18-19 सितंबर को, मॉस्को में "पोस्ट-जीनोमिक टेक्नोलॉजीज" सम्मेलन हुआ, जो शिक्षाविद जी.के. स्क्रिबिन। यह आयोजन रूसी विज्ञान अकादमी, रूसी विज्ञान अकादमी के जैव प्रौद्योगिकी के लिए वैज्ञानिक परिषद, रूसी विज्ञान अकादमी के संघीय अनुसंधान केंद्र "जैव प्रौद्योगिकी की मौलिक नींव", जैव रसायन संस्थान और सूक्ष्मजीवों के शरीर विज्ञान द्वारा आयोजित किया गया था। जी.के. स्क्रिपियन आरएएस।

शिक्षाविद वी.ए. फेडरल स्टेट बजटरी इंस्टीट्यूशन "फेडरल रिसर्च सेंटर फॉर न्यूट्रिशन एंड बायोटेक्नोलॉजी" के मुख्य शोधकर्ता टुटेलियन ने "खाद्य उत्पादन में आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी: जैव सुरक्षा की समस्या" विषय पर एक रिपोर्ट बनाई। वी.ए. टुटेलियन ने दर्शकों को याद दिलाया कि हमारा देश कभी औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी के मूल में खड़ा था और इस क्षेत्र में एक विश्व नेता था। चिकित्सा के क्षेत्र में, इस दिशा का नेतृत्व शिक्षाविद ए.ए. पोक्रोव्स्की, कृषि और पशुपालन के क्षेत्र में - शिक्षाविद एल.के. अर्न्स्ट, उत्पादन और उत्पादन क्षमता के निर्माण के क्षेत्र में - शिक्षाविद वी.ए. बायकोव। और शिक्षाविद जी.के. स्क्रिपाइन सोवियत संघ में औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी के विकास में सभी प्रयासों को संयोजित करने और एक बड़ी सफलता बनाने में कामयाब रहे।

"पोषण संस्थान में, जहां मैं लगभग अपना सारा जीवन काम कर रहा हूं, शिक्षाविद स्क्रिपियन के निर्देशन में, एक विशेष प्रयोगशाला बनाई गई, जिसने लगभग 70 लोगों को एकजुट किया," वी.ए. टुटेलियन। "यह एक बहुत बड़े पैमाने की परियोजना थी, तुलनीय, मैं परमाणु परियोजना के साथ कहने से नहीं डरता, क्योंकि सभी विभागों के 70 से अधिक अनुसंधान संस्थान इस समस्या को हल करने के लिए एकजुट हुए, और जॉर्जी कोन्स्टेंटिनोविच स्क्रीबिन ने इस सभी काम की देखरेख की।"

1964 से 1990 की अवधि में औद्योगिक जैव प्रौद्योगिकी का गहन विकास हुआ। 11 कारखाने थे जो 1.5 मिलियन टन फ़ीड प्रोटीन का उत्पादन करते थे। इसने 100% जरूरतों को पूरा किया, मुख्य रूप से कुक्कुट और पशुधन। अमीनो एसिड, विटामिन और अन्य अवयवों के उत्पादन ने भी सोवियत संघ की 100% जरूरतों को पूरा किया। साथ ही सुरक्षा के मुद्दे हमेशा सबसे आगे रहे हैं, इसलिए पोषण संस्थान सहित सभी चिकित्सा अनुसंधान संस्थानों ने इस दिशा में काम किया है।

"अब यह कहना मुश्किल है कि कितने अध्ययन किए गए हैं," वी.ए. टुटेलियन, - कितने जानवरों और लोगों ने सुरक्षा साबित करने के काम में भाग लिया। उनमें से एक मैं हूं, जब स्नातक छात्र होने के नाते, मुझे संस्थान की इमारत से दूसरी तरफ जाने में खुशी हुई, जहां एक कैंटीन थी (अब यह चली गई है), और हमें छह महीने तक खिलाया गया सूक्ष्मजीवविज्ञानी संश्लेषण के उत्पाद, जानवरों के माध्यम से परिवर्तित - मुर्गियां, सूअर, और इसी तरह। आगे। साथ ही, पूर्ण सुरक्षा साबित करने के लिए हमने विस्तार से अध्ययन किया, जैव रासायनिक और अन्य सभी मानकों का अध्ययन किया। अब तक, जैसा कि आप देख सकते हैं, वह जीवित है।

रेक व्यायाम। तीसरी प्रविष्टि

लेकिन 90 के दशक की शुरुआत में, स्पीकर के अनुसार, हमने दूसरी बार एक रेक पर कदम रखा। पहली बार - 1948 में, जब आनुवंशिकी को छद्म विज्ञान घोषित किया गया था, दूसरी बार - 1994 में, जब इसकी अपनी जैव प्रौद्योगिकी को नष्ट कर दिया गया था। "निकट भविष्य में हम क्या आए हैं? - शिक्षाविद को याद दिलाया। - फ़ीड प्रोटीन शून्य है, और सभी पोल्ट्री खेती तुरंत गिर गई, और हमने "बुश लेग" खरीदना शुरू कर दिया। विटामिन का उत्पादन पूरी तरह से बंद हो गया है, और अब हम अपने पदार्थों का एक ग्राम भी उत्पादन नहीं करते हैं। यह एक अपराध है! अमीनो एसिड नहीं हैं - हम उन्हें पूरी तरह से चीन और जापान में खरीदते हैं। यह क्या है? यह, सबसे पहले, पैरेंट्रल न्यूट्रिशन है, जो आपदाओं, सैन्य संघर्षों के मामले में आवश्यक है - इसके बिना हम बस जीवित नहीं रह सकते। केवल प्रतिबंधों या अन्य उपायों के साथ इन आपूर्ति को रोकना आवश्यक है, और हम इन सभी महत्वपूर्ण उत्पादों के बिना रह जाएंगे। ”

हालाँकि, अब, शिक्षाविद के अनुसार वी.ए. टुटेलियन, हम पुनर्जागरण का अनुभव कर रहे हैं। जेनेटिक इंजीनियरिंग गतिविधियों के लिए आरएएस आयोग की स्थापना की गई थी। एक विधायी और नियामक ढांचा बनाया गया है, कई कानूनों को अपनाया गया है जो अनुसंधान करने और विदेशी नेताओं के साथ पकड़ने की कोशिश करने की अनुमति देते हैं। "इन कानूनों के विकास में सक्रिय भाग लेने वाले लेखकों के समूह जी.के. के अनुयायी और छात्र हैं। स्क्रिपिन," वी.ए. टुटेलियन।

कई प्रौद्योगिकियां आज विज्ञान कथा की तरह लगती हैं। इसलिए, वांछित उपयोगी गुणों वाले जीएम जानवरों, पक्षियों, मछलियों के निर्माण पर गहन शोध शुरू होता है। इंस्टीट्यूट ऑफ जीन बायोलॉजी मानव लैक्टोफेरिन का उत्पादन करने वाली जीएम बकरियों का प्रजनन करती है, और पशुपालन संस्थान पशु संकर बनाता है जो कई मानव रोगों को रोक सकता है। साथ ही, जीएमओ जानवर का जैविक सुरक्षा मूल्यांकन महत्व में पहले स्थान पर है।

"एक जोखिम है कि इस तरह के विकास पर प्रतिबंध लगाकर हम तीसरी बार उसी रेक पर कदम रखेंगे," वी.ए. टुटेलियन। - क्या यह करना जरूरी है? हम राज्य ड्यूमा के स्तर पर सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं, वहां कई समझदार लोग हैं जो समझते हैं कि अगर हम अभी पीछे रह गए, तो हम हमेशा के लिए पिछड़ जाएंगे, और यह लोगों के खिलाफ अपराध होगा। जैव प्रौद्योगिकी के उपयोग के बिना आधुनिक कृषि, पशुपालन, चिकित्सा का विकास निरर्थक है। यह बहुत सारे कदम पीछे की ओर है, और हमें उन्हें नहीं लेना चाहिए।"

जीवित रहने के लिए खाओ

शिक्षाविद वी.ए. बायकोव ने "पोस्टजेनोमिक बायोटेक्नोलॉजी में मेटाबोलॉमिक्स एंड लिपिडोमिक्स" विषय पर एक रिपोर्ट बनाई। वैलेरी अलेक्सेविच ने दर्शकों को याद दिलाया कि सभ्य दुनिया भर में जैव प्रौद्योगिकी वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति का एक प्राथमिकता क्षेत्र है, जो पर्यावरण को प्रभावित करने और मनुष्यों के लिए उपयोगी उत्पादों को प्राप्त करने के साथ-साथ गुणवत्ता नियंत्रण सुनिश्चित करने और उनकी सुरक्षा का आकलन करने के लिए जैव-वस्तुओं और जैव प्रक्रियाओं का उपयोग करता है। .

शिक्षाविद ने समझाया, "जीवन की गुणवत्ता के बुनियादी संकेतकों में न केवल पोषण, बल्कि हवा, पानी और भोजन, सामान्य रूप से हमारे स्वास्थ्य और आवास शामिल हैं।" "जैव प्रौद्योगिकी मानव जीवन की गुणवत्ता और अवधि में सुधार, प्रजनन और श्रम क्षमता को बढ़ाने के उद्देश्य से इन समस्याओं के पूरे सेट के निर्माण में शामिल है।"

XXमैंसदी जैव प्रौद्योगिकी के विकास से संबंधित उल्लेखनीय घटनाओं द्वारा चिह्नित है। यहां क्रांति की नवीनतम लहर 2000 में शुरू हुई, जब राष्ट्रपति क्लिंटन ने नैनोटेक्नोलोजी बनाने की पहल शुरू की जिसमें परमाणु और आणविक स्तर पर हेरफेर शामिल है।

और हमारे लिए यह सब पिछली सदी के 60 के दशक में शुरू हुआ, जब यह सवाल उठा कि लोगों को भोजन उपलब्ध कराने के लिए कैसे विकास किया जाए? आखिरकार, मानवता लगभग एक अरब की आबादी के साथ 20 वीं सदी में प्रवेश करती है, और 21 वीं सदी में - 7.5, हालांकि वास्तव में यह कहीं 8 के आसपास है। साथ ही, दुनिया के सभी मुख्य संसाधनों को संरक्षित किया गया है। "यह क्या कहता है? - वीए ने सवाल उठाया। बायकोव। "तथ्य यह है कि हम एक नई तकनीकी व्यवस्था के कगार पर हैं, जिसके बिना एक आरामदायक मानव अस्तित्व की समस्या को हल करना संभव नहीं होगा।"

स्पष्टता के लिए, स्पीकर ने एक स्लाइड प्रस्तुत की: यदि हम गाय के वजन के 500 किलोग्राम के आधार पर लेते हैं, जो प्रति दिन लगभग 500 ग्राम प्रोटीन देता है, तो प्रति दिन खमीर की समान मात्रा पहले से ही 50 टन माइक्रोबियल प्रोटीन का उत्पादन करती है। यह परिमाण वृद्धि का क्रम है। यही कारण है कि उत्पादन के साधन के रूप में सूक्ष्मजीवों पर आधारित जैव प्रौद्योगिकी मानव जाति के लिए एक नई तकनीकी व्यवस्था में संक्रमण का अवसर है।

हम सूक्ष्मजीवों के समुद्र में रहते हैं

संबंधित सदस्य ए.एम. बोरोनिन ने याद किया कि कैसे पुष्चिनो इंस्टीट्यूट ऑफ बायोकैमिस्ट्री एंड फिजियोलॉजी ऑफ माइक्रोऑर्गेनिज्म, आज जी.के. स्क्रिबिन। इस प्रक्रिया का नेतृत्व स्वयं शिक्षाविद स्क्रीबिन ने किया था, और एक वैज्ञानिक, नेता और व्यक्ति के रूप में उनकी यादें, सभी कर्मचारियों में सबसे उज्ज्वल और सबसे सकारात्मक यादें थीं। वक्ता ने याद किया कि, एक वैज्ञानिक के रूप में, शिक्षाविद स्क्रीबिन मुख्य रूप से एक सूक्ष्म जीवविज्ञानी थे, और इस संबंध में, उनकी मुख्य योग्यता हमारे देश में सूक्ष्म जीव विज्ञान का विकास है। "इस संबंध में, मैं आपको याद दिलाना चाहता हूं कि हम सचमुच सूक्ष्मजीवों के महासागर में रहते हैं," ए.एम. बोरोनिन। - पानी में, समुद्र में, जमीन पर, पौधों, जानवरों में होने के कारण असंख्य सूक्ष्मजीव हमें घेर लेते हैं। एक हेक्टेयर मिट्टी में 5 टन तक सूक्ष्मजीवों का बायोमास होता है। हमारे ग्रह पर सूक्ष्मजीवों का कुल बायोमास पौधों, कीड़ों और जानवरों के संयुक्त बायोमास से अधिक है।

सूक्ष्मजीवों की जैव विविधता विशाल और अद्भुत है। इसलिए, सूक्ष्मजीव विज्ञान के कार्यों में से एक इस दुनिया का व्यवस्थितकरण है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने विभिन्न प्रणालियों का उपयोग करने की कोशिश की, लेकिन वे सभी बहुत सुविधाजनक नहीं निकले। 1977 में, कार्ल वोइस का काम सामने आया: उन्होंने 16S rRNA की संरचना की तुलना करके राइबोसोम की तुलना के आधार पर एक फ़ाइलोजेनेटिक वर्गीकरण प्रणाली का प्रस्ताव रखा, जिसे कई मायनों में एक जीवित सूक्ष्मजीव सहित विकास के कालक्रम के रूप में माना जा सकता है। इसने सूक्ष्मजीवों की दुनिया के अध्ययन और व्यवस्थित करने के अवसर खोले और, विशेष रूप से, आर्किया के सुपर-किंगडम की खोज, जो समुद्र की गहराई और थर्मल स्प्रिंग्स से लेकर विभिन्न प्रकार के पारिस्थितिक तंत्रों में रहते हैं। जैव सूचना विज्ञान विधियों का उपयोग करते हुए, लोकियार्चे की खोज की गई, जिसमें एक साइटोस्केलेटन और फागोसाइटोसिस के अन्य लक्षण पाए गए।

प्रौद्योगिकी में आगे की प्रगति ने इन अध्ययनों का विस्तार करने की अनुमति दी है, जिसके परिणामस्वरूप हाल के दिनों में विकासवादी पेड़ की हमारी समझ में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं।

"शायद, कई और आश्चर्य हमें इंतजार कर रहे हैं, और कुछ वैज्ञानिकों का कहना है कि अन्य जीवों को खोजने से जुड़े जीवन के पेड़ में नए डोमेन की उपस्थिति से इंकार नहीं किया जाता है," ए.एम. बोरोनिन। "ये अध्ययन विकासवादी प्रक्रियाओं को समझने के प्रयासों के लिए भोजन प्रदान करते हैं जो कि हुई हैं और अभी भी हो रही हैं, अक्सर हमारी आंखों के सामने।"

विज्ञान में सबसे आगे माइक्रोबायोलॉजी

यह सब न केवल विशाल मौलिक है, बल्कि लागू लाभ भी है। ऐसा ही एक उदाहरण बहु-प्रतिरोधी सूक्ष्मजीवों के उद्भव के कारणों का अध्ययन है, जो सबसे आधुनिक एंटीबायोटिक दवाओं के खिलाफ शक्तिहीन हैं। यह एक बड़ी चिकित्सा समस्या है जिसे अभी तक संबोधित नहीं किया गया है। यह माइक्रोबायोलॉजिस्ट हैं जो इस तरह की समस्याओं के तंत्र को समझने और उन्हें दूर करने के तरीके खोजने में सबसे आगे हैं।

सूक्ष्म जीव विज्ञानियों के कार्य का एक अन्य उदाहरण किसकी प्रसिद्ध कहानी है? हैलीकॉप्टर पायलॉरी, जिसके लिए 2005 में नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया था। इस काम के परिणामस्वरूप, यह दिखाया गया कि यह सूक्ष्मजीव मनुष्यों में पेट के अल्सर की घटना के लिए जिम्मेदार है। आगे के अध्ययनों ने इस धारणा की पुष्टि की और, इसके अलावा, यह दिखाया कि यह जीवाणु न केवल अल्सर के लिए, बल्कि पेट के कैंसर के विकास के लिए भी जिम्मेदार है। यही कारण है कि आज डॉक्टर सलाह देते हैं कि जठरांत्र संबंधी मार्ग की समस्याओं वाले लगभग सभी रोगियों को एक उपयुक्त विश्लेषण से गुजरना पड़ता है: "शत्रुतापूर्ण" जीवाणु का शीघ्र पता लगाने से सबसे गंभीर परिणामों को सफलतापूर्वक रोका जा सकता है।

उसी समय, हालांकि, हाल के अध्ययनों से पता चला है कि की उपस्थिति हैलीकॉप्टर पायलॉरीअस्थमा के खतरे को कम करता है। और इसकी अनुपस्थिति से गैस्ट्रोओसोफेगल रिफ्लक्स और एडेनोकार्सिनोमा का खतरा बढ़ जाता है। यानी हम व्यवहार की जटिलता और सूक्ष्मजीवों के गुणों की विविधता देखते हैं।

इसलिए, आज अपने सभी कार्यों को स्पष्ट करने और मानव जीवन को प्रभावित करने वाले व्यक्तिगत सूक्ष्मजीवों की भूमिका निर्धारित करने के लिए मानव माइक्रोबायोम के आगे के शोध का सवाल है।

"हम सभी जानते हैं कि सूक्ष्मजीव भोजन के पाचन में योगदान करते हैं, कुछ विटामिनों का स्राव करते हैं, और प्रतिरक्षा प्रणाली के निर्माण, विकास और रखरखाव में भाग लेते हैं," ए.एम. बोरोनिन। “वे कुछ हद तक, रोगजनकों से लड़कर या साधारण प्रतिस्पर्धा से हमें बीमारियों से बचाने की कोशिश कर रहे हैं। यह एक जटिल दुनिया है, हमारी तुलना में बहुत पुरानी और शायद अधिक विविध है, और हमारा काम इसे समझने की कोशिश करना है ताकि वैज्ञानिक सबूतों के आधार पर, हम प्रोबायोटिक्स की एक नई पीढ़ी की ओर बढ़ सकें जो माइक्रोबायोम को स्थिर करने या इसे सही करने में मदद करते हैं। यह संतुलन से बाहर है। एक ही एंटीबायोटिक दवाओं के प्रभाव में। यह कोई रहस्य नहीं है कि बड़ी संख्या में एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग किया जाता है और उनका अत्यधिक उपयोग पाचन तंत्र में कई गंभीर विकारों का कारण बनता है। आप अंदाजा लगा सकते हैं कि हमारा माइक्रोबायोम कितना तनावग्रस्त है और इसके क्या परिणाम हो सकते हैं। और इसके परिणाम भयानक हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, बृहदान्त्र में एक प्रकार का प्लास्टिड दिखाई दे सकता है, जो एक ऐसी बीमारी की ओर ले जाता है जो मृत्यु में समाप्त हो सकती है।

वक्ता के अनुसार, हम अपने ऊपर सूक्ष्मजीवों की दुनिया के प्रभाव को कम आंकते हैं। हाल ही में, इस बात के प्रमाण मिले हैं कि सूक्ष्म जीव विज्ञान न केवल हमारे शारीरिक स्वास्थ्य, बल्कि व्यवहार, और मानस, और यहां तक कि किसी व्यक्ति की धार्मिकता को भी प्रभावित करता है। इसलिए, सूक्ष्मजीवों के जीव विज्ञान का अध्ययन वैश्विक पारिस्थितिकी तंत्र की प्रकृति को समझने की कुंजी है, ए.एम. बोरोनिन।

दर्शकों ने जी.के. स्क्रिपियन, घरेलू जैविक विज्ञान के विकास में उनका अमूल्य योगदान, विज्ञान अकादमी के मुख्य वैज्ञानिक सचिव के रूप में कई वर्षों की सेवा, काम करने की अद्भुत क्षमता, मित्रता और अटूट जीवन शक्ति जो उनके पास थी। उपस्थित सभी लोगों के अनुसार, यह जी.के. स्क्रिपियन, देश का इतिहास बनाते हैं, इसकी वैज्ञानिक और मानवीय विरासत को बढ़ाते हैं। सम्मेलन के अध्यक्ष के अनुसार, शिक्षाविद एम.पी. किरपिचनिकोवा, जी.के. स्क्रिपाइन न केवल एक उत्कृष्ट वैज्ञानिक थे, बल्कि अपने देश के एक उत्कृष्ट नागरिक भी थे। यही लोग हैं जो अपने देश को वास्तव में महान बनाते हैं।

नतालिया लेस्कोवा

मंगल लंबे समय से तारों वाले आकाश में सिर्फ एक लाल बिंदु बनकर रह गया है। आज, जांच इसके लिए उड़ान भरती है, मिट्टी के नमूने एकत्र करती है और सेल्फी लेती है। स्पेस एक्स के प्रमुख अमेरिकी इंजीनियर एलोन मस्क पहली मानवयुक्त उड़ान के आयोजन और मानव कॉलोनी की स्थापना को लेकर गंभीर हैं। हालांकि अगले 10 वर्षों में ऐसा होने की संभावना नहीं है, जैव प्रौद्योगिकी अब अंतरिक्ष यात्रियों के लिए जीवन को आसान बनाने के लिए तैयार है।

मुख्य कार्य सामान्य श्वास सुनिश्चित करना है। मंगल एक सहारा नहीं है, और लाल ग्रह पर ऑक्सीजन का अनुपात केवल 0.2% है। पृथ्वी से सौ गुना कम। बायोटेक्नोलॉजिस्ट ने एक समाधान के रूप में अपनी खुद की परियोजना का प्रस्ताव रखा - फिल्टर मास्क जो कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में बदल सकते हैं। ऐसी प्रौद्योगिकियां पहले से मौजूद हैं - आवश्यक मात्रा में पदार्थ उत्पन्न करने के लिए उन्हें ध्यान में रखना बाकी है।

मुखौटा का आधार पॉलिमर होगा, जो इसे असामान्य रूप से हल्का बना देगा - 100 ग्राम से अधिक नहीं। साथ ही, सूरज की रोशनी, एरोसोल और क्रूर मंगल हवाओं से सुरक्षा प्रदान की जाएगी। ग्रह पर जीवन के लिए अंतरिक्ष यात्रियों को बहुत आगे बढ़ने की आवश्यकता होगी, इसलिए ऐसा मुखौटा एक आवश्यकता बन जाएगा। खुली हवा में प्रत्येक नए "सोल" (मंगल ग्रह का दिन) से मिलने के लिए।

कृत्रिम चिकित्सक

लेकिन अभी के लिए, वापस पृथ्वी पर। मंगल के लिए मानवयुक्त उड़ानें अभी भी जीवित हैं, और आधुनिक पारिस्थितिकी और रोगों की एक जटिल के साथ, यह एक समस्या बन जाती है। यह आंशिक रूप से हमारी गलती है। चिंता तभी उत्पन्न होती है जब रोग शरीर में बस गया हो और उसे व्यवस्थित रूप से नष्ट कर दे। हालांकि यह समय वापस करने और समस्या का समय पर निदान करने के लायक होगा। कैसे? "कृत्रिम मस्तिष्क" पर आधारित नैदानिक कार्यक्रम बनाकर।

सिस्टम कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क के सिद्धांत पर बनाया गया है। यह मस्तिष्क का एक मोटा मॉडल है, जिसमें तंत्रिका कोशिकाओं के स्थान पर सरल संसाधक होते हैं। वे गणितीय मॉडल के अनुसार बातचीत करते हैं और मानवीय भावनात्मकता से रहित होते हैं। और यह उनका मुख्य लाभ है। बड़ी सटीकता के साथ, वे किसी व्यक्ति सहित किसी भी वस्तु की भविष्य की स्थिति की भविष्यवाणी करने में सक्षम हैं। संदिग्ध निदान और घातक चिकित्सा त्रुटियों के बिना।

सिस्टम को निम्नानुसार डिज़ाइन किया गया है: सिस्टम रोगी, ईसीजी परिणाम, ऊंचाई, वजन, आयु के बारे में बायोमेट्रिक डेटा भरता है। कार्यक्रम उनका विश्लेषण करता है और परिणाम देता है: रोग के विकास की संभावना, इसके तेज होने की स्थिति और शर्तें, सिफारिशें।

मुख्य लाभ यह है कि ऐसे तंत्रिका नेटवर्क स्व-शिक्षण हैं। यह केवल एक एल्गोरिथम पर चलने वाला कंप्यूटर नहीं है। नेटवर्क जानकारी एकत्र करते हैं, बड़े डेटा का विश्लेषण करते हैं, प्रगति करते हैं, निर्णय लेते हैं। और भविष्य में - डॉक्टरों को बदलें। शायद उनकी मदद से 5-10 वर्षों में सदी की मुख्य बीमारी - कैंसर - के विकास की भविष्यवाणी करना संभव होगा।

पजामा में निदान

बायोटेक्नोलॉजिस्ट भविष्य में डायग्नोस्टिक्स को व्यावहारिक रूप से "पहनने योग्य" बनाने का प्रस्ताव करते हैं। बिंदु शरीर की स्थिति की निगरानी के लिए एक सार्वभौमिक स्कैनर विकसित करना है।

इस विचार को कई सेंसर वाले सूट के रूप में लागू किया गया था। पुरुषों के लिए, यह धारीदार पजामा है, महिलाओं के लिए - पोल्का-डॉट होममेड चौग़ा। "स्मार्ट" कपड़ों से जानकारी एकत्र करना एक सर्वर होगा, जिसे स्वाद के साथ भी बनाया जाएगा: एक बड़ी गुलाबी गेंद बिना अनुमति के कमरे के चारों ओर लुढ़कती है और आंख को भाती है। ऐसे गैजेट को खोना या भूलना असंभव है।

हालांकि, यह सिर्फ एक शौकिया डिजाइन अवंत-गार्डे नहीं है, बल्कि एक उच्च तकनीक निदान प्रणाली है। कल्पना कीजिए कि आपका पजामा नींद के दौरान जीवित ऊतकों को 1-2 माइक्रोन के संकल्प के साथ स्कैन करेगा, जिससे आप प्रत्येक कोशिका का अध्ययन कर सकेंगे। स्कैनिंग गहराई - 25 सेमी, यह आपको शरीर को "के माध्यम से" देखने की अनुमति देगा।

परियोजना का परिणाम मानव शरीर का 3डी मॉडल होगा। होम सर्वर खरबों कोशिकाओं में से प्रत्येक में हजारों जीन, लाखों प्रोटीन का विश्लेषण करेगा। इस तरह के अवलोकन से कोई विकृति नहीं छिपी हो सकती है।

लेकिन यह बिलकुल भी नहीं है। प्रणाली में एक जीव स्पॉटर भी शामिल है। यह केबिन की परिधि के चारों ओर नैनोग्राफीन नोजल के साथ एक गोलाकार शॉवर है। हाइड्रोडायनामिक इंजेक्शन की मदद से, वे त्वचा के माध्यम से आवश्यक प्रोटीन को 30 सेमी तक की गहराई तक पहुंचाते हैं। नतीजतन, अलग-अलग कोशिकाओं को बहाल करना नाश्ते से ज्यादा मुश्किल नहीं होगा।

सच होने के लिए बहुत बोल्ड? लेकिन पायजामा प्रोटोटाइप पहले ही बनाया जा चुका है: हालांकि, अभी तक केवल बीस सेंसर और त्वचा की ऊपरी परतों तक पहुंच है। यह केवल पहला कदम है, लेकिन दसवें तक, शायद पूरी परियोजना एक वास्तविकता बन जाएगी।

हमेशा के लिए युवा, हमेशा के लिए नया

अगला पुनर्योजी चिकित्सा का युग है। वैज्ञानिकों ने पहले ही पाया है कि मुख्य आनुवंशिक गिरगिट - स्टेम सेल का उपयोग करके अंगों को क्या बनाना है। इसे लागू करने के लिए एक समाधान खोजा गया है: 3डी बायोप्रिंटिंग तकनीक विकसित की गई है। यह ज्ञान को एक साथ लाने और नए प्रत्यारोपण के युग में प्रवेश करने के लिए बनी हुई है।

युवा वैज्ञानिकों ने यह पता लगाया कि इस प्रक्रिया में कैसे योगदान दिया जाए। जैव प्रौद्योगिकीविदों ने नैनोप्लाज्मा फाइबर सेवा के विचार का प्रस्ताव रखा। यह उपकरण नैनोस्केल पर किसी भी पदार्थ को निर्धारित करने में सक्षम है। यदि विदेशी अणु पानी, रक्त या किसी तकनीकी समाधान में खो जाते हैं, तो उपकरण उन्हें ढूंढेगा, पहचानेगा और गिनेगा।

ऐसी क्षमताएं निदान में उपयोगी होंगी, लेकिन इससे भी अधिक 3डी बायोप्रिंटिंग में। एक नए दिल को "प्रिंट" करने के लिए पर्याप्त नहीं है, व्यक्तिगत कोशिकाओं के स्तर पर इसकी स्थिति और गतिशीलता में संरचना का अध्ययन करना आवश्यक है। अभी तक केवल एक नैनोप्लाज्मा सेंसर ही ऐसा करने में सक्षम है।

डिवाइस में एक ऑप्टिकल फाइबर होता है जो सोने के नैनोकणों, एक लेजर और एक स्पेक्ट्रोमीटर की परत के साथ लेपित होता है। प्रकाश क्वांटा के पारित होने के दौरान, डुबकी देखी जाती है, जिसकी प्रकृति पर्यावरण की स्थिति पर निर्भर करती है। सेंसर की रिकॉर्ड संवेदनशीलता का उपयोग करके कृत्रिम अंगों की सुरक्षा में उल्लेखनीय वृद्धि करना संभव है। और रोगियों को यकीन होगा कि एक प्रतिस्थापन हृदय एक नए जीवन का टिकट होगा, न कि अगली दुनिया के लिए।

शरीर में चिप

यह स्पष्ट है कि चिकित्सा में सूचना प्रौद्योगिकी का प्रवेश पूर्ण हो गया है। गैर-संपर्क निदान विधियां, पैथोलॉजी के कंप्यूटर मॉडल, दवाओं के प्रति प्रतिक्रियाओं का मॉडलिंग - यह पूरी सूची नहीं है कि मानवता किस चीज की प्रतीक्षा कर रही है। जीवित ऊतक और इलेक्ट्रॉनिक्स एक पूरे हो जाएंगे, और शरीर पर नियंत्रण तकनीक का विषय बन जाएगा।

दर्द को "बंद" करना, हृदय को समायोजित करना, मस्तिष्क के साथ बातचीत करना और अंगों की मरम्मत ऑनलाइन करना संभव होगा। या सचमुच लोगों को सुधारें। भ्रूणविज्ञानियों ने विकास के शुरुआती चरणों में जीनोम को संपादित करना सीख लिया है, जो भविष्य में मानवता को हानिकारक उत्परिवर्तन और कई वंशानुगत बीमारियों से बचाएगा। यदि, निश्चित रूप से, समाज मानवता के ऐसे विकास को स्वीकार कर सकता है।

इस बीच, बायोटेक्नोलॉजिस्ट अधिक दबाव वाली समस्याओं के बारे में सोच रहे हैं। चिकित्सा पद्धति में चिप प्रौद्योगिकियों और गैजेट्स के उपयोग को अधिकतम करने का प्रस्ताव है। और बाहर नहीं, बल्कि अंदर - सीधे लक्षित अंगों और ऊतकों में प्रत्यारोपित करके।

जनसंख्या के वैश्विक सुधार के लिए बायोइलेक्ट्रॉनिक्स कार्टे ब्लैंच बन जाएगा। गैजेट्स इतने छोटे होंगे कि वे आसानी से हमारे शरीर में घूम सकते हैं। हृदय, फेफड़े या पेट वायरलेस सेंसर से लैस होंगे जो 24 घंटे शरीर की स्थिति के बारे में डेटा भेजेंगे। इस तरह की प्रौद्योगिकियां रोगियों के लिए जीवन को आसान बना देंगी, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि वे जटिल विकृति के मूल कारणों का तुरंत पता लगाने में सक्षम होंगे।

अब कोई कल्पना नहीं

इन परियोजनाओं को जैव प्रौद्योगिकीविदों के एक और साहसिक आविष्कार के रूप में माना जा सकता है। हालाँकि, आधी सदी पहले, केवल भविष्यवादी ही ताररहित फोन, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और सेल्फ-ड्राइविंग कारों में विश्वास करते थे। और आज ये प्रौद्योगिकियां हमारे जीवन का हिस्सा हैं। इसलिए, क्या आप मंगल ग्रह के उपनिवेशीकरण, पायजामा-स्कैनर और प्रतिस्थापन दिलों में विश्वास करते हैं? उत्तर सरल है - आइए भविष्यवादी बनें।

जुलाई 2017 में नोवोसिबिर्स्क अकादमीगोरोड में आयोजित अंतर्राष्ट्रीय भागीदारी "बायोटेक्नोलॉजी - मेडिसिन ऑफ द फ्यूचर" के साथ अखिल रूसी सम्मेलन के "साइंस फर्स्ट हैंड" पत्रिका का नया अंक "नक्शे कदमों में" निकला। के आयोजकों के बीच वैज्ञानिक मंच रासायनिक जीवविज्ञान और मौलिक चिकित्सा संस्थान और रूसी विज्ञान अकादमी की साइबेरियाई शाखा के साइटोलॉजी और आनुवंशिकीविद् संस्थान हैं, साथ ही नोवोसिबिर्स्क नेशनल रिसर्च स्टेट यूनिवर्सिटी, जहां जैव चिकित्सा अनुसंधान के ढांचे के भीतर किया जाता है। रणनीतिक शैक्षणिक इकाई "सिंथेटिक बायोलॉजी", जो कई रूसी और विदेशी प्रतिभागियों को एकजुट करती है, मुख्य रूप से जैविक प्रोफ़ाइल के रूसी विज्ञान अकादमी की साइबेरियाई शाखा के संस्थान। इस मुद्दे के पहले, परिचयात्मक लेख में, इसके लेखक व्यावहारिक चिकित्सा में नई आनुवंशिक इंजीनियरिंग, सेलुलर, ऊतक, इम्यूनोबायोलॉजिकल और डिजिटल प्रौद्योगिकियों के विकास और कार्यान्वयन से संबंधित अनुसंधान के सबसे प्रासंगिक क्षेत्रों और आशाजनक परिणामों का एक सिंहावलोकन प्रदान करते हैं, जिनमें से कुछ जो इस मुद्दे के अन्य लेखों में विस्तार से प्रस्तुत किए गए हैं।

लेखकों के बारे में

वैलेन्टिन विक्टरोविच व्लासोव- रूसी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद, रूसी विज्ञान अकादमी (ICBFM SB RAS, नोवोसिबिर्स्क) की साइबेरियाई शाखा के रासायनिक जीवविज्ञान और मौलिक चिकित्सा संस्थान के वैज्ञानिक निदेशक, नोवोसिबिर्स्क राज्य के आणविक जीव विज्ञान और जैव प्रौद्योगिकी विभाग के प्रमुख विश्वविद्यालय। रूसी संघ के राज्य पुरस्कार के विजेता (1999)। 520 से अधिक वैज्ञानिक पत्रों और 30 पेटेंटों के लेखक और सह-लेखक।

दिमित्री व्लादिमीरोविच पिश्नी- रूसी विज्ञान अकादमी के संबंधित सदस्य, रासायनिक विज्ञान के डॉक्टर, जैव चिकित्सा रसायन विज्ञान की प्रयोगशाला के निदेशक और प्रमुख, ICBFM SB RAS (नोवोसिबिर्स्क)। 160 से अधिक वैज्ञानिक पत्रों और 15 पेटेंटों के लेखक और सह-लेखक।

पावेल एवगेनिविच वोरोब्योव- रासायनिक विज्ञान के उम्मीदवार, बायोमेडिकल केमिस्ट्री की प्रयोगशाला में शोधकर्ता, ICBFM SB RAS (नोवोसिबिर्स्क), आणविक जीव विज्ञान और जैव प्रौद्योगिकी विभाग, नोवोसिबिर्स्क स्टेट यूनिवर्सिटी में एसोसिएट प्रोफेसर। 25 वैज्ञानिक पत्रों के लेखक और सह-लेखक।

उच्च-प्रदर्शन वाले उपकरणों के उद्भव और सूचनात्मक बायोपॉलिमर और कोशिकाओं में हेरफेर करने के तरीकों के निर्माण के कारण जैविक विज्ञान के तेजी से विकास ने भविष्य की दवा के विकास की नींव तैयार की है। हाल के वर्षों में अनुसंधान के परिणामस्वरूप, प्रभावी निदान विधियों का विकास किया गया है, एंटीवायरल, जीवाणुरोधी और एंटीट्यूमर दवाओं, जीन थेरेपी और जीनोम संपादन के तर्कसंगत डिजाइन के अवसर दिखाई दिए हैं। आधुनिक जैव चिकित्सा प्रौद्योगिकियां तेजी से अर्थव्यवस्था को प्रभावित करने और लोगों के जीवन की गुणवत्ता निर्धारित करने लगी हैं।

आज तक, मुख्य जैविक अणुओं की संरचना और कार्यों का विस्तार से अध्ययन किया गया है, और प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण के तरीके विकसित किए गए हैं। ये बायोपॉलिमर अपनी प्रकृति से "बुद्धिमान" सामग्री हैं, क्योंकि वे अत्यधिक विशिष्ट तरीके से कुछ जैविक लक्ष्यों पर "पहचान" और कार्य करने में सक्षम हैं। ऐसे मैक्रोमोलेक्यूल्स के लक्षित "प्रोग्रामिंग" द्वारा, विश्लेषणात्मक प्रणालियों के लिए रिसेप्टर आणविक निर्माण करना संभव है, साथ ही ऐसी दवाएं जो विशिष्ट आनुवंशिक कार्यक्रमों या प्रोटीन को चुनिंदा रूप से प्रभावित करती हैं।

सिंथेटिक बायोलॉजी विधियों द्वारा बनाई गई "स्मार्ट ड्रग्स" के लिए अवसर खुलते हैं लक्षित(लक्षित) ऑटोइम्यून, ऑन्कोलॉजिकल, वंशानुगत और संक्रामक रोगों की चिकित्सा। यह किसी व्यक्ति विशेष के उपचार पर केंद्रित चिकित्सा पद्धति में व्यक्तिगत चिकित्सा पद्धतियों की शुरूआत के बारे में बात करने का आधार देता है।

आधुनिक चिकित्सा तकनीकों और फार्मास्यूटिकल्स की मदद से आज कई बीमारियों का इलाज संभव है जो अतीत में एक बड़ी चिकित्सा समस्या थी। लेकिन व्यावहारिक चिकित्सा के विकास और जीवन प्रत्याशा की वृद्धि के साथ, शब्द के सही अर्थों में स्वास्थ्य सेवा का कार्य अधिक से अधिक जरूरी होता जा रहा है: न केवल बीमारियों से लड़ने के लिए, बल्कि मौजूदा स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए ताकि एक व्यक्ति नेतृत्व कर सके सक्रिय जीवन शैली और बुढ़ापे तक समाज का पूर्ण सदस्य बने रहना।

शरीर की स्थिति पर निरंतर प्रभावी नियंत्रण सुनिश्चित करके इस समस्या को हल किया जा सकता है, जो प्रतिकूल कारकों की कार्रवाई से बचने और रोग के विकास को रोकने, रोग प्रक्रिया को शुरुआती चरण में प्रकट करने और इसके मूल कारण को समाप्त करने की अनुमति देगा। रोग।

इस अर्थ में, भविष्य की दवा का मुख्य कार्य "स्वास्थ्य प्रबंधन" के रूप में तैयार किया जा सकता है। ऐसा करना काफी यथार्थवादी है यदि आपके पास किसी व्यक्ति की आनुवंशिकता के बारे में पूरी जानकारी है और शरीर की स्थिति के प्रमुख संकेतकों की निगरानी करें।

"स्मार्ट" निदान

स्वास्थ्य का प्रबंधन करने के लिए, रोगों के शीघ्र निदान और चिकित्सीय दवाओं के साथ-साथ पर्यावरणीय कारकों के प्रति व्यक्तिगत संवेदनशीलता का निर्धारण करने के लिए प्रभावी और सरल न्यूनतम इनवेसिव विधियों का होना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, जीन निदान के लिए प्रणालियों के निर्माण और मानव संक्रामक रोगों के रोगजनकों का पता लगाने, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के मात्रात्मक निर्धारण के तरीकों के विकास - रोगों के मार्कर - जैसे कार्यों को हल किया जाना चाहिए (और पहले से ही हल किया जा रहा है) .

अलग-अलग, यह प्रारंभिक गैर-आक्रामक निदान के तरीकों के निर्माण पर प्रकाश डालने योग्य है ( तरल बायोप्सी) बाह्य डीएनए और आरएनए के विश्लेषण पर आधारित ट्यूमर रोग। ऐसे न्यूक्लिक एसिड का स्रोत मृत और जीवित कोशिकाएं दोनों हैं। आम तौर पर, उनकी एकाग्रता अपेक्षाकृत कम होती है, लेकिन आमतौर पर तनाव और रोग प्रक्रियाओं के विकास के साथ बढ़ जाती है। जब एक घातक ट्यूमर होता है, तो कैंसर कोशिकाओं द्वारा स्रावित न्यूक्लिक एसिड रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं, और इस तरह के परिसंचारी आरएनए और डीएनए रोग के मार्कर के रूप में काम कर सकते हैं।

प्रोत्साहित करना!

जीनोम अनुक्रमण के आधुनिक तरीकों को व्यापक रूप से चिकित्सा में पेश किया गया है, और निकट भविष्य में सभी रोगियों के पास आनुवंशिक पासपोर्ट होंगे। रोगी की वंशानुगत विशेषताओं के बारे में जानकारी भविष्य कहनेवाला व्यक्तिगत दवा का आधार है। फोरआर्डेड, जैसा कि आप जानते हैं, फोरआर्म्ड। एक व्यक्ति जो संभावित जोखिमों से अवगत है, अपने जीवन को इस तरह से व्यवस्थित कर सकता है कि बीमारी के विकास को रोका जा सके। यह जीवन शैली, और भोजन और चिकित्सीय दवाओं के चुनाव पर भी लागू होता है।

शरीर के काम में विचलन का संकेत देने वाले मार्करों के एक सेट की निरंतर निगरानी की स्थिति में, उन्हें समय पर ठीक करना संभव है। पहले से ही, शरीर की स्थिति की निगरानी के लिए कई तरीके हैं: उदाहरण के लिए, सेंसर का उपयोग करना जो हृदय प्रणाली के कामकाज और नींद की गुणवत्ता की निगरानी करते हैं, या ऐसे उपकरण जो किसी व्यक्ति द्वारा हवा में गैसीय उत्पादों का विश्लेषण करते हैं। तरल बायोप्सी और रक्त प्रवाह में परिसंचारी प्रोटीन और पेप्टाइड्स के विश्लेषण के लिए प्रौद्योगिकियों के लिए न्यूनतम इनवेसिव प्रौद्योगिकियों के विकास के संबंध में विशाल अवसर खुल रहे हैं। रोग के शुरुआती चरणों में, कई मामलों में "नरम" तरीकों से शरीर की स्थिति को ठीक करना संभव है: अतिरिक्त माइक्रोएलेटमेंट, विटामिन और प्रोबायोटिक्स का उपयोग करके पोषण की प्रकृति को बदलना। हाल ही में, मानव आंतों के माइक्रोफ्लोरा की संरचना में विचलन को ठीक करने की संभावनाओं पर विशेष ध्यान दिया गया है, जो बड़ी संख्या में रोग स्थितियों के विकास से जुड़े हैं।

अब, ऐसे मार्करों के आधार पर, प्रारंभिक कैंसर निदान के लिए दृष्टिकोण विकसित किए जा रहे हैं, इसके विकास के जोखिम की भविष्यवाणी करने के तरीके, साथ ही रोग के पाठ्यक्रम की गंभीरता और चिकित्सा की प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए। उदाहरण के लिए, यह रूसी विज्ञान अकादमी की साइबेरियाई शाखा के रासायनिक जीव विज्ञान और मौलिक चिकित्सा संस्थान में दिखाया गया था कि की डिग्री मेथिलिकरणडीएनए के विशिष्ट खंड। रक्त के नमूनों से परिसंचारी डीएनए को अलग करने और इसके मिथाइलेशन की प्रकृति का विश्लेषण करने के लिए एक विधि विकसित की गई थी। यह विधि प्रोस्टेट कैंसर के सटीक गैर-आक्रामक निदान का आधार बन सकती है, जो आज मौजूद नहीं है।

स्वास्थ्य की स्थिति के बारे में जानकारी का एक महत्वपूर्ण स्रोत तथाकथित हो सकता है गैर-कोडिंग आरएनए, यानी, वे आरएनए जो प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट नहीं हैं। हाल के वर्षों में, यह स्थापित किया गया है कि कोशिकाओं में कई अलग-अलग गैर-कोडिंग आरएनए बनते हैं, जो कोशिकाओं और पूरे जीव के स्तर पर विभिन्न प्रक्रियाओं के नियमन में शामिल होते हैं। विभिन्न स्थितियों में माइक्रोआरएनए और लंबे गैर-कोडिंग आरएनए के स्पेक्ट्रम का अध्ययन तेजी से और प्रभावी निदान के लिए व्यापक अवसर खोलता है। इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर एंड सेल्युलर बायोलॉजी एसबी आरएएस (आईएमकेबी एसबी आरएएस, नोवोसिबिर्स्क) और आईसीबीएफएम एसबी आरएएस ने कई miRNAs की पहचान की है - ट्यूमर रोगों के आशाजनक मार्कर।

आधुनिक आरएनए और डीएनए अनुक्रमण तकनीकों की मदद से, माइक्रोआरएनए सामग्री और जीनोटाइपिंग के विश्लेषण के आधार पर मानव ऑन्कोलॉजिकल रोगों के निदान और पूर्वानुमान के लिए एक मंच बनाया जा सकता है, अर्थात, एक विशेष जीन के विशिष्ट आनुवंशिक वेरिएंट की स्थापना, साथ ही साथ निर्धारण प्रोफाइल अभिव्यक्ति(गतिविधियाँ) जीन की। इस दृष्टिकोण का तात्पर्य आधुनिक उपकरणों का उपयोग करके कई विश्लेषणों को जल्दी और एक साथ करने की क्षमता से है - जैविक माइक्रोचिप्स.

बायोचिप्स विशिष्ट जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स के समानांतर विश्लेषण के लिए लघु उपकरण हैं। ऐसे उपकरण बनाने का विचार आण्विक जीवविज्ञान संस्थान में पैदा हुआ था। 1980 के दशक के अंत में रूसी विज्ञान अकादमी (मास्को) के वी.ए. एंगेलहार्ड्ट। थोड़े समय में, बायोचिप प्रौद्योगिकियां आणविक जीव विज्ञान और आणविक विकास की मूलभूत समस्याओं के अध्ययन से लेकर दवा प्रतिरोधी जीवाणु उपभेदों की पहचान तक, व्यावहारिक अनुप्रयोगों की एक विशाल श्रृंखला के साथ विश्लेषण के एक स्वतंत्र क्षेत्र के रूप में उभरी हैं।

आज, आईएमबी आरएएस रोगाणुरोधी दवाओं के प्रतिरोध का एक साथ पता लगाने के साथ, तपेदिक सहित कई सामाजिक रूप से महत्वपूर्ण संक्रमणों के रोगजनकों की पहचान के लिए चिकित्सा अभ्यास में मूल परीक्षण प्रणाली का उत्पादन और उपयोग करता है; साइटोस्टैटिक दवाओं की व्यक्तिगत सहिष्णुता का आकलन करने के लिए परीक्षण प्रणाली और बहुत कुछ।

बायोएनालिटिकल डायग्नोस्टिक विधियों के विकास में निरंतर सुधार की आवश्यकता है संवेदनशीलता- एक पता लगाने योग्य पदार्थ की थोड़ी मात्रा दर्ज करते समय एक विश्वसनीय संकेत देने की क्षमता। biosensors- यह उपकरणों की एक नई पीढ़ी है जो जटिल संरचना के नमूनों में विभिन्न रोग मार्करों की सामग्री के विशिष्ट विश्लेषण की अनुमति देती है, जो विशेष रूप से रोगों के निदान में महत्वपूर्ण है।

आईसीबीएफएम एसबी आरएएस नोवोसिबिर्स्क इंस्टीट्यूट ऑफ सेमीकंडक्टर फिजिक्स के सहयोग से एसबी आरएएस आधारित माइक्रोबायोसेंसर विकसित करता है क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर, जो सबसे संवेदनशील विश्लेषणात्मक उपकरणों में से हैं। ऐसा बायोसेंसर वास्तविक समय में बायोमोलेक्यूल्स की बातचीत की निगरानी करना संभव बनाता है। इसका घटक भाग ऐसे परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं में से एक है, जो आणविक जांच की भूमिका निभाता है। जांच विश्लेषण किए गए समाधान से एक आणविक लक्ष्य को पकड़ती है, जिसकी उपस्थिति का उपयोग रोगी के स्वास्थ्य की विशिष्ट विशेषताओं का न्याय करने के लिए किया जा सकता है।

"पूरक चिकित्सा

विभिन्न संक्रमणों के मानव जीनोम और रोगजनकों की व्याख्या ने उनके मूल कारणों को लक्षित करके रोगों के उपचार के लिए कट्टरपंथी दृष्टिकोण के विकास का मार्ग खोल दिया है - रोग प्रक्रियाओं के विकास के लिए जिम्मेदार आनुवंशिक कार्यक्रम। रोग की शुरुआत के तंत्र की गहरी समझ, जिसमें न्यूक्लिक एसिड शामिल होते हैं, चिकित्सीय न्यूक्लिक एसिड को डिजाइन करना संभव बनाता है जो खोए हुए कार्य को प्रतिस्थापित करता है या उत्पन्न होने वाली विकृति को अवरुद्ध करता है।

न्यूक्लिक एसिड के टुकड़ों का उपयोग करके इस तरह के प्रभाव को अंजाम दिया जा सकता है - सिंथेटिक ओलईगोन्युक्लियोटाईड्ससिद्धांत के अनुसार लक्ष्य जीन की संरचना में कुछ न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के साथ चुनिंदा रूप से बातचीत करने में सक्षम संपूरकता. जीन को लक्षित करने के लिए ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स का उपयोग करने का विचार पहले नोवोसिबिर्स्क इंस्टीट्यूट ऑफ बायोऑर्गेनिक कैमिस्ट्री, रूसी एकेडमी ऑफ साइंसेज (अब रासायनिक संस्थान) की साइबेरियाई शाखा के प्राकृतिक पॉलिमर (बाद में जैव रसायन विभाग) की प्रयोगशाला में सामने रखा गया था। जीवविज्ञान और मौलिक चिकित्सा, रूसी विज्ञान अकादमी की साइबेरियाई शाखा)। नोवोसिबिर्स्क में पहली तैयारी की गई थी जीन-निर्देशित क्रियावायरल और कुछ सेलुलर आरएनए के चयनात्मक निष्क्रियता के लिए।

इसी तरह की जीन-लक्षित चिकित्सीय दवाएं वर्तमान में न्यूक्लिक एसिड, उनके एनालॉग्स और संयुग्मों (एंटीसेंस ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, आरएनए, एप्टामर्स, जीनोमिक एडिटिंग सिस्टम में हस्तक्षेप) के आधार पर सक्रिय रूप से विकसित की जा रही हैं। हाल के अध्ययनों से पता चला है कि के आधार पर एंटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सजैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करना संभव है जो विभिन्न आनुवंशिक संरचनाओं और ट्रिगर प्रक्रियाओं पर कार्य करते हैं जो जीन के अस्थायी "टर्न ऑफ" या आनुवंशिक कार्यक्रमों में परिवर्तन की ओर ले जाते हैं - उपस्थिति म्यूटेशन. यह साबित हो गया है कि ऐसे यौगिकों की मदद से कुछ के कामकाज को दबाना संभव है दूत आरएनएजीवित कोशिकाएं प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित करती हैं, और कोशिकाओं को वायरल संक्रमण से बचाती हैं।

आज, एंटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स और आरएनए, जो एमआरएनए और वायरल आरएनए के कार्यों को दबाते हैं, न केवल जैविक अनुसंधान में उपयोग किए जाते हैं। ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के कृत्रिम एनालॉग्स पर आधारित कई एंटीवायरल और एंटी-इंफ्लेमेटरी दवाओं का परीक्षण किया जा रहा है, और उनमें से कुछ को पहले से ही नैदानिक अभ्यास में पेश किया जा रहा है।

इस दिशा में काम कर रहे ICBFM SB RAS की बायोमेडिकल केमिस्ट्री की प्रयोगशाला की स्थापना 2013 में रूसी संघ की सरकार से एक वैज्ञानिक मेगा-अनुदान के लिए की गई थी। इसका आयोजन येल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर, नोबेल पुरस्कार विजेता एस. ऑल्टमैन ने किया था। प्रयोगशाला नए होनहार कृत्रिम ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के भौतिक-रासायनिक और जैविक गुणों पर अनुसंधान करती है, जिसके आधार पर आरएनए-लक्षित जीवाणुरोधी और एंटीवायरल दवाएं विकसित की जा रही हैं।

एस। ऑल्टमैन के नेतृत्व में परियोजना के ढांचे के भीतर, रोगजनक सूक्ष्मजीवों पर विभिन्न कृत्रिम ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड एनालॉग्स के प्रभाव का एक बड़े पैमाने पर व्यवस्थित अध्ययन किया गया था: स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, साल्मोनेला, स्टैफिलोकोकस ऑरियस और इन्फ्लूएंजा वायरस। लक्ष्य जीन की पहचान की गई है जो इन रोगजनकों को सबसे प्रभावी ढंग से दबा सकते हैं; सबसे सक्रिय ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड एनालॉग्स की तकनीकी और चिकित्सीय विशेषताओं का मूल्यांकन किया जा रहा है, जिनमें जीवाणुरोधी और एंटीवायरल गतिविधि प्रदर्शित करने वाले भी शामिल हैं।

दुनिया में पहली बार आईसीबीएफएम एसबी आरएएस में संश्लेषित किया गया था फॉस्फोरिलगुआनिडीनऑलिगोन्यूक्लियोटाइड डेरिवेटिव। ये नए यौगिक विद्युत रूप से तटस्थ हैं, जैविक मीडिया में स्थिर हैं, और व्यापक परिस्थितियों में आरएनए और डीएनए लक्ष्यों के लिए मजबूती से बंधे हैं। अद्वितीय गुणों की श्रेणी के कारण, वे चिकित्सीय एजेंटों के रूप में उपयोग के लिए आशाजनक हैं, और बायोचिप प्रौद्योगिकियों के आधार पर नैदानिक उपकरणों की दक्षता में सुधार के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है।

मैसेंजर आरएनए पर "एंटीसेंस" प्रभाव सरल अवरोधन तक सीमित नहीं हैं स्प्लिसिंग(आरएनए की "परिपक्वता" की प्रक्रिया) या प्रोटीन संश्लेषण। लक्ष्य के लिए चिकित्सीय ओलिगोन्यूक्लियोटाइड के बंधन द्वारा उकसाए गए mRNA की एंजाइमेटिक कटिंग अधिक प्रभावी है। इस मामले में, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड - क्लीवेज इंड्यूसर - बाद में दूसरे आरएनए अणु से बंध सकता है और अपनी क्रिया को दोहरा सकता है। आईसीबीएफएम एसबी आरएएस ने ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के प्रभाव का अध्ययन किया जो एमआरएनए के साथ बंधन पर कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जो आरएनएस पी एंजाइम के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम कर सकते हैं। यह एंजाइम स्वयं उत्प्रेरक गुणों वाला एक आरएनए है ( राइबोजाइम).

न केवल एंटीसेंस न्यूक्लियोटाइड्स, बल्कि डबल-फंसे आरएनए, तंत्र के अनुसार कार्य करते हैं आरएनए हस्तक्षेप. इस घटना का सार यह है कि, कोशिका में प्रवेश करने पर, लंबे dsRNA को छोटे टुकड़ों में काट दिया जाता है (तथाकथित छोटे दखल देने वाले आरएनए, siRNA) मैसेंजर RNA के एक विशिष्ट क्षेत्र का पूरक। ऐसे mRNA से जुड़कर, siPNAs एक एंजाइमी तंत्र की क्रिया को ट्रिगर करता है जो लक्ष्य अणु को नष्ट कर देता है।

इस तंत्र के उपयोग से वायरल जीन सहित लगभग किसी भी जीन की अभिव्यक्ति को दबाने के लिए अत्यधिक प्रभावी गैर-विषैले दवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने की नई संभावनाएं खुलती हैं। छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए पर आधारित होनहार एंटीकैंसर दवाओं को आईसीबीएफएम एसबी आरएएस में डिजाइन किया गया है, जिन्होंने पशु प्रयोगों में अच्छे परिणाम दिखाए हैं। दिलचस्प निष्कर्षों में से एक मूल संरचना का डबल-असहाय आरएनए है, जो के उत्पादन को उत्तेजित करता है इंटरफेरॉनजो ट्यूमर मेटास्टेसिस की प्रक्रिया को प्रभावी ढंग से दबा देता है। कोशिकाओं में दवा की अच्छी पैठ वाहक द्वारा प्रदान की जाती है - नया cationic लिपिड(लिपिड वेसिकल्स), लोमोनोसोव मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ फाइन केमिकल टेक्नोलॉजीज के विशेषज्ञों के साथ संयुक्त रूप से विकसित हुआ।

न्यूक्लिक एसिड के लिए नई भूमिकाएँ

पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन विधि का विकास, जो न्यूक्लिक एसिड - डीएनए और आरएनए को असीमित मात्रा में गुणा करना संभव बनाता है, और न्यूक्लिक एसिड के आणविक चयन के लिए प्रौद्योगिकियों के उद्भव ने वांछित गुणों के साथ कृत्रिम आरएनए और डीएनए बनाना संभव बना दिया है। न्यूक्लिक एसिड अणु जो कुछ पदार्थों को चुनिंदा रूप से बांधते हैं, कहलाते हैं aptamers. उनके आधार पर, दवाएं प्राप्त की जा सकती हैं जो किसी भी प्रोटीन के कार्यों को अवरुद्ध करती हैं: एंजाइम, रिसेप्टर्स, या जीन गतिविधि के नियामक। वर्तमान में, हजारों विभिन्न aptamers पहले ही प्राप्त किए जा चुके हैं, जिनका व्यापक रूप से चिकित्सा और प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है।

इस क्षेत्र में विश्व के नेताओं में से एक अमेरिकी कंपनी है सोमा लॉजिक इंक।. - तथाकथित बनाता है सोमरस, जो कुछ लक्ष्यों के लिए आत्मीयता के स्तर के अनुसार रासायनिक रूप से संशोधित न्यूक्लिक एसिड के पुस्तकालयों से चुनिंदा रूप से चुने जाते हैं। नाइट्रोजनस बेस में संशोधन ऐसे aptamers को अतिरिक्त "प्रोटीन जैसी" कार्यक्षमता देते हैं, जो लक्ष्य के साथ उनके परिसरों की उच्च स्थिरता सुनिश्चित करता है। इसके अलावा, इससे उन यौगिकों के लिए सोमरस के सफल चयन की संभावना बढ़ जाती है जिनके लिए पारंपरिक एप्टामर्स का चयन करना संभव नहीं था।

नैदानिक रूप से महत्वपूर्ण लक्ष्यों के लिए आत्मीयता के साथ aptamers के बीच, वर्तमान में चिकित्सीय दवाओं के लिए उम्मीदवार हैं जो नैदानिक परीक्षणों के तीसरे, प्रमुख चरण में पहुंच गए हैं। उनमें से एक - मैकुजेन- पहले से ही रेटिना के रोगों के उपचार के लिए नैदानिक अभ्यास में उपयोग किया जाता है; रेटिना के उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन के उपचार के लिए दवा फोविस्टासफलतापूर्वक परीक्षण पूरा करता है। और ऐसी कई दवाएं पाइपलाइन में हैं।

लेकिन थेरेपी केवल aptamers का उद्देश्य नहीं है: वे बायोएनालिस्ट्स के लिए बहुत रुचि रखते हैं क्योंकि वे बनाते समय मान्यता अणुओं के रूप में होते हैं aptamer बायोसेंसर.

एक स्विच करने योग्य संरचना के साथ बायोल्यूमिनसेंट एप्टैसेन्सर ICBFM में रूसी विज्ञान अकादमी (क्रास्नोयार्स्क) की साइबेरियाई शाखा के बायोफिज़िक्स संस्थान के साथ मिलकर विकसित किए जा रहे हैं। एप्टामर्स जो सीए 2+ के लिए सेंसर के एक रिपोर्टर ब्लॉक की भूमिका निभाते हैं -सक्रिय फोटोप्रोटीन प्राप्त किया गया है। ओबेलिन, जो एक सुविधाजनक बायोलुमिनसेंट लेबल है। यह सेंसर केवल कुछ प्रोटीनों के अणुओं को "कैप्चर" करने में सक्षम है जिन्हें नमूने में पता लगाने की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, इस योजना के अनुसार मधुमेह के मार्कर के रूप में कार्य करने वाले संशोधित रक्त प्रोटीन के लिए स्विच करने योग्य बायोसेंसर का निर्माण किया जा रहा है।

मैसेंजर (मैसेंजर) आरएनए अपने आप में चिकित्सीय न्यूक्लिक एसिड के बीच एक नई वस्तु है। सोहबत मॉडर्न थेरेप्यूटिक्स(यूएसए) वर्तमान में एमआरएनए का बड़े पैमाने पर नैदानिक अध्ययन कर रहा है। कोशिका में प्रवेश करते समय, mRNAs स्वयं के रूप में उसमें कार्य करते हैं। नतीजतन, कोशिका प्रोटीन का उत्पादन करने में सक्षम होती है जो रोग के विकास को रोक या रोक सकती है। इन संभावित चिकित्सीय दवाओं में से अधिकांश संक्रामक (इन्फ्लूएंजा वायरस, जीका वायरस, साइटोमेगालोवायरस, आदि) और ऑन्कोलॉजिकल रोगों के खिलाफ निर्देशित हैं।

दवा के रूप में प्रोटीन

हाल के वर्षों में सिंथेटिक जीव विज्ञान में जबरदस्त प्रगति चिकित्सीय प्रोटीन के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास में भी परिलक्षित हुई है, जो पहले से ही क्लिनिक में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं। सबसे पहले, यह एंटीट्यूमर एंटीबॉडी पर लागू होता है, जिसकी मदद से कई ऑन्कोलॉजिकल रोगों के लिए प्रभावी चिकित्सा संभव हो गई है।

अब अधिक से अधिक नई एंटीट्यूमर प्रोटीन दवाएं हैं। एक उदाहरण एक दवा है लैक्टैप्टिन, मुख्य मानव दूध प्रोटीन में से एक के टुकड़े के आधार पर ICBFM SB RAS में बनाया गया। शोधकर्ताओं ने पाया कि यह पेप्टाइड प्रेरित करता है apoptosis("आत्महत्या") एक मानक ट्यूमर सेल संस्कृति की कोशिकाएं - मानव स्तन एडेनोकार्सिनोमा। जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियों के उपयोग से, लैक्टैप्टिन के कई संरचनात्मक एनालॉग प्राप्त किए गए, जिनमें से सबसे प्रभावी चुना गया।

प्रयोगशाला पशुओं पर किए गए परीक्षणों ने कई मानव ट्यूमर के खिलाफ दवा की सुरक्षा और इसके एंटीट्यूमर और एंटीमेटास्टेटिक गतिविधि की पुष्टि की। पदार्थ और खुराक के रूप में लैक्टैप्टिन प्राप्त करने की तकनीक पहले ही विकसित की जा चुकी है, और दवा के पहले प्रायोगिक बैचों का निर्माण किया जा चुका है।

वायरल संक्रमण के इलाज के लिए चिकित्सीय एंटीबॉडी का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। आईसीबीएफएम एसबी आरएएस के विशेषज्ञ आनुवंशिक इंजीनियरिंग विधियों द्वारा टिक-जनित एन्सेफलाइटिस वायरस के खिलाफ एक मानवकृत एंटीबॉडी बनाने में कामयाब रहे। दवा ने अपनी उच्च दक्षता साबित करते हुए सभी प्रीक्लिनिकल परीक्षणों को पारित कर दिया है। यह पता चला कि कृत्रिम एंटीबॉडी के सुरक्षात्मक गुण डोनर सीरम से प्राप्त व्यावसायिक एंटीबॉडी तैयारी की तुलना में सौ गुना अधिक हैं।

आनुवंशिकता का आक्रमण

हाल के वर्षों की खोजों ने जीन थेरेपी की संभावनाओं का विस्तार किया है, जो हाल ही में विज्ञान कथा की तरह लग रहा था। तकनीकी जीनोमिक संपादन, CRISPR/Cas RNA- प्रोटीन प्रणाली के उपयोग के आधार पर, कुछ डीएनए अनुक्रमों को पहचानने और उनमें विराम लगाने में सक्षम हैं। "मरम्मत" के दौरान क्षतिपूर्ति) इस तरह के विकारों के लिए, रोगों के लिए जिम्मेदार उत्परिवर्तन को ठीक करना या चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए नए आनुवंशिक तत्वों को पेश करना संभव है।

जीन संपादन का उपयोग करके जीनोम को संशोधित करके आनुवंशिक रोगों की समस्या के एक क्रांतिकारी समाधान की संभावना को खोलता है टेस्ट ट्यूब के अंदर निषेचन. मानव भ्रूण के जीन में निर्देशित परिवर्तन की मौलिक संभावना पहले ही प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुकी है, और एक ऐसी तकनीक का निर्माण जो वंशानुगत बीमारियों से मुक्त बच्चों के जन्म को सुनिश्चित करता है, निकट भविष्य के लिए एक कार्य है।

जीनोमिक संपादन न केवल जीन को "ठीक" कर सकता है: इस दृष्टिकोण का उपयोग वायरल संक्रमणों से निपटने के लिए किया जा सकता है जो पारंपरिक चिकित्सा के लिए उत्तरदायी नहीं हैं। हम उन वायरस के बारे में बात कर रहे हैं जो अपने जीनोम को शरीर की सेलुलर संरचनाओं में एकीकृत करते हैं, जहां यह आधुनिक एंटीवायरल दवाओं के लिए दुर्गम है। ऐसे वायरस में एचआईवी -1, हेपेटाइटिस बी वायरस, पेपिलोमावायरस, पॉलीओमावायरस और कई अन्य शामिल हैं। जीनोमिक एडिटिंग सिस्टम कोशिका के अंदर वायरल डीएनए को हानिरहित टुकड़ों में काटकर या उसमें निष्क्रिय उत्परिवर्तन शुरू करके निष्क्रिय कर सकते हैं।

जाहिर है, मानव उत्परिवर्तन को ठीक करने के साधन के रूप में सीआरआईएसपीआर/कैस प्रणाली का उपयोग उच्च स्तर की विशिष्टता सुनिश्चित करने और परीक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला आयोजित करने के लिए इसके सुधार के बाद ही संभव होगा। इसके अलावा, खतरनाक वायरल संक्रमणों का सफलतापूर्वक मुकाबला करने के लिए, लक्षित कोशिकाओं को चिकित्सीय एजेंटों के प्रभावी वितरण की समस्या को हल करना आवश्यक है।

पहले एक स्टेम सेल थी

चिकित्सा के क्षेत्र में सबसे तेजी से बढ़ते क्षेत्रों में से एक है कोशिका चिकित्सा. अग्रणी देश पहले से ही ऑटोइम्यून, एलर्जी, ऑन्कोलॉजिकल और पुरानी वायरल बीमारियों के इलाज के लिए विकसित सेल प्रौद्योगिकियों के नैदानिक परीक्षणों से गुजर रहे हैं।

रूस में, के आधार पर चिकित्सीय एजेंटों के निर्माण पर अग्रणी कार्य मूल कोशिकाऔर मौलिक और नैदानिक इम्यूनोलॉजी संस्थान एसबी आरएएस (नोवोसिबिर्स्क) में सेल टीकों का प्रदर्शन किया गया। अनुसंधान के परिणामस्वरूप, ऑन्कोलॉजिकल रोगों, हेपेटाइटिस बी और ऑटोइम्यून बीमारियों के उपचार के तरीके विकसित किए गए हैं, जो पहले से ही क्लिनिक में प्रयोगात्मक मोड में उपयोग किए जाने लगे हैं।

औषधीय तैयारी के परीक्षण के लिए वंशानुगत और ऑन्कोलॉजिकल रोगों वाले रोगियों के सेल कल्चर बैंक बनाने की परियोजनाएं आज अत्यंत प्रासंगिक हो गई हैं। नोवोसिबिर्स्क वैज्ञानिक केंद्र में, इस तरह की परियोजना को पहले से ही प्रोफेसर के नेतृत्व में एक अंतर-संस्थागत टीम द्वारा लागू किया जा रहा है। एस एम ज़कियान। नोवोसिबिर्स्क विशेषज्ञों ने सुसंस्कृत मानव कोशिकाओं में उत्परिवर्तन शुरू करने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया है, जिसके परिणामस्वरूप एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस, अल्जाइमर रोग, स्पाइनल मस्कुलर एट्रोफी, लॉन्ग क्यूटी सिंड्रोम और हाइपरट्रॉफिक कार्डियोमायोपैथी जैसे रोगों के सेल मॉडल हैं।

पारंपरिक दैहिक कोशिकाओं से प्राप्त करने के तरीकों का विकास प्लुरिपोटेंट तना, एक वयस्क जीव के किसी भी कोशिका में बदलने में सक्षम, सेलुलर इंजीनियरिंग का उदय हुआ, जिससे शरीर की प्रभावित संरचनाओं को बहाल करना संभव हो गया। बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर के आधार पर सेल और ऊतक इंजीनियरिंग के लिए त्रि-आयामी संरचनाएं प्राप्त करने के लिए आश्चर्यजनक रूप से तेजी से विकसित होने वाली प्रौद्योगिकियां: संवहनी कृत्रिम अंग, बढ़ते उपास्थि और कृत्रिम अंगों के निर्माण के लिए त्रि-आयामी मैट्रिक्स।

इस प्रकार, आईसीबीएफएम एसबी आरएएस और राष्ट्रीय चिकित्सा अनुसंधान केंद्र के विशेषज्ञ। ई.एन. मेशालकिना (नोवोसिबिर्स्क) ने विधि का उपयोग करके रक्त वाहिकाओं और हृदय वाल्वों के कृत्रिम अंग बनाने के लिए एक तकनीक विकसित की इलेक्ट्रोस्पिनिंग. इस तकनीक का उपयोग करके, बहुलक समाधान से दसियों नैनोमीटर से कई माइक्रोन तक की मोटाई वाले फाइबर प्राप्त करना संभव है। प्रयोगों की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप, उत्कृष्ट भौतिक विशेषताओं वाले उत्पादों का चयन करना संभव था, जो अब सफलतापूर्वक प्रीक्लिनिकल परीक्षणों से गुजर रहे हैं। उच्च जैव- और हीमोकम्पैटिबिलिटी के कारण, ऐसे कृत्रिम अंग अंततः शरीर के अपने ऊतकों द्वारा प्रतिस्थापित किए जाते हैं।

एक वस्तु और चिकित्सा के विषय के रूप में माइक्रोबायोम

आज तक, मनुष्यों को संक्रमित करने वाले कई सूक्ष्मजीवों के जीनोम का अच्छी तरह से अध्ययन और व्याख्या की गई है। मनुष्यों से लगातार जुड़े रहने वाले जटिल सूक्ष्मजीवविज्ञानी समुदायों पर भी शोध चल रहा है - सूक्ष्म जीव.

शोध के इस क्षेत्र में घरेलू वैज्ञानिकों ने भी महत्वपूर्ण योगदान दिया। इस प्रकार, एसएससी वीबी "वेक्टर" (कोल्टसोवो, नोवोसिबिर्स्क क्षेत्र) के विशेषज्ञों ने दुनिया में पहली बार मारबर्ग और चेचक के वायरस के जीनोम और आईसीबीएफएम एसबी आरएएस के वैज्ञानिकों - टिक-जनित के जीनोम को समझ लिया। एन्सेफलाइटिस वायरस, टिक-जनित बोरेलिओसिस के प्रेरक एजेंट, रूसी संघ के क्षेत्र में आम हैं। मनुष्यों के लिए खतरनाक विभिन्न प्रकार के टिक्स से जुड़े माइक्रोबियल समुदायों का भी अध्ययन किया गया था।

विकसित देशों में, मानव शरीर के माइक्रोबायोम, मुख्य रूप से इसके पाचन तंत्र को विनियमित करने के लिए साधन बनाने के उद्देश्य से वर्तमान में सक्रिय रूप से काम किया जा रहा है। जैसा कि यह निकला, स्वास्थ्य की स्थिति काफी हद तक आंतों के माइक्रोबायोम की संरचना पर निर्भर करती है। माइक्रोबायोम को प्रभावित करने के तरीके पहले से मौजूद हैं: उदाहरण के लिए, इसे नए चिकित्सीय बैक्टीरिया से समृद्ध करना, का उपयोग करना प्रोबायोटिक्सजो लाभकारी बैक्टीरिया के प्रजनन के साथ-साथ बैक्टीरियोफेज (बैक्टीरिया वायरस) के सेवन का पक्ष लेते हैं, जो चुनिंदा रूप से "हानिकारक" सूक्ष्मजीवों को मारते हैं।

हाल ही में, दवा प्रतिरोधी बैक्टीरिया के प्रसार की समस्या के संबंध में बैक्टीरियोफेज पर आधारित चिकित्सीय एजेंटों के निर्माण पर काम दुनिया भर में तेज हो गया है। रूस उन कुछ देशों में से एक है जहां दवा में बैक्टीरियोफेज के उपयोग की अनुमति है। रूसी संघ में, सोवियत काल में विकसित तैयारियों का एक औद्योगिक उत्पादन होता है, और अधिक प्रभावी बैक्टीरियोफेज प्राप्त करने के लिए, उन्हें सुधारना आवश्यक है, और इस समस्या को सिंथेटिक जीव विज्ञान के तरीकों से हल किया जा सकता है।

इसे ICBFM SB RAS सहित रूसी संघ के कई शोध संगठनों में हल किया जा रहा है। संस्थान ने रूसी संघ में व्यावसायिक रूप से उत्पादित फेज तैयारियों की विशेषता बताई, कई बैक्टीरियोफेज के जीनोम को डिक्रिप्ट किया, और उनका एक संग्रह बनाया, जिसमें चिकित्सा में उपयोग के लिए अद्वितीय वायरस शामिल थे। संस्थान का क्लिनिक दवा प्रतिरोधी सूक्ष्मजीवों के कारण होने वाले जीवाणु संक्रमण से पीड़ित रोगियों को व्यक्तिगत देखभाल प्रदान करने के लिए तंत्र विकसित कर रहा है। उत्तरार्द्ध मधुमेह के पैर के उपचार के साथ-साथ बेडसोर्स या पोस्टऑपरेटिव जटिलताओं के परिणामस्वरूप होता है। मानव माइक्रोबायोम की संरचना के उल्लंघन को ठीक करने के तरीके भी विकसित किए जा रहे हैं।

कुछ कोशिकाओं पर अत्यधिक चयनात्मक प्रभाव वाले बुद्धिमान सिस्टम प्राप्त करने के लिए प्रौद्योगिकियों के निर्माण के संबंध में वायरस के उपयोग के लिए पूरी तरह से नई संभावनाएं खुल रही हैं। हम किस बारे में बात कर रहे हैं ऑनकोलिटिक वायरसकेवल ट्यूमर कोशिकाओं पर हमला करने में सक्षम। प्रायोगिक मोड में, इनमें से कई वायरस पहले से ही चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका में उपयोग किए जा रहे हैं। मॉस्को और नोवोसिबिर्स्क अनुसंधान संगठनों के विशेषज्ञों की भागीदारी के साथ रूस में भी इस क्षेत्र में काम किया जा रहा है: आईएमबी आरएएस, एसएससी वीबी "वेक्टर", नोवोसिबिर्स्क स्टेट यूनिवर्सिटी और आईसीबीएफएम एसबी आरएएस।

सिंथेटिक जीव विज्ञान का तेजी से विकास आने वाले वर्षों में महत्वपूर्ण खोजों और नई जैव चिकित्सा प्रौद्योगिकियों के उद्भव की उम्मीद करने का कारण देता है जो मानव जाति को कई समस्याओं से बचाएगा और आपको वास्तव में स्वास्थ्य का प्रबंधन करने की अनुमति देगा, न कि केवल वंशानुगत और "अधिग्रहित" बीमारियों का इलाज करेगा।

इस क्षेत्र में अनुसंधान का क्षेत्र अत्यंत विस्तृत है। पहले से उपलब्ध गैजेट केवल खिलौने नहीं हैं, बल्कि वास्तव में उपयोगी उपकरण हैं जो दैनिक रूप से एक व्यक्ति को स्वास्थ्य को नियंत्रित करने और बनाए रखने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान करते हैं। तेजी से गहन परीक्षा के लिए नई प्रौद्योगिकियां किसी बीमारी के विकास की भविष्यवाणी करना या समय पर पता लगाना संभव बनाती हैं, और "स्मार्ट" सूचनात्मक बायोपॉलिमर पर आधारित व्यक्तिगत दवाएं निकट भविष्य में संक्रामक और आनुवंशिक रोगों से निपटने की समस्याओं को मौलिक रूप से हल करेंगी।

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जैव प्रौद्योगिकी - भविष्य की दवा

जुलाई 2017 में नोवोसिबिर्स्क एकेडेमोरोडोक में आयोजित अंतर्राष्ट्रीय भागीदारी "बायोटेक्नोलॉजी - मेडिसिन ऑफ द फ्यूचर" के साथ अखिल रूसी सम्मेलन के "साइंस फर्स्ट हैंड" पत्रिका का नया अंक "नक्शे कदमों में" निकला। वैज्ञानिक के आयोजकों के बीच फोरम रासायनिक जीवविज्ञान और मौलिक चिकित्सा संस्थान और रूसी विज्ञान अकादमी की साइबेरियाई शाखा के साइटोलॉजी और आनुवंशिकीविदों के साथ-साथ नोवोसिबिर्स्क नेशनल रिसर्च स्टेट यूनिवर्सिटी के संस्थान हैं, जहां जैव चिकित्सा अनुसंधान रणनीतिक के ढांचे के भीतर किया जाता है। शैक्षणिक इकाई "सिंथेटिक बायोलॉजी", जो कई रूसी और विदेशी प्रतिभागियों को एकजुट करती है, मुख्य रूप से जैविक प्रोफ़ाइल के रूसी विज्ञान अकादमी की साइबेरियाई शाखा के संस्थान। इस मुद्दे के पहले, परिचयात्मक लेख में, इसके लेखक व्यावहारिक चिकित्सा में नई आनुवंशिक इंजीनियरिंग, सेलुलर, ऊतक, इम्यूनोबायोलॉजिकल और डिजिटल प्रौद्योगिकियों के विकास और कार्यान्वयन से संबंधित अनुसंधान के सबसे प्रासंगिक क्षेत्रों और आशाजनक परिणामों का एक सिंहावलोकन देते हैं, जिनमें से कुछ जो इस मुद्दे के अन्य लेखों में विस्तार से प्रस्तुत किए गए हैं।

प्रोत्साहित करना! जीनोम अनुक्रमण के आधुनिक तरीकों को व्यापक रूप से चिकित्सा में पेश किया गया है, और निकट भविष्य में सभी रोगियों के पास आनुवंशिक पासपोर्ट होंगे। रोगी की वंशानुगत विशेषताओं के बारे में जानकारी भविष्य कहनेवाला व्यक्तिगत दवा का आधार है। फोरआर्डेड, जैसा कि आप जानते हैं, फोरआर्म्ड। एक व्यक्ति जो संभावित जोखिमों से अवगत है, अपने जीवन को इस तरह से व्यवस्थित कर सकता है कि बीमारी के विकास को रोका जा सके। यह जीवन शैली, और भोजन और चिकित्सीय दवाओं के चुनाव पर भी लागू होता है।
शरीर के काम में विचलन का संकेत देने वाले मार्करों के एक सेट की निरंतर निगरानी की स्थिति में, उन्हें समय पर ठीक करना संभव है। पहले से ही, शरीर की स्थिति की निगरानी के लिए कई तरीके हैं: उदाहरण के लिए, सेंसर का उपयोग करना जो हृदय प्रणाली के कामकाज और नींद की गुणवत्ता की निगरानी करते हैं, या ऐसे उपकरण जो किसी व्यक्ति द्वारा हवा में गैसीय उत्पादों का विश्लेषण करते हैं। तरल बायोप्सी और रक्त प्रवाह में परिसंचारी प्रोटीन और पेप्टाइड्स के विश्लेषण के लिए प्रौद्योगिकियों के लिए न्यूनतम इनवेसिव प्रौद्योगिकियों के विकास के संबंध में विशाल अवसर खुल रहे हैं। रोग के शुरुआती चरणों में, कई मामलों में "नरम" तरीकों से शरीर की स्थिति को ठीक करना संभव है: अतिरिक्त माइक्रोएलेटमेंट, विटामिन और प्रोबायोटिक्स का उपयोग करके पोषण की प्रकृति को बदलना। हाल ही में, मानव आंतों के माइक्रोफ्लोरा की संरचना में विचलन को ठीक करने की संभावनाओं पर विशेष ध्यान दिया गया है, जो बड़ी संख्या में रोग स्थितियों के विकास से जुड़े हैं।

"स्मार्ट" निदान

स्वास्थ्य का प्रबंधन करने के लिए, रोगों के शीघ्र निदान और चिकित्सीय दवाओं के साथ-साथ पर्यावरणीय कारकों के प्रति व्यक्तिगत संवेदनशीलता का निर्धारण करने के लिए प्रभावी और सरल न्यूनतम इनवेसिव विधियों का होना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, जीन डायग्नोस्टिक्स के लिए सिस्टम बनाने और मानव संक्रामक रोगों के रोगजनकों का पता लगाने, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के मात्रात्मक निर्धारण के तरीकों के विकास जैसे कार्यों को हल किया जाना चाहिए (और पहले से ही हल किया जा रहा है) .

स्वास्थ्य की स्थिति के बारे में जानकारी का एक महत्वपूर्ण स्रोत तथाकथित हो सकता है गैर-कोडिंग आरएनए, यानी, वे आरएनए जो प्रोटीन संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट नहीं हैं। हाल के वर्षों में, यह स्थापित किया गया है कि कोशिकाओं में कई अलग-अलग गैर-कोडिंग आरएनए बनते हैं, जो कोशिकाओं और पूरे जीव के स्तर पर विभिन्न प्रक्रियाओं के नियमन में शामिल होते हैं। विभिन्न स्थितियों में माइक्रोआरएनए और लंबे गैर-कोडिंग आरएनए के स्पेक्ट्रम का अध्ययन तेजी से और प्रभावी निदान के लिए व्यापक अवसर खोलता है। इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर एंड सेल्युलर बायोलॉजी एसबी आरएएस (आईएमकेबी एसबी आरएएस, नोवोसिबिर्स्क) और आईसीबीएफएम एसबी आरएएस ने ट्यूमर रोगों के आशाजनक मार्कर के रूप में कई miRNAs की पहचान की है।

चेहरे में दुश्मन को पहचानें जैविक माइक्रोचिप्स का उपयोग करने वाली आधुनिक प्रौद्योगिकियां कई बीमारियों (तपेदिक, एड्स, हेपेटाइटिस बी और सी, एंथ्रेक्स, नवजात संक्रमण) के रोगजनकों को जल्दी और प्रभावी ढंग से पहचानना संभव बनाती हैं, कुछ बायोटॉक्सिन की उपस्थिति का पता लगाती हैं, ल्यूकेमिया में क्रोमोसोमल ट्रांसलोकेशन का निर्धारण करती हैं, प्रोटीन दर्ज करती हैं कैंसर के मार्कर, आनुवंशिक प्रवृत्ति रोग और कुछ प्रकार की चिकित्सा के लिए व्यक्तिगत संवेदनशीलता का निर्धारण करते हैं। फोरेंसिक आनुवंशिक परीक्षाओं और डीएनए डेटाबेस के निर्माण के दौरान किसी व्यक्ति की आनुवंशिक पहचान के लिए प्रौद्योगिकियों का भी उपयोग किया जा सकता है।
आईसीबीपीएम एसबी आरएएस ने अमेरिकी स्वास्थ्य विभाग के अमेरिकी जैव प्रौद्योगिकी सहयोग कार्यक्रम द्वारा वित्त पोषित ओलिगोन्यूक्लियोटाइड माइक्रोएरे के विकास के लिए दो प्रमुख अंतरराष्ट्रीय परियोजनाओं के कार्यान्वयन में भाग लिया। जैव प्रौद्योगिकी सगाई कार्यक्रम, अमेरिकी स्वास्थ्य और मानव सेवा विभाग, बीटीईपी / डीएचएचएस)। IMB के विशेषज्ञों की भागीदारी के साथ पहली परियोजना के हिस्से के रूप में। V. A. Engelhardt ने माइक्रोचिप्स बनाए जो आपको चेचक और दाद वायरस के विभिन्न उपभेदों की सटीक पहचान करने की अनुमति देते हैं। माइक्रोचिप डिज़ाइन के दो संस्करण विकसित किए गए (ग्लास सब्सट्रेट पर और जेल स्पॉट के साथ), साथ ही उनके विश्लेषण के लिए एक पोर्टेबल फ्लोरोसेंट डिटेक्टर भी। दूसरी परियोजना के ढांचे में, इन्फ्लूएंजा ए वायरस टाइप करने के लिए एक सार्वभौमिक माइक्रोचिप बनाया गया था, जो वायरस के दो सतह प्रोटीन, हेमाग्लगुटिनिन और न्यूरोमिनिडेज़ के निर्धारण के आधार पर इस वायरस के 30 उपप्रकारों को मज़बूती से भेद करना संभव बनाता है।

आधुनिक आरएनए और डीएनए अनुक्रमण तकनीकों की मदद से, माइक्रोआरएनए सामग्री और जीनोटाइपिंग के विश्लेषण के आधार पर मानव ऑन्कोलॉजिकल रोगों के निदान और पूर्वानुमान के लिए एक मंच बनाया जा सकता है, अर्थात, एक विशेष जीन के विशिष्ट आनुवंशिक वेरिएंट की स्थापना, साथ ही साथ निर्धारण प्रोफाइल अभिव्यक्ति(गतिविधियाँ) जीन की। इस दृष्टिकोण का तात्पर्य आधुनिक उपकरणों का उपयोग करके कई विश्लेषणों को जल्दी और एक साथ करने की क्षमता से है। जैविक माइक्रोचिप्स.

"बायोचिप निर्माण" में विश्व नेता एक अमेरिकी कंपनी है एफिमेट्रिक्स इंक।. - सेमीकंडक्टर माइक्रोक्रिकिट्स प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली फोटोलिथोग्राफिक तकनीकों के आधार पर आणविक जांच के उच्च घनत्व वाले बायोचिप्स का उत्पादन करता है। ऐसी ही एक चिप पर, 2 सेमी2 से कम क्षेत्रफल पर, आकार में कई माइक्रोन के लाखों स्पॉट-स्पॉट हो सकते हैं। ऐसे प्रत्येक बिंदु में माइक्रोचिप की सतह से सहसंयोजी रूप से बंधे कई लाखों समान ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड होते हैं।

बायोएनालिटिकल डायग्नोस्टिक विधियों के विकास में निरंतर सुधार की आवश्यकता है संवेदनशीलता- कम मात्रा में पता लगाने योग्य पदार्थ का पता लगाने पर एक विश्वसनीय संकेत देने की क्षमता। biosensorsउपकरणों की एक नई पीढ़ी है जो जटिल संरचना के नमूनों में विभिन्न रोग मार्करों की सामग्री के विशिष्ट विश्लेषण की अनुमति देती है, जो विशेष रूप से रोगों के निदान में महत्वपूर्ण है।

"पूरक चिकित्सा

डबल-फंसे हुए न्यूक्लिक एसिड अणु, डीएनए और आरएनए, न्यूक्लियोटाइड जोड़े की परस्पर क्रिया के कारण बनते हैं जो पारस्परिक मान्यता में सक्षम होते हैं और हाइड्रोजन बांड के निर्माण के कारण परिसरों का निर्माण होता है। इस संपत्ति को "पूरकता" कहा जाता है

इसी तरह की जीन-लक्षित चिकित्सीय दवाएं वर्तमान में न्यूक्लिक एसिड, उनके एनालॉग्स और संयुग्मों (एंटीसेंस ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, आरएनए, एप्टामर्स, जीनोमिक एडिटिंग सिस्टम में हस्तक्षेप) के आधार पर सक्रिय रूप से विकसित की जा रही हैं। हाल के अध्ययनों से पता चला है कि के आधार पर एंटीसेन्स ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्सजैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की एक विस्तृत श्रृंखला प्राप्त करना संभव है जो विभिन्न अनुवांशिक संरचनाओं और ट्रिगर प्रक्रियाओं पर कार्य करते हैं जो जीन के अस्थायी "स्विचिंग ऑफ" या अनुवांशिक कार्यक्रमों में बदलाव का कारण बनते हैं - उपस्थिति म्यूटेशन. यह साबित हो गया है कि ऐसे यौगिकों की मदद से कुछ के कामकाज को दबाना संभव है दूत आरएनएजीवित कोशिकाएं प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित करती हैं, और कोशिकाओं को वायरल संक्रमण से बचाती हैं।

"इलाज" प्रोटीन "एंटीसेंस" ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के प्रभाव में जीन अभिव्यक्ति का विनियमन विभिन्न स्तरों पर संभव है। इस प्रकार, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, मैसेंजर आरएनए अनुक्रमों के पूरक, अनुवाद के चरण में जीन अभिव्यक्ति को दबाते हैं, यानी प्रोटीन संश्लेषण। हालांकि, चिकित्सीय न्यूक्लिक एसिड अन्य आणविक जैविक प्रक्रियाओं में भी हस्तक्षेप कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एमआरएनए परिपक्वता के दौरान स्प्लिसिंग प्रक्रिया में गड़बड़ी को ठीक करके। इन विकारों में से एक में, कोशिकाएं "गलत" डायस्ट्रोफिन को संश्लेषित करती हैं, एक प्रोटीन जो मांसपेशियों के ऊतकों का एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक है। यह एक गंभीर बीमारी की ओर जाता है - डचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी। आईसीबीएफएम एसबी आरएएस ने इस बीमारी के इलाज के लिए चिकित्सीय ओलिगोन्यूक्लियोटाइड विकसित किया है, और इसी पेटेंट के लिए एक आवेदन पहले ही दायर किया जा चुका है।

इस दिशा में काम कर रहे ICBFM SB RAS की बायोमेडिकल केमिस्ट्री प्रयोगशाला की स्थापना 2013 में रूसी संघ की सरकार के एक वैज्ञानिक मेगा-अनुदान के लिए की गई थी। इसका आयोजन येल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर, नोबेल पुरस्कार विजेता एस. ऑल्टमैन ने किया था। प्रयोगशाला नए होनहार कृत्रिम ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के भौतिक-रासायनिक और जैविक गुणों पर अनुसंधान करती है, जिसके आधार पर आरएनए-लक्षित जीवाणुरोधी और एंटीवायरल दवाएं विकसित की जा रही हैं।

एस। ऑल्टमैन के नेतृत्व में परियोजना के ढांचे के भीतर, रोगजनक सूक्ष्मजीवों पर ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के विभिन्न कृत्रिम एनालॉग्स के प्रभाव का एक बड़े पैमाने पर व्यवस्थित अध्ययन किया गया था: स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, साल्मोनेला, स्टैफिलोकोकस ऑरियस और इन्फ्लूएंजा वायरस। लक्ष्य जीन की पहचान की गई है जो इन रोगजनकों को सबसे प्रभावी ढंग से दबा सकते हैं; सबसे सक्रिय ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड एनालॉग्स की तकनीकी और चिकित्सीय विशेषताओं का मूल्यांकन किया जा रहा है, जिनमें जीवाणुरोधी और एंटीवायरल गतिविधि प्रदर्शित करने वाले भी शामिल हैं।

वाणिज्यिक फर्मों में, चिकित्सीय न्यूक्लिक एसिड के निर्माण में अग्रणी अमेरिकी कंपनी है आयनिस फार्मास्यूटिकल्स इंक।. (अमेरीका)। कई वर्षों के नैदानिक शोध के बाद, चिकित्सा पद्धति में एंटीसेंस दवाओं को पेश किया गया है: क्यानामरो- "खराब" कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करना, एलिसाफोर्सेन- अल्सरेटिव कोलाइटिस के इलाज के लिए और स्पिनराज़ाडचेन डिस्ट्रोफी के उपचार के लिए। तैयारी आयोनिसकई अन्य बीमारियों के खिलाफ नैदानिक परीक्षण चल रहे हैं। चिकित्सीय हस्तक्षेप करने वाले आरएनए के विकास में अग्रणी - कंपनी अलनीलम फार्मास्यूटिकल्स- गंभीर बीमारियों (जैसे वंशानुगत अमाइलॉइडोसिस, हाइपरकोलेस्ट्रोलेमिया के गंभीर रूप, हीमोफिलिया) के उपचार के लिए दवाओं की एक पूरी श्रृंखला का नैदानिक परीक्षण भी करता है, जिसके लिए वर्तमान में चिकित्सा के कोई प्रभावी तरीके नहीं हैं

मैसेंजर आरएनए पर "एंटीसेंस" प्रभाव सरल अवरोधन तक सीमित नहीं हैं स्प्लिसिंग(आरएनए की "परिपक्वता" की प्रक्रिया) या प्रोटीन संश्लेषण। लक्ष्य के लिए चिकित्सीय ओलिगोन्यूक्लियोटाइड के बंधन द्वारा उकसाए गए mRNA की एंजाइमेटिक कटिंग अधिक प्रभावी है। इस मामले में, क्लीवेज इंड्यूसर ओलिगोन्यूक्लियोटाइड बाद में दूसरे आरएनए अणु से बंध सकता है और अपनी क्रिया को दोहरा सकता है। आईसीबीपीएम एसबी आरएएस ने ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स के प्रभाव का अध्ययन किया जो एमआरएनए के साथ बंधन पर कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जो आरएनएस पी एंजाइम के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम कर सकते हैं। यह एंजाइम स्वयं उत्प्रेरक गुणों के साथ एक आरएनए है ( राइबोजाइम).

इस तंत्र के उपयोग से वायरल जीन सहित लगभग किसी भी जीन की अभिव्यक्ति को दबाने के लिए अत्यधिक प्रभावी गैर-विषैले दवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने की नई संभावनाएं खुलती हैं। छोटे हस्तक्षेप करने वाले आरएनए पर आधारित होनहार एंटीकैंसर दवाओं को आईसीबीएफएम एसबी आरएएस में डिजाइन किया गया है, जिन्होंने पशु प्रयोगों में अच्छे परिणाम दिखाए हैं। दिलचस्प निष्कर्षों में से एक मूल संरचना का डबल-असहाय आरएनए है, जो के उत्पादन को उत्तेजित करता है इंटरफेरॉनजो ट्यूमर मेटास्टेसिस की प्रक्रिया को प्रभावी ढंग से दबा देता है। कोशिकाओं में दवा की अच्छी पैठ वाहक द्वारा सुनिश्चित की जाती है - नया cationic लिपिड(लिपिड वेसिकल्स), जिसे एमवी लोमोनोसोव के नाम पर मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ फाइन केमिकल टेक्नोलॉजीज के विशेषज्ञों के साथ संयुक्त रूप से विकसित किया गया है।

न्यूक्लिक एसिड के लिए नई भूमिकाएँ

सिंथेटिक जीव विज्ञान का विकास ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड संश्लेषण के क्षेत्र में एक क्रांतिकारी सफलता पर आधारित है। सूक्ष्म और नैनोफ्लुइडिक प्रणालियों का उपयोग करने वाले उच्च-प्रदर्शन जीन सिंथेसाइज़र के निर्माण के कारण कृत्रिम जीन का संश्लेषण संभव हो गया है। आज, ऐसे उपकरण बनाए गए हैं जो कृत्रिम जीन और / या जीवाणु और वायरल जीनोम को जल्दी से "इकट्ठा" करना संभव बनाते हैं, जिनकी प्रकृति में कोई एनालॉग नहीं है।
माइक्रोचिप प्रौद्योगिकी के विकास का एक उदाहरण एक अमेरिकी कंपनी के रूप में काम कर सकता है एल.सी.विज्ञानऔर जर्मन फरवरी GmbH. बायोचिप उत्पादन रिएक्टर एल.सी.विज्ञानऑलिगोन्यूक्लियोटाइड संश्लेषण के लिए मानक अभिकर्मकों का उपयोग करने से आप एक साथ 4-8 हजार विभिन्न ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को संश्लेषित कर सकते हैं। माइक्रोचिप रिएक्टर फर्म फरवरी GmbHइसमें 8 स्वतंत्र टुकड़े होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक साथ 15 हजार विभिन्न ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को संश्लेषित करता है। भविष्य के जीनों के निर्माण खंड, आधा मिलियन ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स प्रति दिन इस तरह से प्राप्त किए जा सकते हैं।

नैदानिक रूप से महत्वपूर्ण लक्ष्यों के लिए आत्मीयता के साथ aptamers के बीच, वर्तमान में चिकित्सीय दवाओं के लिए उम्मीदवार हैं जो नैदानिक परीक्षणों के तीसरे, प्रमुख चरण में पहुंच गए हैं। उनमें से एक- मैकुजेन- पहले से ही रेटिना रोगों के उपचार के लिए नैदानिक अभ्यास में उपयोग किया जाता है; रेटिना के उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन के उपचार के लिए दवा फोविस्टासफलतापूर्वक परीक्षण पूरा करता है। और ऐसी कई दवाएं पाइपलाइन में हैं।

दवा के रूप में प्रोटीन

आनुवंशिकता का आक्रमण

पहले एक स्टेम सेल थी

औषधीय तैयारी के परीक्षण के लिए वंशानुगत और ऑन्कोलॉजिकल रोगों वाले रोगियों के सेल कल्चर बैंक बनाने की परियोजनाएं आज अत्यंत प्रासंगिक हो गई हैं। नोवोसिबिर्स्क वैज्ञानिक केंद्र में, इस तरह की परियोजना को पहले से ही प्रोफेसर के नेतृत्व में एक अंतर-संस्थागत टीम द्वारा लागू किया जा रहा है। एस एम जकियाना। नोवोसिबिर्स्क विशेषज्ञों ने सुसंस्कृत मानव कोशिकाओं में उत्परिवर्तन शुरू करने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया है, जिसके परिणामस्वरूप एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस, अल्जाइमर रोग, स्पाइनल मस्कुलर एट्रोफी, लॉन्ग क्यूटी सिंड्रोम और हाइपरट्रॉफिक कार्डियोमायोपैथी जैसे रोगों के सेल मॉडल हैं।

एक वस्तु और चिकित्सा के विषय के रूप में माइक्रोबायोम

आज तक, मनुष्यों को संक्रमित करने वाले कई सूक्ष्मजीवों के जीनोम का अच्छी तरह से अध्ययन और व्याख्या की गई है। मनुष्यों के साथ लगातार जुड़े रहने वाले जटिल सूक्ष्मजीवविज्ञानी समुदायों पर भी शोध चल रहा है- सूक्ष्म जीव.

शोध के इस क्षेत्र में घरेलू वैज्ञानिकों ने भी महत्वपूर्ण योगदान दिया। इस प्रकार, एसआरसी वीबी "वेक्टर" (कोल्टसोवो, नोवोसिबिर्स्क क्षेत्र) के विशेषज्ञों ने दुनिया में पहली बार मारबर्ग और चेचक के वायरस के जीनोम और आईसीबीएफएम एसबी आरएएस के वैज्ञानिकों - टिक-जनित एन्सेफलाइटिस के जीनोम को डिक्रिप्ट किया। वायरस, टिक-जनित बोरेलिओसिस के प्रेरक एजेंट, रूसी संघ के क्षेत्र में आम हैं। मनुष्यों के लिए खतरनाक विभिन्न प्रकार के टिक्स से जुड़े माइक्रोबियल समुदायों का भी अध्ययन किया गया था।

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