
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

Выяснилось, что суша вокруг Аральского моря... стремительно поднимается
И ученые сумели разгадать эту удивительную загадку природы....

В каменных гробницах древней Ирландии похоронены вовсе не те, о ком думали ученые
Генетический анализ переписывает историю неолита....

Тайна последнего Папы: сбудется ли пророчество XII века?
Три Петра, один престол: что об этом говорят историки и сам Ватикан?...

Что 220 дней в космосе сделали с 70-летним мужчиной?
Старейший астронавт NASA возвратился на Землю....

Застукали: антарктического гигантского кальмара впервые запечатлели в естественной среде
Прошёл век после открытия вида....

Невероятная история единственного человека, которому удалось проникнуть в Зону 51
Джерри Фримен не только выбрался оттуда, но и рассказал, что увидел....

«Двух монстров» засняли на камеру в знаменитом шотландском озере
Ученые не верят, но кого тогда видел очевидец?...

Американские военные приступили к строительству орбитального авианосца
Пентагон говорит, что это исключительно ради мира. Но эксперты прогнозируют военную эскалацию в космосе....

Оказывается, римляне периодически врали о своих победах в исторических хрониках
Недавно археологи обнаружили в Судане очередное яркое тому подтверждение....

Бетон в туннелях для автотранспорта гниёт удивительно быстро
Казалось бы прочный материал гложут микробы....

Китай испытал новейшую водородную, но не ядерную бомбу
Кто-то говорит, что это инновация, а кто-то, что такое уже было в СССР....

Ученые заставили человеческий глаз видеть совершенно новый цвет
Он называется оло, и его практически не описать словами....

Шимпанзе устраивают пьяные вечеринки
Похоже, у человека и близких видов это в крови....

Вороны еще раз подтвердили свою гениальность
Исследование показало, что эти птицы отлично распознают… геометрические фигуры....

Ученые доказали: вода на Земле не из космоса, а своя собственная
Она зародилась «автоматически». И это в корне меняет теорию жизни во Вселенной....

Нюхали чужие футболки: женщины полагаются на запах при выборе друзей
Наука требует странных опытов....