Ученые КФУ создадут атлас работы генов в сердечных и скелетных мышцах

О проекте «Регулярные генетические и эпигенетические механизмы развития и функционирования скелетных и сердечных мышц человека и приматов в норме и патологии», на реализацию которого выделен грант для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых, рассказал доцент Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Олег Гусев.

Мегагрант в размере 90 миллионов рублей выделен КФУ Министерством науки и высшего образования России для создания лаборатории мирового уровня, где в 2021–2023 годах должны будут проводиться актуальные и перспективные исследования с целью получения прорывных научных результатов. Руководить исследованиями будет приглашенный ученый из Японии, директор Программы инноваций в превентивной медицине и диагностики института RIKEN Йошихиде Хаяшизаки (индекс Хирша - 100).

«Грант Министерством образования выдан на комплексный проект, главная задача которого - создание атласа работы генов и транскрибируемых регуляторных элементов в сердечных и скелетных мышцах. Концепция проекта родилась достаточно давно, и мы уже успели провести часть исследований в рамках пилотного проекта. Известно, что в нашем теле более 600 различных мышц. Несмотря на то, то ДНК во всех клетках одинаковая, мышцы различаются по устойчивости к заболеваниям, различным воздействиям, тренируемости. Основная цель проекта – выяснить, как регуляция работы генов определяет специфику мышц», - ввел в курс дела биолог.

Ученый отметил, что в рамках совместной с ведущим научно-исследовательским институтом Японии RIKEN лаборатории «КФУ-RIKEN Экстремальная биология», которая существует с 2016 года, в КФУ были подготовлены кадры и освоены новые уникальные технологии генетического анализа. Он также подчеркнул, что тема исследования очень актуальна для России и Японии, поскольку в обеих странах остро стоит проблема стареющего населения.

«Проблема стареющего населения – это, в первую очередь, сердечно-сосудистые и скелетно-мышечные заболевания. Кроме того, атрофия мышц может возникнуть как результат долгой неподвижности больных, ну и, конечно, для спортивной генетики эта тема тоже актуальна. Хотел бы отметить еще один момент: сейчас в большом количестве создаются генно-терапевтические препараты. Очень важно обеспечить их целевую работу: чтобы лекарство от печени, к примеру, работало только в печени, а не синтезировало что-то в крови, в почках, в голове…И один из способов достижения – использовать в генетических конструкциях промоторные последовательности, которые будут обеспечивать экспрессию РНК очень специфично», - пояснил доцент КФУ.

В масштабном исследовании будут принимать участие представители российских и японских вузов и научных учреждений, специализирующиеся на изучении заболеваний мышечной системы и сердца, они же предоставят биообразцы.

«Биобанк "Национальный биосервис" в Петербурге поможет с получением образцов "нормальных" мышц, которые составят основу атласа, – сказал во время беседы Гусев. - Отдельный пул работ – кооперация с научными группами, в том числе с биомедиками, которые предоставят свою выборку биообразцов, отражающих те или иные заболевания мышц сердечной системы. А мы «вернем» им генетическую информацию. Получается полноценный консорциум, каждый участник которого вносит свой вклад в общее дело».

В течение трех лет участники проекта планируют получить важные научные результаты и создать большую базу данных, содержащую не известные ранее сведения о том, какие участки генома работают и активируются в тех или иных мышцах.

«Многообразие регуляторных элементов, которые контролируют работу отдельных генов, очень специфично для тканей. И если мы сделаем такую выборку, которая будет содержать сотни мышечных образцов, мы определим десятки тысяч регуляторных элементов, которые работают исключительно в мышцах. Это будет уникальный ресурс как для фундаментальной науки, так и для Data mining, в том числе для биомедицинских решений и для прикладных работ, связанных со спортивной генетикой», - рассказал Олег Гусев.

Полученный массив данных будет способствовать развитию биомедицинских технологий во всем мире, считает участник проекта.

«Мы создаем ресурс, который будет использоваться не только нами, а целым международным научным и научно-практическим сообществом. Мне кажется, что это очень достойная цель», - сказал в заключение исследователь.

Автор: Лариса Бусиль, фото: Александр Кузнецов