научные открытия

Источник: [2].

В 2024 году журнал Science назвал Ленакапавир научным «прорывом года». Это препарат для доконтактной профилактики ВИЧ, который вводится инъекционно дважды в год, а также изучается как средство лечения ВИЧ-инфекции. Масштабные клинические испытания, проведенные в июне 2024 года среди африканских девочек-подростков и молодых женщин, продемонстрировали 100% эффективность препарата. Три месяца спустя аналогичные испытания, охватившие представителей обоих полов на четырех континентах, подтвердили эффективность на уровне 96%.

Успех препарата стал возможен благодаря фундаментальным исследованиям по изучению структуры и функций капсидного белка ВИЧ — основной мишени Ленакапавира. Поскольку капсид, то есть белковую оболочку, имеют многие вирусы, это изобретение открывает перспективы для разработки аналогичных препаратов против других вирусных заболеваний.

Рис. 1. «Карта» мозга дрозофилы. Источник: [3].

Рис. 2. Мозг восьминедельной мыши. Источник: [4].

В октябре 2024 года международная группа ученых построила самую детализированную на сегодня «карту» мозга плодовой мушки (Drosophila melanogaster), охватившую около 140 тысяч нейронов и почти 55 миллионов связей между ними (Рис. 1). Это позволяет глубже понять, как мозг обрабатывает информацию, принимает решения и хранит воспоминания. Создание такой «карты» заняло у ученых около 10 лет. Для этого они извлекли мозг дрозофилы, покрыли его смолой и, разрезав на ультратонкие слои, сфотографировали с помощью электронного микроскопа. На основе более миллиона снимков удалось воссоздать трёхмерную модель мозга.

В сочетании с транскриптомикой отдельных клеток и другими методами, такие карты позволяют визуализировать активность генов в каждой клетке мозга. Так, другая команда ученых разработала метод, который позволяет получать трехмерные изображения мозга мыши с разрешением с разрешением в одну клетку, одновременно анализируя активность генов в каждой отдельной клетке мозга путем детекции мРНК (Рис. 2).

Источник: [5].

2024 год ознаменовался важными открытиями в разработке вакцин против меланомы и других видов рака. Эти вакцины стимулируют иммунную систему для борьбы с раком и могут быть как превентивными, так и уничтожать уже существующие опухоли, выполняя роль лекарств.

Учёные из Оксфордского университета получили финансирование на разработку первой в мире вакцины для профилактики рака яичников. Она будет применяться как для профилактики среди здоровых женщин, так и для лечения ранних стадий заболевания. Кроме того, активно разрабатываются мРНК-вакцины: в семи странах проводят испытания мРНК-вакцины от рака лёгких, а в Великобритании впервые пациенту ввели персонализированную мРНК-вакцину против меланомы. Вакцина mRNA-4157 (V940) в комбинации с препаратом Кейтруда на 49% снизила риск смерти у пациентов с рецидивирующей меланомой. Центр Гамалеи в России также заявил о разработке аналогичной мРНК-вакцины.

Источник: [6].

Интеграция CRISPR с искусственным интеллектом (ИИ) открывает новые возможности для генной терапии, улучшая как поиск новых систем CRISPR-Cas, так и создание более совершенных искусственных вариантов.

Так, с помощью ИИ ученые под руководством Дженнифер Дудны, лауреата Нобелевской премии за разработку технологии CRISPR-Cas9, открыли новый класс белков Cas13. Эти белки в два-три раза меньше известных аналогов и представляют собой «предковую» форму Cas13.

Исследователи из американской компании Profluent Bio использовали ИИ для создания новых Cas-белков. С помощью нейросети ProGen2 они сгенерировали миллионы новых последовательностей и отобрали самые эффективные редакторы генома. Созданный нейросетью белок OpenCRISPR-1 оказался на 95% точнее традиционного CRISPR-Cas9 и практически не вносит ошибок при редактировании ДНК. Подробнее об «искусственных» CRISPR-Cas читайте в нашем материале.

Источник изображения: [7].

Видео. Бактерии вступают в искусственный симбиоз с грибом. Источник видео: [8], ETH Zurich.

В природе симбиоз между бактериями и другими организмами встречается довольно часто — например, митохондрии в наших клетках и хлоропласты растений произошли от бактерий, которые когда-то образовали взаимовыгодный «союз» с предками эукариот.

Учёные из Швейцарии воссоздали этот процесс в лаборатории, искусственно внедрив бактерию в клетку гриба (Видео). Изначально «отношения» между бактерией и грибом не складывались — бактерия не могла эффективно выживать внутри гриба, а споры с бактериями плохо прорастали. Однако когда учёные начали отбирать для размножения только споры с бактериями, уже через несколько поколений симбиоз укрепился, и грибы с бактериями начали размножаться так же эффективно, как и без них. При этом искусственный симбиоз привёл к генетическим изменениям у обоих организмов.

В будущем такие симбиозы помогут изучать ранние этапы эволюции, а также создавать организмы с полезными свойствами, что позволит повысить устойчивость сельского хозяйства и бороться с загрязнением окружающей среды. Подробнее об этом исследовании узнайте в нашей статье.