Лаборатория редактирования генома

115522, г. Москва, ул. Москворечье, д. 1, 3 этаж (каб. 306, 308-312, 314, 316)

Телефоны: +7 (499) 324-3579, +7 (499) 612-9989

Лаборатория редактирования генома была создана 1 января 2019 года в результате выделения группы по геномному редактированию из состава лаборатории мутагенеза.

Усилия лаборатории сфокусированы на теме геномного редактирования, в рамках которой проводятся фундаментальные исследования, направленные на повышение уровня гомологичной рекомбинации при редактировании с помощью CRISPR/Cas9, а также прикладные исследования для разработки лечения наследственных моногенных заболеваний. В лаборатории проводятся следующие работы: 1) редактирование гена CFTR и наиболее частой мутации F508del для лечения муковисцидоза; 2) редактирование мутаций для лечения наследственных форм миопатий (дисферлинопатий, десминопатий); 3) редактирование мутаций при гликогенозе 1а типа. В лаборатории используют весь современный арсенал геномных редакторов, включая новейшие методы – редакторы оснований и праймированное редактирование.

Муковисцидоз является одним из самых частых моногенных заболеваний. В результате мутаций в гене белка канала для ионов хлора (CFTR) нарушается электролитный состав внеклеточной среды, что проявляется нарушением работы многих органов. В клинической картине заболевания доминирует легочная симптоматика. Патология легких в конечном итоге определяет прогноз и выживаемость. Этиотропной терапии данного заболевания не существует. Появившиеся технологии высокоэффективного таргетного редактирования генома позволяют надеяться, что такая терапия будет разработана в ближайшее будущее для многих наследственных заболеваний. С помощью технологии таргетных нуклеаз CRISPR/Cas9 мы разрабатываем метод коррекции самой частой мутации при муковисцидозе CFTR p.F508del.

Основные области научных и прикладных исследований лаборатории:

• Разработка метода коррекции мутаций в гене CFTR при муковисцидозе.
• Моделирование муковисцидоза с использованием трехмерных клеточных структур – бронхиальных и легочных органоидов.
• Создание банка клеточных линий (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, легочные и печеночные органоиды) от пациентов с различными наследственными заболеваниями.
• Повышение эффективности коррекции мутаций в экспериментах по геномному редактированию.
• Разработка методов лечения наследственных форм миодистрофий путем пропуска экзонов генов.
• Разработка подходов для коррекции мутаций при гликогенозе Iа типа.

1. Lavrov AV, Chelysheva EYu, Adilgereeva EP, Shukhov OA, Smirnikhina SA, Kochergin-Nikitsky KS, Yakushina VD, Tsaur GA, Mordanov SV, Turkina AG, Kutsev SI. Exome, transcriptome and miRNA analysis don’t reveal any molecular markers of TKI efficacy in primary CML patients. BMC Medical Genomics, 2019, doi: 10.1186/s12920-019-0481z.  
   https://bmcmedgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12920-019-0481-z
2. Hsieh TC, Mensah MA, Pantel JT, Aguilar D, Bar O, Bayat A, Becerra-Solano L, Bentzen HB, Biskup S, Borisov O, Braaten O, Ciaccio C, Coutelier M, Cremer K, Danyel M, Daschkey S, Eden HD, Devriendt K, Wilson S, Douzgou S, Đukić D, Ehmke N, Fauth C, Fischer-Zirnsak B, Fleischer N, Gabriel H, Graul-Neumann L, Gripp KW, Gurovich Y, Gusina A, Haddad N, Hajjir N, Hanani Y, Hertzberg J, Hoertnagel K, Howell J, Ivanovski I, Kaindl A, Kamphans T, Kamphausen S, Karimov C, Kathom H, Keryan A, Knaus A, Köhler S, Kornak U, Lavrov A, Leitheiser M, Lyon GJ, Mangold E, Reina PM, Carrascal AM, Mitter D, Herrador LM, Nadav G, Nöthen M, Orrico A, Ott CE, Park K, Peterlin B, Pölsler L, Raas-Rothschild A, Randolph L, Revencu N, Fagerberg CR, Robinson PN, Rosnev S, Rudnik S, Rudolf G, Schatz U, Schossig A, Schubach M, Shanoon O, Sheridan E, Smirin-Yosef P, Spielmann M, Suk EK, Sznajer Y, Thiel CT, Thiel G, Verloes A, Vrecar I, Wahl D, Weber I, Winter K, Wiśniewska M, Wollnik B, Yeung MW, Zhao M, Zhu N, Zschocke J, Mundlos S, Horn D, Krawitz PM. PEDIA: prioritization of exome data by image analysis. Genet Med. 2019 Jun 5. doi: 10.1038/s41436-019-0566-2. [Epub ahead of print] https://www.nature.com/articles/s41436-019-0566-2
3. Anuchina A.A., Lavrov A.V., Smirnikhina S.A. TIRR: a potential front runner in HDR race − hypotheses and perspectives. Molecular Biology Reports, 2020.
   https://link.springer.com/article/10.1007/s11033-020-05285-x
4. Lavrov AV, Varenikov GG, Skoblov MYu. Genome scale analysis of pathogenic variants targetable for single base editing. BMC Medical Genomics. DOI: 10.1186/s12920-020-00735-8.
   https://bmcmedgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12920-020-00735-8
5. Kondrateva E, Adilgereeva E, Amelina E, Tabakov V, Demchenko A, Ustinov K, Yasinovsky M, Voronina E, Lavrov A, Smirnikhina S. Generation of induced pluripotent stem cell line (RCMGi001-A) from human skin fibroblasts of a cystic fibrosis patient with p.F508del mutation. Stem Cell Research, 2020, Volume 48, October 2020, 101933, doi: 10.1016/j.scr.2020.101933 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1873506120302348
6. Kondrateva E., Demchenko A., Lavrov A., Smirnikhina S. An overview of currently available molecular Cas-tools for precise genome modification. Gene, 2020, 145225, 10.1016/j.gene.2020.145225.
   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378111920308945
7. Smirnikhina SA. Prime Editing: Making the Move to Prime Time. The CRISPR Journal, 2020, Vol 3, N 5, p. 319-321. DOI: 10.1089/crispr.2020.29105.sas.
   https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/crispr.2020.29105.sas
8. Smirnikhina SA, Kondrateva EV, Adilgereeva EP, Anuchina AA, Zaynitdinova MI, Slesarenko YaS., Ershova AS, Ustinov KD, Yasinovsky MI, Amelina EL, Voronina ES, Yakushina VD, Tabakov VYu, Lavrov AV. P.F508del editing in cells from cystic fibrosis patients. PLoS ONE 15(11): e0242094.
   https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0242094
9. Kondrateva E, Demchenko A, Slesarenko Y, Pozhitnova V, Yasinovsky M, Amelina E, Tabakov V, Voronina E, Lavrov A, Smirnikhina S. Generation of two induced pluripotent stem cell lines (RCMGi004-A and -B) from human skin fibroblasts of a cystic fibrosis patient with compound heterozygous F508del/W1282X mutations. Stem Cell Research, 2021, Volume 52, April 2021, 102232. DOI: 10.1016/j.scr.2021.102232.
   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1873506121000787?via%3Dihub
10. Kondrateva E., Demchenko A., Slesarenko Y., Yasinovsky M., Amelina E., Tabakov V., Voronina E., Lavrov A., Smirnikhina S. Derivation of iPSC line (RCMGi002-A) from dermal fibroblasts of a cystic fibrosis female patient with homozygous F508del mutation. Stem Cell Research, 2021, Volume 53, May 2021, 102251, DOI: 10.1016/j.scr.2021.102251. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1873506121000970?via%3Dihub
11. Kochergin-Nikitsky K, Belova L, Lavrov A, Smirnikhina S. Tissue and cell-type-specific transduction using rAAV vectors in lung diseases. J Mol Med (Berl). 2021 Aug;99(8):1057-1071. doi: 10.1007/s00109-021-02086-y. Epub 2021 May 21. PMID: 34021360. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00109-021-02086-y
12. Zaynitdinova MI, Lavrov AV, Smirnikhina SA. Animal models for researching approaches to therapy of Duchenne muscular dystrophy. Transgenic Res. 2021 Aug 18. doi: 10.1007/s11248-021-00278-3. Epub ahead of print. PMID: 34409525. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11248-021-00278-3
13. Slesarenko YS, Lavrov AV, Smirnikhina SA. Off-target effects of base editors: what we know and how we can reduce it. Curr Genet. 2021 Sep 13. doi: 10.1007/s00294-021-01211-1. Epub ahead of print. PMID: 34515826.
    https://link.springer.com/article/10.1007/s00294-021-01211-1
14. Polla DL, Fard MAF, Tabatabaei Z, Habibzadeh P, Levchenko OA, et al. Biallelic variants in TMEM222 cause a new autosomal recessive neurodevelopmental disorder. Genetics in Medicine, 2021, https://doi.org/10.1038/s41436-021-01133-w. https://www.nature.com/articles/s41436-021-01133-w
15. Voisin N, Schnur RE, Douzgou S, et al. Variants in the degron of AFF3 are associated with intellectual disability, mesomelic dysplasia, horseshoe kidney, and epileptic encephalopathy. Am J Hum Genet. 2021;108(5):857-873. doi:10.1016/j.ajhg.2021.04.001. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002929721001324?via%3Dihub
16. Yakushina VD, Strelnikov VV, Tanas AS, Lavrov AV. Long noncoding RNA landscapes specific to benign and malignant thyroid neoplasms of distinct histological subtypes. Scientific Reports, 2021, 11:16728,
    https://www.nature.com/articles/s41598-021-96149-2

1. Известия. 21.08.2020. Бык-прародитель: генные инженеры создали Адама для мужского стада.
   https://iz.ru/1050551/anna-urmantceva/byk-praroditel-gennye-inzhenery-sozdali-adama-dlia-muzhskogo-stada
2. Коммерсантъ. 07.10.2020. «Генетические ножницы» взяли Нобелевку.
   https://www.kommersant.ru/doc/4521285#id1958196
3. «Эксперт» №44 (1182). 26.10.2020. Человек отредактированный.
   https://expert.ru/expert/2020/44/chelovek-otredaktirovannyij/
4. Агентство городских новостей Москва. 23.07.2020. Работа Медико-генетического научного центра имени академика Бочкова.
   https://www.mskagency.ru/materials/3025615
5. Минобрнауки. 28.07.2020. Российские ученые разрабатывают метод геномного редактирования для лечения пациентов с муковисцидозом.
   https://www.minobrnauki.gov.ru/ru/press-center/card/?id_4=2869
6. РИА новости. 22.10.2020 Спасет от рака. Кого будут лечить методом, отмеченным Нобелевской премией.​​​​​​​https://ria.ru/20201022/nobelevka-1580781340.html
7. ТАСС Наука. 19.11.2020. Потенциальная методика для лечения муковисцидоза оказалась высокоэффективной.
   https://nauka.tass.ru/nauka/10046151
8. Российский научный фонд. 20.11.2020. Приводящую к муковисцидозу мутацию удалось исправить в 5% клеток.
   https://rscf.ru/news/presidential-program/gennoy-terapii-dlya-lecheniya-mukovistsidoza/
9. Такие дела. 22.11.2020. Российские ученые с помощью геномного редактора исправили мутацию, вызывающую муковисцидоз. https://takiedela.ru/news/2020/11/22/redaktor-mukoviscidoz/
10. Медвестник. 22.11.2020. Российские ученые добились успеха в лечении муковисцидоза с помощью генной инженерии. https://medvestnik.ru/content/news/Uchenye-dobilis-uspeha-v-lechenii-mukoviscidoza-s-pomoshu-gennoi-injenerii.html
11. Indicator. 22.11.2020. Приводящую к муковисцидозу мутацию удалось исправить в 5% клеток. https://indicator.ru/medicine/privodyashuyu-k-mukoviscidozu-mutaciyu-udalos-ispravit-v-5-kletok-22-11-2020.htm
12. Пресс-центр ФГБНУ «МГНЦ». 28.11.2020. Исправить мутацию, приводящую к муковисцидозу, удалось в пяти процентах клеток. https://genetics-info.ru/news/ispravit-mutatsiyu-privodyashchuyu-k-mukovistsidozu-udalos-v-pyati-protsentakh-kletok/
13. 03.04.2021 Международная медицинская панорама. Генетическое редактирование: как и зачем?
    https://youtu.be/MI5RnrpFutg
14. 10.04.2021 Телеканал «Доктор» Опечатка в ДНК: как вычислить будущее заболевание?
    https://www.youtube.com/watch?v=-ZspsJ53rIA
15. 30.11.2021 Радио Спутник. Лекарства наступившего будущего. Что такое генная терапия https://radiosputnik.ria.ru/20211130/1761399633.html
16. 31.03.2021 Ольга Левченко. Генетик: ученый или врач
    ​​​​​​​https://www.facebook.com/minobrnaukigov/videos/277250507293356/?nref
17. 13.04.2021 ТАСС Наука. Генетики локализовали причину нового психического расстройства https://nauka.tass.ru/nauka/11134105
18. 02.06.2021 Минобрнауки России. Российские ученые обнаружили новую мутацию, которая приводит к умственной отсталости https://www.minobrnauki.gov.ru/press-center/news/?ELEMENT_ID=34892