Геномное редактирование

Геномное редактирование входит в сквозную технологию Национальной технологической инициативы «Управление свойствами биологических объектов». В 2020 году Нобелевскую премию по химии вручили ученым Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудне за «разработку метода редактирования генома». 

С помощью геномного редактирования можно вносить точечные изменения в ДНК или даже заменять одни фрагменты генома на другие. Благодаря Национальной технологической олимпиаде школьники 8–11 классов могут познакомиться с задачами, которые ежедневно решают молекулярные биологи в лаборатории. 

Финалисты профиля решают задачу по анализу работы системы геномного редактирования в культуре клеток: работают в молекулярно-биологической лаборатории и с биоинформатическим ПО. 

Профиль «Геномное редактирование» организован по инициативе Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Новосибирского государственного университета. Научный руководитель профиля – академик РАН Валентин Викторович Власов. 

Задания первого этапа включают проверку знаний по биологии и химии. Без уверенного знания этих предметов невозможна исследовательская работа в области инженерной биологии.

Биоинженерам необходима хорошая теоретическая база по химии и биологии. Участникам первого этапа рекомендуем ознакомиться с источниками в сети интернет (учебники, курсы, вебинары), а также решать задания прошлых лет.

Задания второго этапа помогают участникам подготовиться к решению задачи финала. Команда проверяет свои знания в методах молекулярной биологии, учится делать расчеты реакционных смесей, осваивает работу в биоинформатическом ПО Ugene, работу с базами данных (NCBI).

Рекомендуем всем участникам решать все задачи, чтобы понять, как работа биоинформатика связана с работой «мокрого биолога».

В финале командам предстоит работа в «мокрой» лаборатории и решение биоинформатического кейса.

Участники 10–11 классов анализируют продукты работы системы редактирования генома в нескольких линиях клеток. Проводят анализ того, успешно ли прошло редактирование целевой последовательности в клетках. Для анализа используют методы молекулярной биологии: ПЦР, секвенирование, а также биоинформатический анализ. На основании полученных данных, выбирают образцы, в которых система геномного редактирования сработала и контрольные образцы.

Участники 8–9 класса выполняют клонирование гена из одной плазмиды в другую: проводят амплификацию участка, встраивание в плазмиду, трансформацию бактериальных клеток.

В зачет идут результаты работы «мокрых биологов» и биоинформатиков, а также результаты всех участников команды в теоретическом туре по химии и биологии. Побеждает команда, участники которой сильны в теории и на практике.

Задачи финала разработаны научными сотрудниками ИХБФМ СО РАН и НГУ, и основаны на реальных кейсах лабораторий геномного редактирования и геномной и белковой инженерии. Участие в финале поможет лично познакомиться с практикой будущего и мотивированно выбрать правильный вуз и направление для дальнейшего обучения.