Нещодавно, 8 травня, здобувачі спеціальності 162 "Біотехнології та біоінженерія" ОС бакалавр, магістр, ОНС «доктор філософії» та викладачі кафедри біотехнології і мікробіології мали унікальну нагоду віртуально відвідати один із провідних світових наукових центрів та зануритися у світ передових генетичних технологій. З надзвичайно цікавою гостьовою лекцією на тему «Біологічні ножиці CRISPR-Cas9. Реконструкція генома і сила контрольованої еволюції» виступила доктор сільськогосподарських наук Алла Мадіч, головний науковий асистент та старший трансгенний технолог Департаменту генетики Кембриджського університету (Велика Британія).
Доктор сільськогосподарських наук Алла Мадіч — відомий фахівець із трансгенних технологій та точного редагування геному. Після диплома з генетики в Україні вона здобула MSc з біології (спеціалізація — людина і тваринна фізіологія) і PhD із біотехнології, а у ході подальшої роботи захистила докторську дисертацію. Від 2007 р. вона проводила дослідження в Університеті Дарема (Велика Британія) над перепрограмуванням дермальних клітин у плюрипотентні стовбурові, а з 2017 р. очолює сервіс мікроін’єкцій Fly Facility та працює головним науковим асистентом і старшим трансгенним технологом Департаменту генетики Кембриджського університету, забезпечуючи високоточне впровадження CRISPR-Cas9-конструкцій у модельні організми. Наукові зацікавлення д-ра Мадіч охоплюють репродуктивну фізіологію, створення трансгенних ліній та «біологічні ножиці» CRISPR-Cas9. Під її керівництвом розроблено низку протоколів, що лягли в основу публікацій про факультативний партеногенез і сперматогенез у Drosophila, а також мінімальні генетичні драйви для керованої еволюції. Її точні мікроін’єкції згадують у провідних журналах (Current Biology, 2023) і численних проектах із редагування геному, а сама вчена входить до «Енциклопедії сучасної України» та регулярно виступає на міжнародних форумах. Лекція була присвячена революційній технології CRISPR-Cas9, що відкриває безпрецедентні можливості для науки та медицини.
Професор Мадіч розпочала свою доповідь, віддавши шану своєму вчителю, професору Степану Григоровичу Шаловилу, засновнику репродуктивної біотехнології в Україні, підкресливши важливість спадкоємності у науці. Далі лекторка майстерно провела слухачів від фундаментальних концепцій еволюції Дарвіна та генетики Менделя, через історичне відкриття подвійної спіралі ДНК Уотсоном та Кріком у Кембриджі (місці, де паб "The Eagle" досі зберігає пам'ять про цю подію), до сучасних проривів у геноміці та епігенетиці.
Центральною темою лекції стала технологія CRISPR-Cas9 – справжні "біологічні ножиці", за розробку яких Дженніфер Даудна та Еммануель Шарпантьє отримали Нобелівську премію у 2020 році. Алла Мадіч детально пояснила принцип роботи цієї системи: як за допомогою напрямної РНК та білка Cas9 можна точно знаходити та "розрізати" ДНК у потрібному місці, відкриваючи шлях для корекції генів, вставки нових послідовностей або виключення певних генів (технології Knock-In та Knock-Out). Лекторка наголосила, що ця технологія дозволяє проводити реконструкцію геному безпосередньо у живій клітині, значно підвищує ефективність створення трансгенних організмів, зокрема у першому поколінні (G0), та суттєво знижує витрати на дослідження. Було продемонстровано, як на практиці відбувається створення гуманізованих трансгенних ліній мишей методом мікроін'єкції в ембріони.
Особливу увагу Алла Мадіч приділила використанню фруктової мушки Drosophila Melanogaster як класичної, але надзвичайно актуальної моделі для генетичних досліджень та редагування геному. Слухачі дізналися про масштабну роботу сервісу мікроін'єкцій Кембриджського університету, який обслуговує міжнародну спільноту генетиків дрозофіли, забезпечуючи створення трансгенних ліній для сотень наукових проектів. На прикладі дрозофіли було показано ефективність поєднання мікроін'єкційного методу з CRISPR/Cas9. Завершуючи розповідь про практичне застосування, лекторка торкнулася захопливої теми "контрольованої еволюції" – використання генних технологій для розв'язання глобальних проблем, як-от створення "бойових комарів" за допомогою бактерії Wolbachia для боротьби з малярією та іншими небезпечними захворюваннями.
Лекція викликала жвавий інтерес у здобувачів, аспірантів та викладачів кафедри. Можливість почути про передові досягнення генетики від фахівця світового рівня, який безпосередньо працює з цими технологіями в одному з найкращих університетів світу, стала справжнім натхненням. Далі пряма мова здобувачів:
Максим КЛИМЕНКО (БТ-3-1): "Лекція була просто неймовірною! Почути про CRISPR-Cas9 не з підручника, а від людини, яка щодня використовує цю технологію в Кембриджі, це щось! Особливо вразили приклади створення трансгенних ліній та перспективи 'контрольованої еволюції'. Це дає величезне натхнення для майбутньої роботи в біотехнології."
Володимир ВЕРБІЯН (ПФБ-1-1М): "CRISPR/Cas9 – система, винайдена самими бактеріями для захисту від фагів, що включає в себе генетичні послідовності CRISPR та ферменти Cas9. Відточена тисячоліттями еволюції, ця система стала універсальним інструментом редагування ДНК. Якщо дія хімічних мутагенів – молот генетичної інженерії, то CRISPR/Cas9 – її скальпель. Надточний інструмент маніпулювання ДНК, винайдення якого має ключову роль в розвитку людства, адже завдяки редагуванню ДНК рослин можна значно підвищити урожайність, що вирішує продовольчі проблеми, рекомбінантні мікроорганізми – найбільш ефективний варіант виробництва ліків, харчових добавок, а також пластмас і композитів.
Більше того, редагування людиною власного геному – ключ до принципового підвищення тривалості життя та адаптування людського організму до умов інших планет. Але це в майбутньому. А зараз... Зараз завдяки CRISPR/Cas9 уже можливо вилікувати спінальну м’язову атрофію. Уже можливо надати дитині вроджену стійкість до ВІЛ-інфекції (яка виникає за рахунок мутації в гені CCR5). І доки у високих кабінетах йдуть порожні дискусії щодо етичності редагування геному, CRISPR/Cas9 уже рятує життя. CRISPR/Cas9 уже приносить користь людству і прокладає йому шлях у майбутнє."
Наприкінці зустрічі доповідач відповіла на численні запитання, що свідчило про глибоку зацікавленість аудиторії.
Особливо зворушливим та надихаючим моментом лекції стало те, що пані Алла, попри свою активну наукову діяльність у Великій Британії, зберігає міцний зв'язок з Батьківщиною та активно підтримує Україну. Завершальні слайди її презентації продемонстрували яскраві кадри святкування Дня Незалежності України 2024 року на Королівському Параді в Кембриджі. Фотографії людей у вишиванках, з українськими прапорами на тлі історичної архітектури Кембриджського університету, та щире слово "Thanks" від лекторки стали потужним свідченням солідарності британської та міжнародної спільноти з українським народом.
Кафедра біотехнології і мікробіології щиро дякує доктору сільськогосподарських наук Аллі Мадіч за неймовірно змістовну, захопливу та актуальну лекцію. Отримані знання безперечно розширили горизонти наших студентів та науковців, надали нового поштовху для власних досліджень та ще раз підкреслили безмежний потенціал сучасної біотехнології. Сподіваємося на подальшу плідну співпрацю та нові цікаві зустрічі! Такі заходи є надзвичайно важливими для інтеграції української науки у світовий простір та підготовки висококваліфікованих фахівців.
