"Собираем специфичные вирусы": нижегородские школьники редактируют геном

МОСКВА, 11 дек — РИА Новости. Ульяне Хлыбовой из Нижнего Новгорода только 17 лет, но она совершенно спокойно рассказывает об опыте редактирования генома и сборки вирусов. Для девушки это уже привычная тема — за ее плечами любовь к науке с детства и Гран-при VII Всероссийской конференции "Юные техники и изобретатели": ее проект генной инженерии оказался лучшим из 350 работ, написанных школьниками из 70 регионов России.

Корреспондент проекта "Хорошие новости" поговорил с молодой исследовательницей и ее наставником, педагогом дополнительного образования детского технопарка "Кванториум" в Нижнем Новгороде Сергеем Тарасовым о том, как увлечь школьников такой сложной темой и в каких сферах можно использовать их наработки, а также о том, почему детям наука нравится даже больше, чем взрослым.

Коллективное геномное редактирование

Путь Ульяны в науке начался в нижегородском "Кванториуме", куда она поступила три года назад. По счастливой случайности девушка попала в группу старшего преподавателя кафедры ботаники, физиологии и защиты растений Нижегородской ГСХА Сергея Тарасова. Выбирая темы будущих проектов и успешно защищая первые работы, наставник и ученики сошлись на том, что им всем было бы интересно поработать с генами.

«

"Мы начали заниматься различными исследовательскими работами. Потом участвовали в конкурсе, где было задание, направленное как раз на геномное редактирование, и в результате стали вместе с ребятами изучать эту тему. Мы победили в конкурсе и решили заниматься уже проектной работой в области геномного редактирования", — рассказал Тарасов.

Ульяна добавила, что после того, как все разобрались, что же это такое, они поняли, что это направление очень перспективное, а каждый из них может внести в работу свой вклад, ведь кто-то из них увлекается изучением клеток, а кто-то собирает вирусы.

"Я больше работаю с биоинформатикой, мой преподаватель работает с растениями, у моих коллег были темы про грибы, про растения. Мы решили объединить это все вместе и вместе создали проект на основе старых работ", — сказала Хлыбова.

Система редактирования внутри вируса

Несмотря на серьезность работы, объяснить, что такое "Разработка вектора доставки CRISPR/Cas-системы на целевые участки генома биообъектов путем модификации Ti-плазмиды", можно.

Для того чтобы изменять гены, нужно войти в клетку. Как раз это и является главной проблемой, ведь она закрыта, поэтому на сегодняшний день ученые всего мира разрабатывают различные способы, как туда попасть.

Команда Сергея Тарасова предложила доставлять систему геномного редактирования путем модификации плазмида и получения вирионов, которые будут проникать в клетку и вставлять туда эту систему.

"Вирион, то есть вирус, потому что наша система является неким химерным вирусом, грубо говоря, имеет оболочки вируса, но внутри содержится система геномного редактирования, а вирусы у нас легко способны проникнуть в клетку, но туда он доставляет не свою ДНК — у него ее просто нет, — а систему редактирования генов, и она начинает работать и изменять те гены, на которые настроена", — пояснил наставник.

© Фото предоставлено пресс-службой Министерства образования, науки и молодежной политики Нижегородской области

Ульяна Хлыбова и ее наставник Сергей Тарасов

Ульяна начала проект с изучения баз данных различных вирусных геномов, затем подбирала необходимые нуклеотидные последовательности, которые можно встроить в создаваемые плазмиды, а затем высчитывала эти плазмиды.

В ее работу также входило моделирование вириона и создание Ti-плазмид с помощью компьютерных программ для модифицирования растительного организма, чтобы тот, в свою очередь, синтезировал вирионы, которые в дальнейшем будут редактировать нужный объект.

Девушка добавила, что в первую очередь они с коллегами измеряли активность ферментов в грибах и растениях: как на них влияет облучение, засуха и отсутствие воды. После этого они выделяли нуклеиновые кислоты и работали in vitro, то есть с пробирками.

«

"Затем пришло время биоинформатической части. Я занималась непосредственно сборкой вируса. Мы хотим развивать этот проект дальше, потому что это довольно-таки перспективно. Планируем ввести in vitro часть, то есть мокрую биологию, уже с пробирками работать, а не только строить математическую модель и проводить биоинформатический анализ", — рассказала девушка.

Применять эту разработку можно во многих сферах, начиная от сельского хозяйства и заканчивая персонализированной медициной, — там, где нужно проводить манипуляции с генами.

"Этот механизм можно применять везде. По сути, он универсален. Главная проблема будет в том, чтобы собирать специфичные вирусы. Мы собрали специфичный вирус, который будет уничтожать именно этот гриб. Если надо уничтожить что-то другое, надо собирать другой вирус, потому что у него другие рецепторы", — добавила Ульяна.

"Школьники делают лучше, чем студенты или аспиранты"

Погрузиться в увлекательный мир науки и своими руками попробовать пробиться внутрь клетки Ульяна и другие участники ее команды, скорее всего, не смогли бы, если бы у них не было благоприятной почвы, которую они нашли в "Кванториуме" Нижнего Новгорода. По словам руководителя детского технопарка Светланы Непокоровой, поддержка и развитие способностей у талантливых детей — одна из важнейших задач, которую ставит перед собой область.

"Созданные сегодня условия помогают каждому ребенку реализовать свой потенциал и внести реальный вклад в науку, промышленность, культуру и экономику региона", — рассказала корреспонденту проекта "Хорошие новости" Непокорова.

Подопечные нижегородского "Кванториума" создают исследовательские работы и прототипы, а также участвуют в научных конференциях.

"Наши кванторианцы активно работают над проектами, которые вполне могут составить конкуренцию имеющимся разработкам. Один из таких ярких примеров — проект Ульяны Хлыбовой "Разработка вектора доставки CRISPR/Cas-системы на целевые участки генома биообъектов путем модификации Ti-плазмиды". Надеемся, что он еще получит свое развитие в дальнейшем", — добавила руководитель "Кванториума".

По словам Сергея Тарасова, у школьников энергии больше, чем у взрослых, даже несмотря на то, что они не получают за свою работу финансового вознаграждения и занимаются этим по собственной инициативе.

«

"Школьника никто этим заниматься не заставляет, и поэтому трудозатраты, которые он вкладывает в какую-либо работу, очень высокие. Даже если сравнивать со взрослыми, особенно, например, со студентами, зачастую школьники делают даже больше, чем студенты или аспиранты", — добавил Сергей.