТИ.
Разработанные Книжник и ее коллегами молекулы представляют собой короткие цепочки, состоящие из молекул так называемых замкнутых нуклеиновых кислот. По своей природе они представляют собой близкие аналоги "букв" РНК и ДНК, модифицированные таким образом, что они приобретают повышенную стабильность. Цепочки из этих нуклеотидов, способные блокировать "чтение" определенных генов, сейчас рассматриваются в качестве основы для лекарств от рака.
Российские ученые заинтересовались, можно ли использовать цепочки из замкнутых нуклеиновых кислот для того, чтобы вывести из строя один конкретный участок в геноме коронавируса, отвечающий за сборку двух цепочек аминокислот, pp1a и pp1ab, которые играют важную роль в процессе сборки новых вирусных частиц. Данный регион РНК коронавируса при этом устроен таким образом, что он заплетается в особую петлю, которую биологи называют "псевдоузлом".
Присутствие "псевдоузла" заставляет рибосомы, клеточные белковые сборочные машины, переключаться между программами сборки pp1a и pp1ab. Российские биологи проверили, можно ли заблокировать эту петлю и тем самым нарушить процесс синтеза этих вирусных белков. Для решения этой задачи ученые изучили структуру "псевдоузла" и выявили в нем слабое место, которое можно было заблокировать при помощи короткой цепочки нуклеотидов, содержащей замкнутые нуклеиновые кислоты или их аналоги.
В результате этого исследователям удалось создать несколько молекул, которые активно блокировали взаимодействия между "псевдоузлом" и рибосомами и благодаря этому значительным образом замедляли размножение SARS-CoV-2 в двух типах культур человеческих клеток. Это позволяет использовать аналогичные цепочки нуклеотидов в качестве основы для универсальных лекарств от коронавируса, не теряющих эффективность долгое время, подытожили ученые.
Метастатический рак печени, охарактеризованный в мультиомиксном исследовании
Используя мультиомиксный подход, команда из Китая выявила молекулярные особенности, обнаруживаемые внутри и между опухолей метастатической гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) с течением времени, выявив различные клоны опухоли, демонстрирующие раннее метастатическое распространение.
"Метастазы ГЦК традиционно рассматриваются как конечный продукт заболевания", - объяснил Юньфань Сун, исследователь по хирургии печени из Института рака печени Университета Фудань, в электронном письме. "Однако наши данные показывают высокую степень генетической дивергенции между первичными HCC и метастазами, отражая, что метастатические предшественники появляются на ранних этапах эволюционной истории".
Как было сообщено в журнале Cancer Cell 14 декабря, соавтор Сан и его коллеги использовали секвенирование экзома и РНК для профилирования 461 зафиксированной формалином и залитой парафином опухолевой области у 182 человек с метастатическими ГЦК (mHCC) опухолями легких, костей, головного мозга, почек, надпочечников, лимфатических узлов, селезенка, диафрагма или брюшина.
Основываясь на геномных и транскриптомных профилях, которые были проанализированы в сочетании с цифровым пространственным профилированием (DSP), гистопатологией, репертуаром Т-клеточных рецепторов и данными одноклеточного RNA-seq о метастатических опухолях, команда охарактеризовала генетическую гетерогенность, обнаруженную в опухолях mHCC.
Отмечено, что "неоадъювантная терапия у пациентов с резектабельным ГЦК может замедлить прогрессирование опухоли и предотвратить дальнейшее распространение раковых клеток", например, в то время как "послеоперационная адъювантная терапия может помочь устранить минимальную остаточную болезнь".
Помимо нового понимания опухолевых изменений, присутствующих при внепеченочных метастазах ГЦК, исследователи продолжили изучение взаимосвязей между этими особенностями опухоли, иммунной системой и микроокружением опухоли.
Хотя опухоли mHCC часто отличались высокой внутриопухолевой гетерогенностью (ITH), которая, как ожидалось, будет продуцировать неоантигенные мишени для иммунной системы, например, их результаты выявили снижение иммунных реакций Т—клеток на опухоли с высоким ITC, высоким содержанием неоантигена - эффект, который они приписывали измененным способностям презентации антигена.
Новые результаты могут также дать неоантигенные подсказки для прогнозирования ответов mHCC на иммунотерапию контрольными точками.
https://www.genomeweb.com/sequencing/metastatic-liver-cancer-characterized-multiomic-study
Академик Вадим Степанов: «Генетика делает персонализированную медицину наукой»
«Последние лет 15 я занимаюсь популяционной геномикой на стыке с медициной: пытаюсь понять, каким образом история формирования нашего генофонда связана с распространением, высокой частотой болезней в современной популяции. Это один из подходов, реализующий относительно новое направление ― эволюционную медицину», - рассказал директор Томского национального исследовательского медицинского центра Вадим Степанов. «В значительной степени нашим болезням в современном обществе мы обязаны нашему предковому генофонду… Наш геном не успел адаптироваться к этим быстрым средовым изменениям. И вот гены, которые в условиях дефицита пищевых ресурсов, в условиях определенной инфекционной нагрузки были выгодны там, здесь оказались невыгодными, превратились в гены болезни. Сейчас процесс изменения среды тоже активно продолжается. Биомедицина должна найти подходы ко всему этому».
Фазированные вторичные малые интерферирующие РНК у Camellia sinensis var. assamica
Фазированные вторичные малые интерферирующие РНК (фазиРНК) в растениях играют важную роль в регуляции стабильности генома, развитии растений и адаптации к стрессу. Camellia sinensis var. assamica (чайный куст, индийская разновидность) имеет огромное экономическое, медицинское и культурное значение. Однако до сих пор нет исследований фазиРНК и их предполагаемых функций в этом ценном растении. Идентифицированы 476 и 43 фазиРНК -локуса, которые генерировали 4290 двадцати одного нуклеотида (nt) и 264 двадцать четыре nt-фазиРНК соответственно. Более того, анализ деградома выявил более 35000 потенциальных мишеней для этих фазиРНК. В этом исследовании были идентифицированы несколько консервативных путей генерации фазиРНК длиной 21 нт в чайном растении, включая miR390 → TAS3, miR482/miR2118 → NB-LRR, miR393 → F-box, miR828 → MYB/TAS4 и miR7122 → PPR. Кроме того, обнаружено, что некоторые гены транспозазы и мобильного домена растений могут генерировать фазиРНК. Результаты показывают, что фазиРНК нацелены на гены одного семейства цис- или транс-способами, и разные члены одного и того же семейства генов могут генерировать одни и те же фазиРНК. ФазиРНК, генерируемые генами транспозазы и мобильного домена растения, и их мишени позволяют предположить, что фазиРНК могут быть вовлечены в ингибирование транспозируемых элементов в чайном растении. Подводя итог, можно сказать, что эти результаты дают всестороннее представление о фазиРНК у Camellia sinensis var. assamica.