Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
6 декабря 2016, вторник, 08:51
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Егор Прохорчук: «Мы прошли большой путь для определения генотипа плода по его ДНК в крови матери»

Обложка отчета, посвященного 71 WorldCon - крупнейшей в мире конференции научных фантастов, которая состоится в конце августа 2013 г. в Сан Антонио (Техас).
Обложка отчета, посвященного 71 WorldCon - крупнейшей в мире конференции научных фантастов, которая состоится в конце августа 2013 г. в Сан Антонио (Техас).

Генетик, молекулярный биолог, заведующий лабораторией геномики и эпигеномики позвоночных Центра «Биоинженерия» РАН, Егор Борисович Прохорчук рассказал корреспонденту Pro Science Максиму Тужикову о новейших методах тестирования эмбрионального развития и о сфере своих научных интересов.  

Егор Борисович, кто вы - генетик? Физик? Биолог?

Я закончил МФТИ, где  нас сначала три года учили хардкоровому "физтеху", а потом началась база – кафедра молекулярной биологии. Я абсолютно не биолог и не скрываю этого, хотя и занимаюсь сейчас молекулярной биологией. В какой-то момент, когда я начинал, я был полностью сконцентрирован на фундаментальных исследованиях. Меня всегда интересовала эпигенетика и, в первую очередь, метилирование ДНК: что происходит и как это интерпретируется. Этот интерес я пытаюсь пронести в своей деятельности, в работе лабораторий, которыми руковожу. 

У меня есть опыт сотрудничества с лабораториями Англии и Америки, я езжу на конференции по эпигенетике, - очень важно понимать, о чем идет речь и в моей части по метилированию ДНК. Стараюсь поддерживать и аспирантов, мы проводим с ними регулярные journal club, когда берем только что вышедшую статью и разбираем ее. 

Вы говорите, что вас всегда интересовала эпигенетика - почему?

Эпигенетика – это то, что “над” генетикой: уровень молекулярно-генетических исследований. Какая это клетка, какой ее тип определяется экспрессией генов; их включенность, регуляция активности - все то, что “над” ДНК. 

Есть несколько уровней регуляции экспрессии генов. Сейчас известно о трех основных механизмах. Первый – гистоновый код. Гистоны,- те белки, на которые “намотана” ДНК, которая ведь не просто молекула, а сложная трехмерная структура. Гистоны могут быть модифицированы. Гистоновый код – это как бы химическое послание генам.

Второй механизм – метилирование ДНК, то есть одна из модификаций ДНК, которая без изменения самой последовательности, приводит к изменению функционального статуса расположенных поблизости генов. В Центре «Биоинженерия» РАН мы исследуем влияние метилирования генома на основополагающие процессы, протекающие в живой клетке. Сейчас мы приходим к пониманию, что происходит с метилированием во время эволюции: как, например, влияют соли на эпигенетические механизмы, может ли эволюция в морской воде происходить быстрее, чем в пресной.

Сейчас мы приходим к пониманию, что происходит с метилированием во время эволюции: как, например, влияют соли на эпигенетические механизмы, может ли эволюция в морской воде происходить быстрее, чем в пресной

Как интерпретируется метилирование ДНК машиной для транскрипции; есть ли белковые факторы, которые специфически узнают метилированные цитозины  и  как они дальше сигнализируют, передают каким-то другим белкам - все эти вопросы мне очень интересны. Наконец, третий уровень регуляторных механизмов - это РНК-интерференция: подавление экспрессии гена на стадии транскрипции в процессе синтеза РНК. 

Насколько ваши исследования могут сейчас влиять на жизнь "обыкновенного" человека? 

Расскажу на своем примере. У меня двое детей. Некоторое время назад мы с женой узнали, что у нас будет третий ребенок. Моей жене Анне 37 лет, она автоматически попадает в группу риска. После одного из тестов (наверное, на втором месяце беременности) ей  позвонили и сказали: знаете, голубушка, у вас точно будет ребенок с синдромом Дауна, - вообще, без шансов. 

Если сейчас женщина попадает в подобную ситуацию, то ей делают амниоцентез - берут часть плода. Это инвазивная процедура с риском осложнений и заражения с вероятностью один к десяти. Немногие женщины соглашаются на это. 

Однако, к настоящему моменту мы прошли большой путь для определения генотипа плода по крови матери. Оказалось, что в крови матери, даже на сроке в шесть недель, циркулирует определенное количество ДНК плода. Если научиться читать эту информацию, взяв кровь матери, то таким простым и безопасным тестом можно заменить  всю историю, связанную с инвазивной диагностикой. Это должно быть безопасно, надежно и по стоимости сравнимо с тем, что государство тратит на инвазивные процедуры. Так, клинике вся процедура инвазивного тестирования обходится приблизительно в 14 тысяч рублей. Но за эти деньги можно проводить секвенирование свободноциркулирующей ДНК и достаточно надежно прогнозировать заболевания - с вероятностью 99,7%. Благодаря моим возможностям я секвенированил ДНК плода своего ребенка, которому поставили страшный диагноз, - и информация о синдроме Дауна не подтвердилась!

В крови матери, даже на сроке в шесть недель, циркулирует определенное количество ДНК плода. Если научиться читать эту информацию, взяв кровь матери, то можно заменить  всю историю, связанную с инвазивной диагностикой.

Насколько перспективны эти технологии?

Мне кажется, что это очень перспективная история, которую можно внедрить в клиники, обезопасить женщин. Другое дело, что это встретит массу протестов со стороны тех людей, для которых это бизнес: не нужна палата, не нужно госпитализировать, не нужна операция, требуется просто взять кровь. Мы пытаемся найти тех людей, которым это интересно, и которые понимают, что за этим будущее.

Сейчас у нас есть технология, а дальше нужно, чтобы все заработало. Для этого нужна логистика, инфраструктура, нужны десятки секвенаторов, специалисты очень высокого уровня, нужны серверы, биоинформатики, кластеры. И это должно быть оперативно по времени, потому что нужно информировать и принимать решение в течение недели. 

Похоже, это может стать  первым массовым применением технологий секвенирования, когда они действительно востребованы, а не просто дают избыточное количество информации. Когда вы как мышка в гигантском швейцарском сыре ползаете по его дырочкам, количество информации огромно, а что из неё следует – непонятно. 

Нужна логистика, инфраструктура, нужны десятки секвенаторов, специалисты очень высокого уровня, нужны серверы, биоинформатики, кластеры.

Вот ваш геном: 3 млрд букв на дискете; это будет стоить, допустим, 20 тысяч евро. Но когда вы придете с этой информацией к врачу и спросите у него, что у меня с организмом,- вас ждет конфуз, поскольку эта информация пока неперевариваемая; практически невозможно найти врача, который по информации о вашем геноме выдаст рекомендации по лечению и профилактике.

Над чем работают секвенаторы Курчатовского института ?

В Курчатовском институте мы уже отсеквенировали десятки раковых геномов, участвуем в консорциуме по секвенированию рака почки. Условно говоря, врачи дают нам раковую и нераковую ткань, а мы ищем генетические отличия. Данный проект реализуется в рамках международного консорциума, в который входят англичане, французы, шведы, чехи и русские. Это финасируется в рамках европейской седьмой рамочной программы. 

Это технология, за счет которой в Курчатовском институте мы поддерживаем наши возможности по секвенированию. Результат – практический выход: как можно классифицировать опухоль по генотипу, а, уже зная её генотип, можно подобрать правильное лекарство. Цель эксперимента – классифицировать опухоль и понять, какой в  этой опухоли нарушен путь на молекулярном уровне (поэтому лекарство, направленное на другой путь, бессмысленно). Здесь задача - персонифицировать онкологию в зависимости от типа опухоли. В частности, для HER2-положительных опухолей рака груди и HER2-отрицательных будут совершенно разные лекарства. 

В Курчатовском институте мы уже отсеквенировали десятки раковых геномов, участвуем в консорциуме по секвенированию рака почки. Условно говоря, врачи дают нам раковую и нераковую ткань, а мы ищем генетические отличия.

Классификаций рака груди, по итогам последней конференции, уже шесть. Для каждого отдельного вида рака будет свое лекарство, каждый - индивидуален и конкретно под него можно будет подбирать терапию. В таких разработках мы активно участвуем. 

От применения таких технологий в медицине ждут очень многого. Мы занимались и болезнью Альцгеймера. Отсеквенировали геном семьи из Орловской области, у которых на протяжении трех поколений наблюдались признаки болезни Альцгеймера.  

Эта работа продолжается, мы очень надеемся, что сможем дополнить список существующих генетических маркеров этой болезни. Еще одно направление - популяционная генетика. Можно выяснить, что происходит в России с миграцией, отследить исторические закономерности. Такие темы более философские и связаны уже с конвергенцией наук, с формированием обозначенных в нашем институте “био-когно”-направлений.

«Генетическое пространство» Евразии. Каждая точка - геном одного человека. Анализ генома был проведен по 300 000 однонуклеотидных полиморфизмов с помощью микроматриц ДНК. Таким образом все образцы можно было разместить в пространстве размерности 300 000. Методом «основных компонент» (Principal Component Analysis) это пространство «свернуто» до двухмерного так, чтобы минимальным образом деформировать генетические расстояния между индиви-дуальными образцами. Принадлежность образца этнической группе показана разными цветами. Образцы группируются таким образом, что генетические расстояния напоминают географические расстояния между соответствующими этносами

 

Еще занимаемся характеристикой осетров Каспийского моря: в Иране утверждают, что вылавливают эндемический вид (представители которого обитают на относительно ограниченном ареале – Полит.ру) и что эндемики не подвергаются мораторию на вылов.  А мы, - что иранцы вылавливают наших – осетр у нас нерестится, кормится и идет к их побережью. Мы хотели разобраться, так ли это. 

Мы отсеквенировали матричную РНК нескольких русских и иранских осетров, нашли полиморфные однонуклеотидные вариации. Их использовали в качестве маркеров для классификации около сотни рыб, выловленных в разных акваториях Каспийского моря. В результате мы пришли к определенным выводам и смогли классифицировать осетров.

Чувствую, что в Курчатовском институте мы будем постепенно перемещаться к работам с древними ДНК, т.е. смещаться в сторону антропологии и палеонтологии. Мне интересны и вопросы молекулярной проблемы памяти, - то чем занимается К.В. Анохин (руководитель отдела нейронаук НИЦ «Курчатовский институт»). Правда, если  у него - физиология,то мне было бы интересно понять, что происходит с эпигенетическими маркерами. Есть идея, что маркеры – это механизм закрепления памяти, что в ДНК нет изменений, но что-то происходит с экспрессией генов. 

Для происхождения лошадей, их одомашнивания есть интересные модели. Мы сейчас частично секвенируем лошадь из Якутии, которая очень долго жила при холоде. В результате мы можем понять, какие гены у лошадей могли отвечать за адаптацию к низким температурам и сравнить с геномами других лошадей, той же лошадью Пржевальского, которая не подвергалась таким низким температурам.

(продолжение интервью читайте в январе на polit.ru/proscience

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Facebook Google GPS IBM iPhone PRO SCIENCE видео ProScience Театр Wi-Fi альтернативная энергетика «Ангара» античность археология архитектура астероиды астрофизика Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса визуальная антропология вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология глобальное потепление грибы грипп демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии коронавирус космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. открытия палеолит палеонтология память педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы ракета растения РБК РВК регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы Сингапур смертность Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа эволюция эволюция человека экология эпидемии этнические конфликты этология ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.