Проект «Генетические исследования и радиационные технологии»

Проект реализуется в рамках Стратегического проекта «Радиационные технологии будущего». Руководитель – Блинов Владимир Евгеньевич, декан Физического факультета НГУ.

Радиационные технологии лежат в основе развития целого ряда направлений биологии и медицины, их применение позволяет выявлять трехмерную структуру биологических макромолекул, оказывать точечное воздействие на органы и ткани для диагностики и лечения патологий.

Радиационная биология объединила исследователей в области физики и биологии, давших начало основам новой науки — генетики. Описанный в прошлом веке радиобиологический парадокс, который заключается в несоответствии между ничтожным количеством поглощённой энергии ионизирующего излучения и крайней степенью реакции биологического объекта, удалось за последние десятилетия объяснить высокой чувствительностью ДНК к ионизирующему излучению. Благодаря синергическому эффекту от объединения компетенций исследователей в области радиационной физики и молекулярной генетики были получены прорывные результаты в расшифровке структур белков, понимании механизмов репарации ДНК и стабильности генома в ряду поколений, были созданы новые сорта растений и породы животных для сельского хозяйства, разработаны подходы к радионуклеидной терапии опухолевых заболеваний и персонализированной медицине.

Сегодня интеграция арсенала методов физики для решения молекулярно-генетических задач является одним из наиболее перспективных и динамично развивающихся направлений науки и технологии.

Проект «Генетические исследования и радиационные технологии» реализуется по пяти научным направлениям, включает в себя подпроекты по подготовке кадров на нескольких факультетах НГУ и посвящен разработке и исследованию широкого спектра генетических моделей, составляющих необходимую фундаментальную базу для проведения высокотехнологичных работ в этой области.

Цель проекта: Создание на базе научно-образовательного центра «Институт генетических технологий НГУ – ИЦиГ» центра компетенций мирового уровня.

Задачи проекта:

• Разработка технологий профилирования укладки хроматина в единичных клетках или небольших клеточных агрегатах. 
• Разработка методов для поиска мутаций на основе бионформационного анализа данных секвенирования геномных Hi-C библиотек единичных клеток и клеточных агрегатов. 
• Проведение исследований in vitro влияния одноцепочечного олигонуклеотидного донора для гомологичной рекомбинации на эффективность специфического внесения разрыва рибонуклеопротеиновым комплексом Cas9-gRNA. 
• Оценка влияния Cas9 на репарацию двухцепочечных разрывов ДНК в зиготах мыши. 
• Проведение настройки стандартных программных конвейеров для анализа данных секвенирования транскриптомов отдельных клеток. 
• Разработка методов анализа и интерпретации транскриптомных данных.
• Разработка компьютерного подхода нового поколения для комплексного анализа и интерпретации метаболомных данных с помощью искусственного интеллекта.
• Создание полногеномных моделей риска дегенерации межпозвонковых дисков и хронической боли в спине.
• Подготовка высококвалифицированных кадров по междисциплинарным направлениям.

Проекты:

«3D-геномика индивидуальных клеток»
«Редактирование генома лабораторных животных»
«Транскриптомика отдельных клеток»
«Идентификация метаболомных маркеров заболеваний»
«Геномика дегенерации межпозвонковых дисков»
«Подготовка высококвалифицированных кадров»

О перспективах развития НОЦИГТ НГУ

Перечисленные результаты НОЦИГТ НГУ по проекту «Генетические исследования и радиационные технологии» будут способствовать развитию технологий геномной диагностики в медицинских учреждениях Новосибирской области и России в целом, внедрению полученных разработок в федеральные клинические центры, созданию уникальных центров компетенций, позволяющих проводить исследования в России по моделированию заболеваний человека и животных, а также созданию учебного центра в Новосибирской области по подготовке высококвалифицированных специалистов по генетике и генетическим технологиям.