Разработки Томского университета помогут создать искусственную клетку, еду будущего и решить проблему переработки мусора

Томский государственный университет (ТГУ) инициировал создание консорциума с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН (ИХБФМ СО РАН) и Томским государственным университетом систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), который занимается разработкой принтера для печати олигонуклеотидов — коротких участков ДНК. Их можно будет использовать для сборки уже известных генов с внесением модификаций либо для создания новых последовательностей в зависимости от решаемой задачи. 

Появление первого российского ДНК-принтера способно привести к революционным изменениям во многих отраслях — медицине, фармацевтике, химической промышленности, агрокомплексе. С помощью таких искусственно созданных ДНК можно создавать эффективные подходы в генной терапии и передовые медицинские препараты. Изменив ДНК микроорганизмов, человечество, например, сможет решить одну из острейших проблем — переработки мусора. Синтетические ДНК необходимы и для создания новых агробиотехнологий, которые позволят обеспечить продовольственную безопасность страны.

Еще один проект — это разработка теории и методологии создания минимизированного бактериального генома (клетка), подготовленного для имплантации любых биосинтетических путей. Такая клетка будет иметь минимальный геном для поддержания жизненных функций, максимально широкий набор генных сетей, которые могут быть внедрены, минимум вариабельности в ответе на контрольные сигналы и устойчивость к патогенам. Создание минимального бактериального генома позволит значительно ускорить разработку различных продуцентов биотехнологической продукции в интересах биоиндустрии. 

Кроме того, в качестве перспективных научных проектов рассматриваются создание высокопродуктивных и устойчивых генотипов для органического сельского хозяйства, искусственных микробных консорциумов (smart-удобрения и переработка отходов), технологий производства продуктов питания на основе молекулярного и клеточного инжиниринга; будут отработаны подходы к фабрикации средств персонализированной диагностики и терапии, созданию 3-D био-моделей болезней и мРНК-вакцин.

Планируется, что рабочий прототип первого российского ДНК-принтера будет готов к 2024 году. По словам советника ТГУ при ректорате, руководителя проектов в области биомедицины Алексея Сазонова, сегодня в мире существует ограниченное количество установок для печати фрагментов ДНК. 

«Они не продаются, можно только приобрести услугу. Зарубежные ученые пытаются печатать как можно более длинные участки ДНК, но это очень дорогой процесс из-за сложности химического синтеза. России критически важно иметь собственную такую установку, поскольку это открывает огромные возможности для решения сложнейших задач генетических технологий и технологического прорыва. И идея российских исследователей заключается в печати коротких фрагментов разнообразного ассортимента. Из них, как из деталей конструктора, можно будет собирать длинную ДНК», — говорит Алексей Сазонов.

Читать также