Заметки лабораторного кота

Bloomberg поставил актуальный вопрос о том, кто считается изобретателем, когда молекулу наполовину придумала нейросеть. Вопрос действительно нетривиальный, и от ответа на него зависит будущее биотеха. Потому что если патентная защита ИИ-молекул окажется шаткой, рушится вся инвестиционная логика: никто не будет платить миллиарды за актив, который можно оспорить. Но здесь есть и скрытый парадокс. Чем строже USPTO требует доказывать человеческий вклад на каждом шаге — от задания фильтров до интерпретации выдачи модели — тем больше преимущество получают крупные игроки с юридическими отделами. Стартапы, которые строили всю мощь вокруг скорости и «чёрного ящика», внезапно оказываются в уязвимом положении. Тот случай, когда будущее отрасли зависит не столько от айтишников и биотехнологов, сколько от юристов.

PS: если GMP в шутку расшифровывают как Give more paper, то как будут расшифровывать GAIP? Guessing AI Is Patented? Generally Accepted Illusion of Practice?

https://t.me/UkhvatNews/1231

«ПЦР для белков» изобрел стартап Proteins.1

Смелое заявление, попахивает маркетингом, но буквально так и написано у них в LinkedIn

Белки – первые маркеры болезни, они появляются раньше, чем симптомы. Весь диагностический мир бьётся над созданием более чувствительных биосенсоров и уже есть крутые результаты, но пока это работает на модельных растворах или подготовленных пробах.
Как только переходим к реальной пробе, где тысячи белков, возникают проблемы вроде неспецифического связывания, и соотношения сигнал/шум не хватает, чтобы в этом коктейле обнаружить целевой белок.

Если бы мы умели «усиливать» сигнал, как в ПЦР, диагностика сделала бы квантовый скачок. Взять хотя бы раннюю диагностику с.Альцгеймера или онкологии

Ну вы понимаете интригу

Полез в патенты. Оказалось, что в действительности они делают не копирование белков, а многократное считывание сигнала от одной молекулы.

Следите за руками:

⚪️Есть две неподвижных поверхности – верхняя и нижняя.
⚪️На нижней сидят антитела с флюоресцентными молекулами-метками и антигенами А.
⚪️На верхней – антитела к антигену А, пока пустые.
В растворе находятся магнитные микросферы, на которых закреплены антитела к целевому белку
⚪️Если в жидкости есть целевой белок, он прикрепляется к антителам на микросферах

И теперь ход конем:

🐴 Магнитные сферы используют целевой белок как экскаватор свой ковш – захватывают флуоресцентные метки с нижней поверхности и «тащат» на верхнюю, где антиген А прикрепляется к своему антителу, закрепляя метки наверху
🐴 Потом магнит меняет направление, микросферы отрывают целевой белок и уносит вниз – за следующей порцией меток
🐴 Повторяем, пока не обнаружим сигнал сверху или не надоест (значит, белка не обнаружено)

Стартап пока на ранней стадии, но технологически у них может получиться довольно интересно – из их схем мне видится намек на детектирование в ZMW, при возбуждении флюоресценции через ФИС, аналогично чипу PacBio. Это должно дополнительно усилить сигнал

Косвенно это подтверждает Cloudberry, которые в них только что проинвестировали. Это фонд-стимулятор развития высокотехнологичных стартапов Европы, чтобы загрузить свои строящиеся микроэлектронные и фотонные фабы.

Стартап растет из европейского VTT – это как наш ФСИ на максималках, значит, хотя бы proof-of-concept имеется

Видим, что это скорее очень умная ELISA, чем ПЦР

Впрочем, хайп в диптехе – отдельный навык. Иногда именно он привлекает финансирование, которое в итоге двигает реальную науку вперёд.

Как к такому относитесь?

❤️ Норм, маркетинг – часть игры, главное чтобы технология работала
💔 Это вводит в заблуждение, так делать нельзя

🧬Otarmeni, разработанный Regeneron, стал первой одобренной терапией генетической глухоты. Препарат направлен на лечение ультраредкуой OTOF-опосредованной потери слуха (наследственная несиндромальная тугоухость 9-го типа, также известная как DFNB9).

👂 Причина заболевания:
В гене OTOF есть ошибки, из-за которых организм не производит белок отоферлин. Физически структура уха сохранена и волосковые клетки работают, но без отоферлина они не могут передать сигнал о звуке слуховому нерву. Результат — врожденная глубокая глухота.

⚙ Решение — двойная векторная система:
Обычные вирусные векторы слишком малы, чтобы уместить в себе целый ген OTOF. Ученые пошли на хитрость: они разделили ген на части и упаковали его в два рекомбинантных AAV1. Один из них несет «чертеж» первой половины гена OTOF, а второй — «чертеж» его второй половины. После совместного введения в улитку внутреннего уха эти две части «склеиваются» в полноценную, функциональную копию гена-мишени — человеческого белка отоферлина. Чтобы не повредить соседние ткани, специалисты встроили в ДНК-вектор специальный промотор Myo15, который активирует ген только в волосковых клетках улитки - там, где он и должен работать в норме.

🧬 От доклинических моделей к детям
История DB-OTO — это пример пути от лабораторной идеи до клинического успеха.
1. Доклинический этап: Проверка работоспособности двойной векторной системы на мышиной модели OTOF-дефицита.

2. Фаза 1/2. Дозировка: однократная интракохлеарная ин
Пациенты: дети с ОТОF-вариантами и глубокой глухотой (порог слышимости >90 дБ УЗП — примерно как уровень газонокосилки).
9 из 12 детей стали слышать обычную речь через 24 недели. В расширенной когорте 16 из 20 (80%) также достигли этих результатов, причем слух сохранялся как минимум 48 недель наблюдения.

3. Одобрение FDA

💸 Доступность и стоимость: США vs. остальной мир
Учитывая, что мутации гена OTOF являются ультраредким заболеванием (в США ежегодно рождается около 50 детей с данной патологией), медицинский и этический успех терапии ставит вопрос о ее доступности и цене.

Мировая цена препарата пока не установлена. Однако уже известно, что в США компания Regeneron приняла решение, совместно с администрацией Трампа, предоставлять препарат бесплатно для всех клинически подходящих пациентов на территории страны. Этот шаг, по заявлению руководства компании, призван подчеркнуть, что фармацевтическая индустрия может служить реальной силой для общественного блага, а также "to show who we are". И получить налоговые льготы.

В остальном мире ситуация пока неопределенная. Некоторые аналитики оценивали стоимость DB-OTO от 1 миллион $US и более. Пока что, в отличие от США, препарат не входит в национальные системы здравоохранения других стран, и его включение в эти программы, а также его цена в этих странах пока остаются предметом будущих переговоров.

Не претендую на истину, но мне кажется, что тут уместно ответить переделанной цитатой Черномырдина. Люди думают, что в результате увеличения жизни до 100 (110? 120? 150?) лет что-то изменится. А ничего глобально не изменится. Что 60 лет, что 120 лет жизни, что даже 600 лет – это ничто перед лицом неизбежного конца. И такова жизнь.

Полученные данные заставляют по новому взглянуть не только на центральную догму, но и на вопрос происхождения жизни. Жизнь могла возникнуть не как «чистый» РНК-мир, а как коэволюционирующая система РНК и похожих на DRT3 белков.

Центральная догма всё. Но это не точно.

Более полувека центральная догма молекулярной биологии утверждала, что генетическая информация может передаваться только от нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) к белкам, но не наоборот. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Science, немного корректирует это представление. Группа исследователей из Стэнфордского университета под руководством Алекса Гао выяснила, что бактериальная защитная система DRT3, состоящая из двух обратных транскриптаз (Drt3a и Drt3b) и одной некодирующей РНК, синтезирует двуцепочечную ДНК абсолютно нетрадиционным способом.

Используя комплекс методов — от биохимической очистки и секвенирования до криоэлектронной микроскопии с разрешением 2,6 Å, — учёные смогли восстановить трёхмерную структуру рибонуклеопротеинового комплекса DRT3. В результате было обнаружено, что две обратные транскриптазы работают по совершенно разным принципам. Drt3a действует «по правилам»: она использует консервативный участок ACACAC в собственной некодирующей РНК как матрицу для синтеза поли(GT)-цепи. А вот Drt3b творит невероятное: она синтезирует комплементарную поли(AC)-цепь ДНК вообще без какой-либо нуклеиновой кислоты-матрицы. Авторы работы сравнили это с тем, как если бы каменщик строил стену, не глядя на чертёж, а руководствуясь исключительно формой и цветом каждого кирпича, заданными самой стеной.

Важно отметить, что механизм Drt3b оказался удивительно изощрённым. Вместо того чтобы использовать традиционное матричное копирование, белок сам выступает в роли матрицы: его консервативные аминокислотные остатки — особенно глутаминовая кислота в положении 26 (Glu26) и аргинин в положении 253 (Arg253) — формируют специфические водородные связи и катион-π взаимодействия с азотистыми основаниями аденина и цитозина. Кроме того, синтезируемая цепь ДНК укладывается в активном центре не прямой, а изогнутой «кирпичной кладкой», что позволяет белку жёстко диктовать строгое чередование A и C. В отличие от ранее известных случаев белок-матричного синтеза (например, добавление CCA-хвоста тРНК или работа транслезионной полимеразы Rev1), которые дают только очень короткие последовательности, Drt3b способна производить ДНК длиной в тысячи пар оснований.

Новое открытие имеет большое значение для фундаментальной биологии и биотехнологии. Во-первых, оно показало существование нетрадиционного потока генетической информации — от белка к нуклеиновой кислоте, что бросает вызов устоявшимся представлениям. Во-вторых, система DRT3 является изощрённым механизмом антифаговой защиты: активируясь фаговым белком ST61, она запускает синтез токсичной повторяющейся ДНК, что приводит к гибели заражённой бактериальной клетки и предотвращает распространение инфекции — стратегия, называемая «абортивной инфекцией». В-третьих, с практической точки зрения, открытие открывает фантастические перспективы для синтетической биологии: если учёные смогут перепрограммировать Drt3b на синтез не только AC-повторов, но и других заданных последовательностей, это станет революционным инструментом для бесклеточного ферментативного синтеза ДНК без шаблона.

Т.ч., центральная догма молекулярной биологии, хоть и остаётся справедливой для большинства процессов, получила первое серьёзное исключение.

О диалектике астрологии, магии и алхимии (на примере Античности)

Мы возьмëм Античность для примера.
Какая бы ни мыслилась нам сфера,
Рабовладенье задаëт единый
Мышленья способ, верный как всеобщность
Для всей эпохи власти господина
Над рабом, чья мускульная мощность
Создавала чувственные блага
В ремесле и земледелье малость.
От чего отвлечься нам осталось
На уровень абстракций, чтоб их сага
Поведала о существе уловок,
Вынесенных нами в заголовок.

Господин — действительный абстракт,
Организующий раба своею силой,
А раб — лишь повинующийся факт,
Как говорящее орудие лишь милый.
Мы теперь от этих отношений
Сам принцип построенья отвлечëм:
Весь задел для будущих свершений
На заданнось идеей обречëн.
(Космос как идеи воплощенье
Располагал и жизнью, и решеньем
Всех людей, стремящихся к нему
Как к данному во плоти божеству).

Двигаясь во свете звëздных тел,
К астрологии прикладывая метод,
Получаем видимый предел
Людского бытия на свете этом,
Влагаемый в теченье душ и тел
Звëздным положением с рассветом.
(Небо ведь не зря так высоко —
К миру умозренья быть всех ближе
Волею богов предрешено.
Но мы повествованье дальше движем).

Магия, исконный, вечный спутник, —
Обрядовое действо с заклинаньем, —
Способ связи с космосом и знаньем
О своей судьбе. И звуки лютни,
И стеклянный шар, и жар свечи
С молитвою иль тихим приговором —
Все они для магии врачи,
Проводники к божественным просторам.

Алхимия, безумство вещества,
Умеренное целью теургии,
Рецептом достигала божества
В порыве удалого озорства,
Организованного силами стихии.
Бессмертие и философский камень,
Заряженные жидкости и слизь,
Осязаемых веществ сокрытый пламень —
Это всë определяет суть и жизнь.

Как мы все знаем, инженерные Т-клетки, перепрограммированные для экспрессии химерных антигенных рецепторов, стали огромным шагом вперёд в лечении ряда злокачественных заболеваний. Более того, сегодня этот подход активно исследуется для терапии аутоиммунных и инфекционных болезней. Улучшить функциональность таких Т-клеток можно с помощью редактирования генома, разрушая эндогенные гены или вставляя в них терапевтические конструкции.

Однако процесс производства таких клеток остаётся проблемой. Этот процесс занимает много времени, требует высококвалифицированного персонала и стоит огромных денег, что серьёзно ограничивает доступность CAR-T-терапии для пациентов.

Группа исследователей из США и Швеции предложила радикально иной подход. Их исследование опубликовано в Nature. Учёные показали, что генерацию CAR-T-клеток можно перенести непосредственно в организм пациента, то есть проводить её in vivo. До недавнего времени существовавшие методы in vivo генерации имели два существенных ограничения. Одни из них обеспечивали лишь временную, транзиторную экспрессию CAR, которая быстро угасала. Другие же основывались на случайной интеграции доставляемых генов в геном, что создавало риски неспецифических эффектов и нежелательных мутаций.

Авторы работы, напротив, предложили метод стабильной и клеточно-специфичной экспрессии трансгена посредством сайт-специфичной интеграции крупных фрагментов ДНК. Для этого они разработали двухвекторную систему доставки. Один вектор, построенный на основе оболочечных частиц, доставляет к Т-клеткам готовый комплекс CRISPR–Cas9 в виде рибонуклеопротеина. Второй вектор, созданный на базе аденоассоциированного вируса, приносит к тем же клеткам донорскую матрицу ДНК, содержащую ген химерного рецептора. Оба вектора были тщательно оптимизированы для специфической доставки именно в Т-клетки и для максимальной эффективности геномного редактирования. Ключевым решением стала интеграция трансгена CAR в строго определённый Т-клеточно-специфичный локус генома — TRAC.

В экспериментах на гуманизированных мышиных моделях, несущих человеческую иммунную систему, этот подход позволил сгенерировать терапевтические уровни CAR-T-клеток прямо внутри организма. Полученные результаты показывают, что точная доставка и встройка крупных генетических конструкций в определённый локус генома Т-клеток возможна и достаточно эффективна, что создаёт предпосылки к к созданию Т-клеточной терапии, которая будет не только более эффективной и точной, но и, что критически важно, действительно доступной для широкого круга пациентов.

Это и есть биотехнология в её самом красивом проявлении: высокая инженерия на основе глубокого понимания «скучной» молекулярной физики.

Хотя уже есть работы о роли RAGE в воспалении, клеточном старении и возрастных изменениях тканей, убедительных клинических данных о готовой anti-aging генотерапии против RAGE у людей пока не найдено.

Одна из часто цитируемых работ вышла в Aging Cell ещё в далёком 2019 году: у мышей с выключенным геном Ager, кодирующим рецептор RAGE, возрастные изменения почек и старческий амилоидоз были менее выражены, чем у контрольных животных.
Это не доказывает геропротективный эффект у человека, но подтверждает идею RAGE как потенциальной мишени для вмешательств против возрастных нарушений.

Есть и другие экспериментальные данные в пользу этой гипотезы.
В одной работе блокада RAGE уменьшала воспалительное повреждение печени в модели ускоренного старения, а в другой дефицит RAGE ослаблял маркеры клеточной сенесценции и воспалительный секреторный фенотип в жировой ткани.

Кстати, уже существуют нуклеиновые подходы к подавлению RAGE у человека, например RNAi-препарат ARO-RAGE, но он разрабатывается для заболеваний лёгких, а не как средство против старения.
Поэтому громкие заявления о «лекарстве от старости» пока заметно опережают объём подтверждённых клинических данных.

Представьте, как же неинтересно работать станет, когда ограничения снимут?

Очень интересный кейс.

Никакой AlphaFold не предсказал бы, что KDM3A гидроксилирует ацетилированный лизин. Почему? Потому что модель обучена на известных структурах и реакциях. А тут — совершенно новая реакция для этого класса ферментов (JmjC), хотя механистически она близка к деметилированию: тот же Fe(II), 2-оксоглутарат, кислород, тот же гидроксилирование метильной группы. Но вместо отщепления формальдегида (как при деметилировании) продукт остаётся стабильным.

Что сделали авторы? Они сделали классическую биохимию.

Взяли рекомбинантный фермент. Взяли набор потенциальных субстратов (пептиды с разными модификациями лизина). Взяли MALDI-TOF + MS/MS для идентификации продукта. Сделали18O2 мечение для подтверждения источника кислорода. Кинетика, конкурентные эксперименты, мутанты, антитела...

Это именно та «скучная» работа, которая создаёт фундамент. И без неё никакой ИИ не сгенерирует новую модификацию in silico.


https://t.me/bio_cr_eng/78

Более века считалось, что за передачу сигналов на большие расстояния в мозге отвечают исключительно нейроны. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, полностью меняет это представление. Команда исследователей из Нью-Йоркского университета выяснила, что вспомогательные звездчатые клетки мозга, называемые астроцитами, образуют собственные масштабные сети для обмена молекулами.

Используя специально разработанный вирусный инструмент, ученые смогли отследить перемещение молекул через крошечные физические каналы, соединяющие соседние астроциты. В результате была создана первая в истории полномасштабная трехмерная карта этих связей. Оказалось, что сети строго организованы: одни работают локально, а другие пересекают полушария, соединяя области, между которыми даже нет известных нейронных цепей. Авторы работы сравнили эту систему с секретным метро, о существовании которого наука раньше не подозревала.

Важно отметить, что эта архитектура не является статичной. Когда в ходе эксперимента мышам подрезали усы, астроцитарная сеть в области мозга, обрабатывающей сигналы осязания, сокращалась и связывалась с новыми партнерами. Это говорит о том, что сеть формируется под влиянием сенсорного опыта и может быть уникальной для каждого человека в зависимости от того, чему он научился и что пережил.

Новое открытие имеет огромное значение для медицины. Ранее было замечено, что астроциты способны перераспределять ресурсы от здоровых нейронов к поврежденным. Изучение этой скрытой системы связи открывает новые перспективы для понимания механизмов развития, старения мозга и борьбы с такими нейродегенеративыми патологиями, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.

Т.ч., то, что мозг действительно сложная штука.

Один из, и я подчеркну – один из огромного множества (когда вы читаете, что нашли единичный ген, починив который, можно избавиться от старения, то это новость разряда "учёный изнасиловал журналиста"), механизмов старения связан с конфликтом между естественным отбором на уровне клеток и естественным отбором на уровне целого организма.

Звучит сложно, но на деле очень просто.

Организм многоклеточного животного — это, по сути, колония клеток, которые договорились кооперироваться. У каждой клетки есть свой собственный репликативный интерес: оставить как можно больше потомков-клеток. У организма — интерес противоположный: чтобы клетки не конкурировали друг с другом, а чётко выполняли свои функции и, если надо, умирали.и

Биология «придумала» жёсткие механизмы, которые подавляют внутриорганизменную конкуренцию: апоптоз, сенесценцию, иммунный надзор, строгую регуляцию деления. Но эти механизмы неидеальны. С возрастом в любой популяциит делящихся клеток накапливаются мутации, которые позволяют некоторым клеткам обходить наложенные ограничения.

Такая клетка приобретает селективное преимущество перед соседями: она делится быстрее, устойчивее к апоптозу, не впадает в сенесценцию, её клон растёт. С точки зрения отбора на уровне клеток — это успех. С точки зрения организма — катастрофа. Клон заполняет ткань, но хуже выполняет её функцию, а часто ещё и создаёт хроническое воспаление (IL‑6, TNF‑α), которое убивает нормальные клетки.

И он идёт непрерывно во всех тканях, где клетки делятся. Кровь, кишечник, кожа, печень, лёгкие — везде.

PS: старики работают хуже, занимают рабочие места и пытаются создать себе более комфортные условия для работы, и в результате организм стареет и гибнет. Все политические аллюзии случайны.

В статье Гладышева нет отрицания соматической эволюции. Наоборот, авторы работы говорят, что эпигенетическая точность — это способность системы удерживать клетки в их функциональном состоянии несмотря на шумы (включая мутации и эпимутации).

Когда способность падает, клетки дрейфуют в другие состояния — некоторые из них могут быть вредны для организма, но выгодны для самого клона.

То есть эпигенетическая теория не противоречит эволюционной, а встраивает её в себя.

Российские учёные в 2026 подключаются к зарубежным сервисам

Любопытно, что в России в области молекулярной биологии/биохимии/фармакологии работает большое количество людей с химическим образованием. На Западе это редкость, там в этой области работают одни биологии.

Всё таки я убеждён, что заход в молекулярную биологию/биохимию через химию, а не биологию является единственно верным, потому что химик в отличии от биолога способен рассчитать константу связывания, понимает ферментативную кинетику, не боится играть с pH и варьированием состава буферов и гелей и понимает, почему кварцевый капилляр надо отмывать щёлочью, а не кислотой, но не слишком долго.

>>Игра с природой – это игра с карточным шулером, который не только прячет козырные карты в рукавах, но ещё и меняет правила самой игры.

Ты выкладываешь фул-хаус из трёх тузов и двух королей, а природа у тебя на глазах вытаскивает из своего ботинка ещё один туз и заявляет, что с этой минуты вы играете не в покер, а в переводного дурака.

Заметки лабораторного кота pinned «С долей смирения приходится принять и бросающуюся в глаза деградацию мира — кажущейся иррациональной не только на первый взгляд, и объясняющейся по-видимому социально-психологическими (но от того не менее объективными) причинами вроде низких личностных качеств…»