Κυριακή, 25 Αυγούστου 2019

Η Γονιδιωματική Επεξεργασία είναι το φετινό θέμα των «Διαλέξεων Ωνάση» στο Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας

Πέμπτη, 30 Μαΐου 2019 13:57

Οι Σεμιναριακές Διαλέξεις Ωνάση 2019, οι οποίες θα διεξαχθούν από 8 έως 12 Ιουλίου στο Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας στο Ηράκλειο Κρήτης, έχουν ως στόχο την περαιτέρω εκπαίδευση και προώθηση νέων, ταλαντούχων επιστημόνων, μεταπτυχιακών και τελειόφοιτων φοιτητών από τον χώρο των θετικών επιστημών. Οι φετινές Διαλέξεις Ωνάση είναι αφιερωμένες στις πρωτοποριακές τεχνολογίες επεξεργασίας του γονιδιώματος.

Κεντρική ομιλήτρια φέτος είναι η παγκοσμίου φήμης επιστήμονας Jennifer Doudna, στην οποία απονεμήθηκε το 2015 το Breakthrough Prize in Life Sciences. Το βραβείο αυτό, των 3 εκατομμυρίων δολαρίων, είναι η μεγαλύτερη τιμητική διάκριση στις επιστήμες, κάτι σαν το Όσκαρ των επιστημόνων. Απονέμεται σε ερευνητές που έχουν κάνει ανακαλύψεις, οι οποίες επεκτείνουν την ανθρώπινη ζωή.

Η Jennifer Doudna είναι συν-εφευρέτρια (από κοινού με την Emmanuelle Charpentier) του συστήματος CRISPR. Η νέα αυτή τεχνολογία μετέτρεψε έναν αρχαίο μηχανισμό βακτηριακής ανοσολογικής απόκρισης σε μια ισχυρή και ευρέως χρησιμοποιούμενη γονιδιακή τεχνολογία με πολλαπλές εφαρμογές στις βιοϊατρικές επιστήμες.

Το σύνολο των παρουσιάσεων καλύπτει ένα ευρύ φάσμα θεματολογίας, που σχετίζεται με την ανάπτυξη και εφαρμογή διαφορετικών προσεγγίσεων επεξεργασίας του γονιδιώματος, αλλά και με τις προσπάθειες διαμόρφωσης ηθικών κανόνων χρήσης της νέας αυτής τεχνολογίας.

Στις Διαλέξεις Ωνάση 2019, εκτός από την Jennifer Doudna, ομιλητές θα είναι άλλοι επτά, επίσης διεθνούς εμβέλειας, επιστήμονες: Dana Carroll (University of Utah, ΗΠΑ), Srinivasan Chandrasegaran (Johns Hopkins University, ΗΠΑ), Andrea Crisanti (Imperial College London, Ηνωμένο Βασίλειο), Ζωή Χιλιώτη (Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών, Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης, Ελλάδα), Maria Jasin (Senior Investigator, Sloan Kettering Institute, ΗΠΑ), Eva Nogales (UC Berkeley, ΗΠΑ) και Erik Sontheimer (The University of Massachusetts Medical School, ΗΠΑ).

Στις φετινές Διαλέξεις Ωνάση θα γίνουν δεκτοί έως 35 Έλληνες και 15 ξένοι φοιτητές, που θα επιλεγούν με κριτήριο τις υψηλές ακαδημαϊκές τους επιδόσεις και θα συμμετάσχουν με τη συνδρομή του Ιδρύματος Ωνάση. Θα γίνουν επίσης δεκτοί να συμμετάσχουν (επιλεγμένοι με τα ίδια κριτήρια, αλλά χωρίς οικονομική ενίσχυση) φοιτητές από τα Ιδρύματα της Κρήτης, καθώς και Έλληνες και ξένοι ερευνητές.

Οι Σεμιναριακές Διαλέξεις Ωνάση διεξάγονται για δέκατη όγδοη χρονιά στο Ηράκλειο Κρήτης, με τη συνεργασία του Ιδρύματος Ωνάση και του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ). Αναφέρονται πάντοτε σε θέματα που βρίσκονται στην πρώτη γραμμή της έρευνας, γι’ αυτό και έχουν καθιερωθεί ως ο πλέον υψηλού επιπέδου θεσμός σε παγκόσμιο επίπεδο.

Κάθε κύκλος διαλέξεων διαρκεί μία εβδομάδα. Μεταξύ των ομιλητών προηγούμενων ετών συμπεριλαμβάνονται 19 Νομπελίστες, 4 κάτοχοι του Βραβείου Turing και o βραβευθείς με το Fields Medal, Edward Witten. Στόχος του θεσμού είναι να δώσει την ευκαιρία σε ταλαντούχους νέους επιστήμονες, μεταπτυχιακούς και τελειόφοιτους προπτυχιακούς φοιτητές, από την Ελλάδα και το εξωτερικό, να εκπαιδευτούν στα ερευνητικά προβλήματα αιχμής του πεδίου τους, υπό την καθοδήγηση κορυφαίων επιστημόνων από όλο τον κόσμο. Το Ίδρυμα Ωνάση έχει ως αποστολή του την απελευθέρωση των δημιουργικών δυνάμεων όσων θέλουν να εμπλουτίσουν τις γνώσεις τους και να διευρύνουν τους ορίζοντές τους, με τις καλύτερες δυνατές προοπτικές, στους τομείς της παιδείας, της υγείας και του πολιτισμού.

Σύντομη περιγραφή του περιεχομένου των διαλέξεων «Γονιδιωματική Επεξεργασία (Genome Editing)»
Η πλήρης αλληλουχία βάσεων του DNA ενός οργανισμού, η οποία ονομάζεται «γονιδίωμα», περιέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες και οδηγίες για την οικοδόμηση των διαφορετικών κυτταρικών τύπων και τη διατήρηση των λειτουργιών του οργανισμού. Μεταβολές (μεταλλάξεις) στο γονιδίωμα, ανάλογα με τη θέση τους, ενδέχεται να έχουν σημαντικές συνέπειες. Για παράδειγμα, μεταλλάξεις στην κωδική περιοχή ενός γονιδίου μπορεί να οδηγήσουν σε απώλεια της ενεργότητας μιας πρωτεΐνης, ενώ αλλαγές σε μη κωδικές περιοχές ενδέχεται να επηρεάσουν την έκφραση ενός γονιδίου.

Η επεξεργασία του γονιδιώματος (Genome Editing) αναφέρεται σε στρατηγικές και τεχνικές που επιτρέπουν τη διόρθωση συγκεκριμένων μεταλλάξεων στο γονιδίωμα, με στόχο την ανάπτυξη θεραπευτικών εφαρμογών ή την εισαγωγή αλλαγών προκειμένου να εξυπηρετήσουν ερευνητικούς σκοπούς. Τα τελευταία χρόνια, έχουν αναπτυχθεί νέα, ιδιαίτερα ευέλικτα εργαλεία, τα οποία επέτρεψαν στοχευμένες αλλαγές στην αλληλουχία του DNA, με απαράμιλλη ευκολία και ακρίβεια.

Οι τρεις βασικοί τύποι τεχνολογιών, όπως ανακαλύφθηκαν κατά χρονολογική σειρά, είναι:

Οι νουκλεάσες δακτύλων ψευδαργύρου (Zinc Finger Nucleases, ZFN). O ένας εκ των ομιλητών των διαλέξεων, ο Dr. Chandrasegaran, δημιούργησε την πρώτη ZFN νουκλεάση και θεμελίωσε τη νέα μεθοδολογία.
Οι νουκλεάσες τύπου TALEN (Transcription Activator-Like Effector nucleases).
Το σύστημα CRISPR/Cas.
Όλα τα παραπάνω «εργαλεία» βασίζονται σε μια κοινή στρατηγική δομικής οργάνωσης. Αποτελούνται από (α) μια περιοχή που αναγνωρίζει συγκεκριμένη αλληλουχία βάσεων, οδηγώντας έτσι το εργαλείο σε μια προεπιλεγμένη θέση-στόχο, και β) από μια περιοχή με ενζυμική δραστικότητα, η οποία κόβει το DNA στην επιθυμητή θέση, επιτρέποντας έτσι την εκτέλεση «μικροχειρουργικών» παρεμβάσεων επί του γονιδιώματος.

Το σύστημα CRISPR/Cas συνιστά το πιο πρόσφατο και ευρέως διαδεδομένο εργαλείο επεξεργασίας του γονιδιώματος. Η στόχευσή του στον επιθυμητό γονιδιακό τόπο καθορίζεται από ένα βραχύ «καθοδηγητικό» μόριο RNA (guide RNA), το οποίο αναγνωρίζει τις περιοχές στόχου του DNA, στρατολογώντας παράλληλα στις συγκεκριμένες θέσεις το ένζυμο με δράση ενδονουκλεάσης (π.χ. Cas9), το οποίο, σαν μοριακό ψαλίδι, καταλύει την ειδική διάσπαση της θέσης. Το σύστημα αυτό [Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)] βασίζεται στην ύπαρξη μικρών και επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών του DNA με χαρακτηριστική οργάνωση, οι οποίες αποτελούν μέρος του γενετικού συστήματος των βακτηρίων για τον εντοπισμό και την καταστροφή ξένου DNA. Η μεθοδολογία CRISPR χαρακτηρίζεται από σχετική απλότητα στην εφαρμογή της, ενώ το επιθυμητό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με χαμηλό κόστος, χαρακτηριστικά τα οποία την έχουν καταστήσει ως την πλέον διαδεδομένη τεχνολογία επεξεργασίας του γονιδιώματος.

Τα παραπάνω συστήματα, το καθένα με διαφορετικές απαιτήσεις κόστους και προσπάθειας, έχουν φέρει επανάσταση σχεδόν σε κάθε τομέα της βιολογίας. Μέσα σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα, τα εργαλεία τροποποίησης γενετικών τόπων έχουν χρησιμοποιηθεί σε πολυάριθμες ερευνητικές εργασίες. Συγκεκριμένα, έχουν βρει εφαρμογή στην εισαγωγή μεταλλάξεων σε πειραματικά μοντέλα, με σκοπό τη μελέτη ανθρώπινων ασθενειών, στην ανίχνευση γενετικών μεταλλάξεων και στον σχεδιασμό και τη δημιουργία κυττάρων, με απώτερο στόχο τη μελλοντική χρήση τους στην αναγεννητική ιατρική.


Info:
Αιτήσεις συμμετοχής υποβάλλονται μέσω της ιστοσελίδας των διαλέξεων http://www.forth.gr/onassis/
Καταληκτική ημερομηνία για την υποβολή των αιτήσεων είναι η 7η Ιουνίου 2019.
Τηλέφωνο επικοινωνίας: 2810 394269

8 – 12 Ιουλίου 2019 | Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας, Ηράκλειο Κρήτης

Βαθμολογήστε αυτό το άρθρο
(0 ψήφοι)