Золотая медаль студенческой команды Тель-Авивского университета глобального конкурса iGE 2022
Достижение студенческой команды Тель-Авивского университета на глобальном конкурсе iGEM 2022 в Париже: студенты из Тель-Авива завоевали золотую медаль за новую разработку, позволяющую эффективно и точно конструировать молекулы матричной РНК таким образом, чтобы они экспрессировались только в клетки-мишени (например, в раковой опухоли).
В состав группы вошли 11 студентов факультетов инженерии, точных наук и Центра медицинских наук Тель-Авивского университета во главе с капитаном Эфи Мора с кафедры биомедицинской инженерии . Профессиональным руководителем группы является профессор Тамир Туллер с кафедры биомедицинской инженерии.
Члены команды: Эфи Мора, Таль Цфони, Иегуда Ландо, Юли Хагани и Рой Овадия с инженерного факультета, а также с факультетов медицинских наук, компьютерных наук и социальных наук: Дэвид Брейер, Нитай Ад-Эль, Илан Эдельштейн, Йоав Навон. и Рой Мендель.
Инновационная идея в области синтетической биологии
iGEM — это глобальное соревнование в области синтетической биологии, в котором каждая команда придумывает инновационную идею, направленную на решение какой-либо задачи в области синтетической биологии, и реализует ее на практике с использованием инженерных, биологических и вычислительных инструментов в аналогично разработке компании.
Жюри обычно состоит из исследователей и ученых с большим опытом работы в данной области, некоторые из которых ранее участвовали в конкурсе или руководили командами на конкурсе.
Члены группы объясняют, что мРНК (информационная РНК) — это молекула, являющаяся своего рода промежуточным звеном между генетическим материалом (ДНК) и белком, кодирующая последовательность, которую рибосома «декодирует» и транслирует в белок в процесс, называемый «трансляцией».
Коронные вакцины Pfizer и Moderna продемонстрировали преимущества использования молекул РНК в медицине. Кроме всего прочего, эта молекула безопасная (в отличие от молекулы ДНК, которая может быть интегрирована в геном и тем самым изменить наш генетический материал) и относительно модульная — то есть ее можно легко «запрограммировать» (в отличие от белков) для того, чтобы для решения различных задач.
Поэтому сегодня использование мРНК для решения дополнительных задач, более сложных, чем разработка вакцин, таких как лечение рака, разжигает воображение исследователей в этой области.Например, если мы сможем сконструировать молекулу мРНК, которая экспрессируется только в раковых клетках, мы можем закодировать на нем токсин, который будет убивать раковые клетки, но не вредить здоровым клеткам. Это очень сложная задача, поскольку молекулы РНК, как правило, одинаково экспрессируются во всех типах тканей.
Селективный и автоматический дизайн молекул РНК
Профессор Тамир Туллер, руководитель группы, объяснил научную задачу, с которой столкнулась команда Тель-Авивского университета: «Мы решили разработать вычислительный механизм, который позволит автоматически проектировать молекулу РНК, которая будет экспрессироваться избирательно.
Помимо прочего, инструмент позволяет эффективно конструировать структуру РНК (своего рода переключатель), которая будет препятствовать трансляции молекулы в нежелательных клетках.Структура открывается после взаимодействия с молекулами РНК, уникальными для клетки-мишени и которые выбираются на основе одного из разработанных нами алгоритмов».
Эфи Мора, капитан команды, добавляет: «Для решения этой задачи команда разработала ряд вычислительных моделей, цель которых — описать физические процессы, через которые проходит молекула мРНК во время своей активности. Среди прочего мы создали модель самосвертывания молекулы, ее взаимодействия с триггером и взаимодействия с рибосомой. Кроме того, на основе этих моделей мы разработали вычислительное приложение, которое исследователи в этой области могут легко использовать для разработки продуктов на основе мРНК».
«Чтобы доказать возможности разработанного нами инструмента, мы провели эксперименты на трех разных организмах: бактериях кишечной палочки, пекарских дрожжах и клетках млекопитающих.
Эксперименты впервые продемонстрировали потенциал платформы. Среди прочего, мы впервые продемонстрировали способность активировать молекулу мРНК другой мРНК в эукариотической клетке (клетке с закрытым ядром внутри ядерной оболочки), а также продемонстрировали улучшение производительности по сравнению с результатами, недавно опубликованными в ведущем журнале.
В области синтетической биологии», — объясняет Матан Арбель, практик команды и докторант медицинского факультета, который также ранее участвовал в конкурсе.
Многие достижения команды также были отмечены на дополнительных форумах конкурса IGEM. Среди прочего, команда получила награду за выдающийся постер на первой израильской конференции по синтетической биологии. Кроме того, был подан патент на основе моделей, разработанных командой. Также компания Lonza, которая с энтузиазмом восприняла потенциал проекта, входит в число спонсоров проекта с целью продолжения развития в сотрудничестве.
Перевод с иврита и английского
По материалам израилькой прессы