
Вирус с огромным геномом научили программировать клетки на исцеление
Ученые создали модифицированный вирус, который может переносить в 20 раз больше ДНК, чем существующие вирусы, используемые для генной терапии. Это может позволить делать сложные изменения в клетках за один шаг.
Вирусы — не только причина многих болезней, но и полезный инструмент для биологов и медиков. Они могут доставлять в клетки человека различные молекулы, которые могут изменять их свойства или функции. Это называется клеточной или генной терапией.
Однако у вирусов есть ограничение: они не могут переносить слишком длинные цепочки ДНК. Это проблема для тех случаев, когда нужно заменить или добавить целый ген или несколько генов в клетку. Например, у некоторых людей есть наследственное заболевание, которое вызывает постепенное ослабление мышц — миодистрофия Дюшенна. Оно связано с мутациями в гене, который кодирует белок дистрофин. Чтобы создать генную терапию для этого заболевания, нужно доставить в клетки ДНК длиной около 11 000 пар оснований — это больше, чем помещается в существующих вирусах.
Но теперь ученым удалось создать вирус, который может переносить ДНК длиной до 171 000 пар оснований — это примерно в 20 раз больше, чем у крупнейших известных вирусов, используемых для генной терапии. Кроме того, этот вирус может переносить более 1000 других молекул, таких как РНК и белки.
— Венигалла Рао из Католического университета Америки в Вашингтоне.
Для создания такого вируса ученые использовали фаг — это особый тип вируса, который заражает только бактерии. Фаг имеет форму капсулы с хвостом и ножками. Ученые изменили фаг таким образом, что он стал способен проникать в клетки человека и доставлять им свой груз.

Модель бактериофага Т4, на котором основан вирус для генной терапии
Груз фага может состоять из разных молекул: ДНК, РНК, белков или комбинации их. ДНК может быть как линейной, так и кольцевой. Кольцевая ДНК называется плазмидой и может самостоятельно существовать и размножаться в клетке. Плазмида может нести гены, которые изменяют свойства клетки или заставляют ее вырабатывать полезные вещества. РНК может быть как информационной, так и функциональной. Информационная РНК переносит информацию от ДНК к рибосомам — местам синтеза белков. Функциональная РНК может регулировать активность генов или участвовать в реакциях в клетке. Белки могут выполнять разные функции: структурные, катализаторы, рецепторы, антитела и т. д.
Ученые показали, что модифицированный фаг может эффективно доставлять свой груз в разные типы клеток человека: мышечные, нервные, кроветворные и другие. Они также проверили безопасность фага на мышах и не обнаружили никаких побочных эффектов.
— Венигалла Рао.
Такой вирус поможет лечить разные заболевания, связанные с нарушением работы генов или клеток. Например, при болезни Паркинсона, доставив в нейроны гены, которые защищают их от вымирания. Или он может помочь при раке, транспортировав в опухоль гены, которые активируют иммунную систему или вызывают самоубийство раковых клеток.
Вирусы — не только причина многих болезней, но и полезный инструмент для биологов и медиков. Они могут доставлять в клетки человека различные молекулы, которые могут изменять их свойства или функции. Это называется клеточной или генной терапией.
Однако у вирусов есть ограничение: они не могут переносить слишком длинные цепочки ДНК. Это проблема для тех случаев, когда нужно заменить или добавить целый ген или несколько генов в клетку. Например, у некоторых людей есть наследственное заболевание, которое вызывает постепенное ослабление мышц — миодистрофия Дюшенна. Оно связано с мутациями в гене, который кодирует белок дистрофин. Чтобы создать генную терапию для этого заболевания, нужно доставить в клетки ДНК длиной около 11 000 пар оснований — это больше, чем помещается в существующих вирусах.
Но теперь ученым удалось создать вирус, который может переносить ДНК длиной до 171 000 пар оснований — это примерно в 20 раз больше, чем у крупнейших известных вирусов, используемых для генной терапии. Кроме того, этот вирус может переносить более 1000 других молекул, таких как РНК и белки.
Мы можем сочетать все эти компоненты в одной частице и стремиться не только к лечению, но и к излечению
— Венигалла Рао из Католического университета Америки в Вашингтоне.
Для создания такого вируса ученые использовали фаг — это особый тип вируса, который заражает только бактерии. Фаг имеет форму капсулы с хвостом и ножками. Ученые изменили фаг таким образом, что он стал способен проникать в клетки человека и доставлять им свой груз.

Модель бактериофага Т4, на котором основан вирус для генной терапии
Груз фага может состоять из разных молекул: ДНК, РНК, белков или комбинации их. ДНК может быть как линейной, так и кольцевой. Кольцевая ДНК называется плазмидой и может самостоятельно существовать и размножаться в клетке. Плазмида может нести гены, которые изменяют свойства клетки или заставляют ее вырабатывать полезные вещества. РНК может быть как информационной, так и функциональной. Информационная РНК переносит информацию от ДНК к рибосомам — местам синтеза белков. Функциональная РНК может регулировать активность генов или участвовать в реакциях в клетке. Белки могут выполнять разные функции: структурные, катализаторы, рецепторы, антитела и т. д.
Ученые показали, что модифицированный фаг может эффективно доставлять свой груз в разные типы клеток человека: мышечные, нервные, кроветворные и другие. Они также проверили безопасность фага на мышах и не обнаружили никаких побочных эффектов.
Это очень универсальный и гибкий инструмент для клеточной и генной терапии
— Венигалла Рао.
Такой вирус поможет лечить разные заболевания, связанные с нарушением работы генов или клеток. Например, при болезни Паркинсона, доставив в нейроны гены, которые защищают их от вымирания. Или он может помочь при раке, транспортировав в опухоль гены, которые активируют иммунную систему или вызывают самоубийство раковых клеток.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

Учёные говорят, что обнаружили огромный тайный город под египетскими пирамидами
Проверять пока не разрешили....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Гигантский айсберг скрывал древнюю живую экосистему
Губки и кораллы благоденствуют на обнажившемся морском дне в месте, ранее недоступном взгляду....