Popular Mechanics (23.07.2026) рассказывает:
«В новом исследовании, проведенном учеными из Калифорнийского университета в Сан-Диего, подробно описана общедоступная эталонная карта генома, отслеживающая влияние 11 692 экспрессируемых генов на индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека.
Плюрипотентные стволовые клетки играют центральную роль в регенеративной медицине, поскольку они способны дифференцироваться в другие клетки сердца, легких, почек и даже глаз.
Есть надежда, что эта карта предоставит будущим исследователям ресурсы, необходимые для создания виртуальных клеточных моделей для изучения различных заболеваний».
Для понимания человеческого организма на самом фундаментальном уровне недостаточно знать, какие гены мы несем. Ученым также необходимо понять, как эти гены на самом деле работают, включаясь и выключаясь, чтобы формировать клетки, из которых состоят наши ткани и органы. Развитие этого понимания шло медленно, поскольку чрезвычайная сложность системы опережала доступные инструменты для ее изучения. Но новые исследования в области геномного картирования значительно сокращают этот разрыв.
Самым значительным достижением в этой области остается Проект «Геном человека» — 13-летняя работа, в ходе которой был составлен полный генетический код человека, положившая начало новой эре персонализированной медицины и завершенная в 2003 году. Но на этом составление карты не закончилось. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Biotechnology , международная группа ученых под руководством исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) успешно создала «геномную эталонную карту» для отслеживания того, как отдельные гены контролируют стволовые клетки человека. Эта карта с открытым доступом поможет ученым быстро создавать виртуальные модели клеток и значительно ускорить изучение различных заболеваний.
«Созданная нами карта служит инструментом для выдвижения гипотез — это отправная точка для понимания того, что делает тот или иной ген, и какие гены могут быть перспективными мишенями для дифференцировки клеток в интересующие их состояния», — заявил в пресс-релизе Йеш Доктор, аспирант Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавтор статьи. «Ученые могут использовать ее для поиска функций генов и построения гипотез на их основе, вместо того чтобы проводить эксперименты самостоятельно».
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека являются одними из самых мощных инструментов современной биологии. Созданные путем перепрограммирования обычных взрослых клеток обратно в гибкое, эмбрионоподобное состояние, они затем могут быть направлены на превращение практически в любой тип клеток организма: нейроны, сердечную мышцу, сетчатку, глаза и многое другое. Эта универсальность делает их незаменимыми для регенеративной медицины, тестирования лекарств и моделирования заболеваний, поскольку исследователи могут выращивать клетки, специфичные для пациента, в чашке Петри и изучать заболевания без инвазивных процедур. Однако, несмотря на все их многообещающие перспективы, генетические инструкции, управляющие трансформацией этих клеток, остаются в значительной степени неизученными. Новая карта меняет это, предоставляя ученым исчерпывающий справочник для определения того, какие гены определяют какие клеточные процессы, и значительно ускоряя путь от лабораторного открытия к терапевтическому применению.
Для создания этой карты ученые использовали метод, называемый интерференцией кластерных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов (CRISPRi), чтобы временно включать и выключать определенные гены, не разрезая и не изменяя их навсегда. Команда повторила этот процесс CRISPRi с 11 692 экспрессируемыми генами в 2,5 миллионах отдельных клеток. Команда сгруппировала гены на основе молекулярных характеристик и функций и даже сделала несколько собственных открытий, включая выделение ранее скрытых генов метаболизма и самообновления.
«В результате получился своего рода справочный атлас», — заявил Прашант Мали из Калифорнийского университета в Сан-Диего в пресс-релизе. «Это способ узнать, как изменение практически любого гена влияет на поведение стволовой клетки, измеряемое здесь как воздействие на весь ее транскриптом».
На практике это означает, что исследователям больше не нужно тратить месяцы на проведение отдельных экспериментов, чтобы узнать, как работает тот или иной ген внутри стволовой клетки. Вместо этого они могут обратиться к карте, быстрее формулировать гипотезы и быстрее продвигаться к разработке методов лечения.
Карта может помочь исследователям выявить генетический триггер дегенеративного заболевания, проводить скрининг лекарственных препаратов без тестирования на животных или создавать замещающие ткани для пациентов, у которых в настоящее время нет вариантов лечения. Для области, чьи самые большие прорывы часто замедлялись из-за простого метода проб и ошибок в фундаментальных исследованиях, инструмент, который сжимает годы подготовительной работы в удобный для поиска справочник, может оказаться революционным.
***
Открытие действительно революционное.
Но даже то краткое его описание, которое даётся в статье, показывает, что при злонамеренном его использовании это открытие может быть превращено в инструмент биологической войны.
