ИСТИНА

Установление геномных мишеней, ответственных за развитие патологий, и разработка методов их диагностики, создание моделей заболеваний с использованием культур клеток и лабораторных животных, а также противодействие инфекциям, при которых происходит встраивание вирусного генома в клетки являются приоритетными задачами направления «Генетические технологии для медицины». Настоящий проект ставит перед собой несколько задач, направленных на выявление новых генетических детерминант и механизмов, лежащих в основе изменения гомеостаза клетки и, как следствие, развития патологических состояний. Одной из задач настоящего проекта станет изучение ранних этапов репликации ВИЧ-1, а также клеточного ответа на вирусную инфекцию.

The search for genomic targets responsible for the development of pathologies and the development of methods for their diagnosis, the creation of disease models using cell cultures and laboratory animals, as well as countering infections in which the viral genome is embedded in cells are priority tasks of the "Genetic Technologies for Medicine" direction. This project has several tasks aimed at identifying new genetic determinants and mechanisms underlying changes in cell homeostasis and, as a result, the development of pathological conditions. One of the objectives of this project will be to study the early stages of HIV-1 replication, as well as the cellular response to viral infection. The project will use bioinformatic analysis of genetic structures in order to identify new determinants that determine the development of genetically determined pathologies, as well as the most modern methods of genome editing, such as inactivation and gene editing using the CRISPR/Cas9 system, gene insertion using transposons and lentiviruses. The research plan during the implementation of this project includes various tasks aimed at studying the fundamental basis of the influence of structural features of RNA on the expression programs of genetic information, as well as the mechanisms of interaction between HIV-1 and the cell. Such a broad approach will make it possible to identify key aspects of the influence of RNA structural features on the implementation of the genome expression program, as well as to propose approaches to the directed regulation of expression of both specific genes and the genome expression program as a whole, as well as to identify new targets for therapeutic drugs against socially significant diseases.

В план исследований настоящего проекта входят различные задачи, имеющие целью выявление новых генетических детерминант и механизмов, лежащих в основе изменения гомеостаза клетки и, как следствие, развития патологических состояний, а также участвующих во взаимодействии вируса с клеткой. Выявление генетических структур в результате биоинформатического анализа, а также применение генетических технологий для исследования механизмов, лежащих в основе реализации генетической информации в результате регуляции сплайсинга, позволит создать научный задел в целях идентификации новых мишеней направленной терапии социально-значимых заболеваний. Биогенез и функционирование теломеразной РНК связаны с пролиферативной программой клеток. Понимание механизмов биогенеза теломеразной РНК крайне важно для разработки потенциальных подходов регуляции активности теломеразы, что лежит в основе технологий управления онкологическими процессами, а также здорового долголетия. Возникновение и закрепление новых устойчивых к терапии штаммов ВИЧ-1 становится все более угрожающей проблемой в современном мире. Полногеномный поиск компонентов клетки, участвующих в первых этапах репликации ВИЧ-1, а также ответе клетки на чужеродную ДНК, позволит идентифицировать новые мишени для профилактики и терапии вирусных инфекций. Направленная модификация выявленных генетических структур ляжет в основу создания новых моделей и изучения молекулярных механизмов патологических процессов. Предлагаемый подход позволит осуществлять эффективное использование генетических технологий для прорывных фундаментальных исследований механизмов функционирования клетки, создания моделей генетически-обусловленных заболеваний и создаст задел для разработки новых терапевтических и генно-терапевтических препаратов.

В ходе выполнения проекта 2021 года нами получены несколько линий лабораторных животных, которые были использованы для изучения молекулярных механизмов развития патологий или переданы (модель гемофилии) индустриальному партнеру (Биокад) для тестирования потенциальных терапевтических препаратов. Разработана методология изучения кинетики сплайсинга и других стадий биогенеза вновь синтезируемых транскриптов. При помощи разработанной методологии показано, что отсутствие определенных модификаций в мяРНК приводит к замедлению сплайсинга, опосредуя иммунный ответ схожий с противовирусным. Изучены механизмы биогенеза теломеразной РНК, а также некоторые аспекты функционирования белка, закодированного в теломеразной РНК человека. Показана связь между биогенезом теломеразной РНК, наличием белка TERP и пролиферацией клеток. Найдены регуляторные участки в гене андрогенового рецептора, предположительно образующие вторичную структуру РНК, которая влияет на альтернативный сплайсинг и/или полиаденилирование этого гена. Предсказаны 124 события альтернативного сплайсинга в 3’-нетранслируемых областях, активирующиеся при ингибировании системы NMD и имеющие участки узнавания РНК-связывающих белков -- потенциальных регуляторов. Изучен механизм действия нового антибиотика боттромицина А2.