ДНК — одна из самых невероятных молекул в природе, в которой содержатся инструкции, необходимые для создания практически любой формы жизни на Земле. Ученые ищут другие применения ДНК, используя ее не только для хранения информации, но и для создания физических компонентов биологических машин.
Наука развивается с поразительной скоростью. В 2003 году биологи объявили о том, что смогли прочитать весь геном человека, а на днях ученые заявили, что хотят перейти от чтения к написанию генов. Исследователи намерены взять на себя разработку генетических инструкций, управляющих формированием живых клеток. Планы биологов не на шутку взбудоражили научное сообщество.
За последние несколько лет ученые расшифровали геномы мамонтов и лошади возрастом 700 000 лет, используя фрагменты ДНК, извлеченные из окаменелостей. ДНК определенно сохраняется намного дольше, чем организмы, для которых она несет в себе генетические коды. Компьютерные ученые и инженеры давно мечтают обуздать миниатюрность и устойчивость ДНК для хранения цифровых данных. Они хотят закодировать все эти нули и единицы в молекулы А, C, G и T, которые образуют винтовую лестницу полимера ДНК — и достижения этого десятилетия в сфере синтеза и секвенирования ДНК привели к серьезному прорыву. Недавние эксперименты показали, что однажды мы сможем закодировать всю цифровую информацию мира в нескольких литрах ДНК — и прочитать ее заново спустя тысячи лет.
Группа из 150 приглашенных экспертов собралась в Гарварде. За закрытыми дверями они обсудили перспективы проектирования и строительства целого генома человека с нуля, используя лишь компьютер, синтезатор ДНК и сырье. Затем искусственный геном будет введен в живую клетку человека для замены ее природной ДНК. Есть надежда, что клетка «перезагрузится», изменит свои биологические процессы для работы на основе инструкций, предоставленных искусственной ДНК.
Ни для кого не секрет, что ДНК используется для хранения, передачи и реализации генетической программы развития и функционирования живых организмов, но не все знают, что ДНК можно также использовать и для хранения цифровой информации. Компания Microsoft объявила, что серьезно занялась исследованием технологий хранения данных и для этих целей привлекла бионаучную компанию, которая обязалась создать десять миллионов нитей ДНК, которые будут использоваться для цифрового хранения информации.
В рамках исследований и анализа генетической информации почти 600 000 человек, ученые обнаружили, что мутанты на самом деле реальны, а не просто являются плодом фантазии кинематографистов и писателей. Правда, вместо способности стрелять лазерами из глаз и поднимать предметы в сотни раз тяжелее себя, сила этих мутантов заключается в поддержании здоровой, нормальной жизни.
Каждая клетка нашего организма содержит ДНК, макромолекулу, обеспечивающую хранение, передачу и реализацию генетической информации. Получение доступа к этим данным, как кажется на первый взгляд, является работой для высокообразованных специалистов. Однако интернет-ресурс Popular Science показал, что процесс извлечения ДНК из клеток на самом деле удивительно прост и может быть воспроизведен в домашних условиях.
Недавнее исследование поставило под вопрос идею о том, что тихоходки, или «водяные медведи», крошечные создания длиной в доли сантиметров, имеют около 17% чужой, заимствованной ДНК. В прошлом году исследование, появившееся в Трудах Национальной академии наук, предположило, что порядка 1/6 ДНК тихоходок в значительной степени взято у бактерий.
Генетические исследования стоят довольно больших денег и требуют наличия в лаборатории громоздкого дорогостоящего оборудования. В самом ближайшем будущем ситуация может кардинально измениться, ведь лондонский стартап Bento Lab предлагает всем желающим приобрести компактную лабораторию для анализа ДНК, которая своими размерами сравнима с ноутбуком. На краудфандинговом портале Kickstarter была запущена кампания по поддержке этого многообещающего проекта, которая уже собрала в два раза больше средств, чем требовалось создателям переносной лаборатории.
В медицине наших дней слово «ген» мелькает во всевозможных контекстах и спряжениях. Есть генетика и геномика. Есть метагеномика, генетическая инженерия, прогнозирование генов и молекулярное генотипирование. Легко спутать различные ветви науки о ДНК, если сам ею не занимаешься, но вы наверняка слышали об одной подкатегории, которая частенько появлялась в СМИ в последние годы: генная терапия. Что такое генная терапия? Это медицинское использование генетического материала.
Вы слышали о CRISPR? Возможно, вы даже слышали полную расшифровку этого термина: короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Или не слышали. Если нет, вам придется очень скоро запоминать этот акроним. Он в некотором роде причина и следствие революции. Это самый мощный инструмент редактирования генома из всех, которые когда-либо существовали.
Учёные долго искали способы замедлить рост популяций некоторых животных, но все современные методы либо отнимают много усилий, либо очень дороги. Но скоро это изменится: команда исследователей из Калифорнийского технологического института открыла способ, который позволит стерилизовать животных с помощью одной-единственной инъекции.
Судебно-медицинские эксперты из Италии сообщили, что смогли воссоздать ДНК национального героя, поэта и писателя Габриэле д’Аннунцио с помощью анализа следов спермы на платке, подаренном им своей любовнице почти 100 лет назад. Исследователям впервые удалось реконструировать ДНК, не прибегая к эксгумации останков, пишет газета The Australian со ссылкой на итальянских криминалистов. Сообщается, что новый метод может использоваться для расследования нераскрытых преступлений.
Поражение кожи, вызванное ультрафиолетовым излучением, длится очень долго, даже после укрытия от солнца в тени. Исследователи говорят, что ультрафиолетовое излучение после приема солнечных ванн, в том числе в солярии, может привести к повреждению ДНК в специальных клетках меланоцитах, вырабатывающих вещество меланин, придающее коже цвет. Повреждения меланоцитов являются основной причиной развития рака кожи, считают ученые.
Геномы современных людей и шимпанзе совпадают примерно на 95 процентов. Однако мозг человека серьезно отличается от мозга обезьяны. Спустя десять лет после составления полной карты генома человека исследователи обнаружили сотни небольших участков, которые отличаются у двух видов. Эволюционное разделение человека и шимпанзе 6-миллионной давности привело к различиям в строении скелета, двигательных и когнитивных способностях. Новое исследование предположило, что небольшие различия в отдельной нити ДНК человека существенно увеличивают поверхность мозга.
Вся информация, созданная человечеством, может содержаться в одной чайной ложке ДНК и храниться практически вечность. Исследователи из Швейцарского федерального технологического института (ETH) в Цюрихе работают над новым способом длительного хранения данных, который предполагает кодирование и хранение информации в микроскопических шариках с кислотой при минусовой температуре в течение миллионов лет.
Несмотря на предупреждения о нарушении общепринятых норм морали, британские законодатели одобрили рождение пробирочных детей с ДНК от трех родителей. Ожидается, что подобный способ зачатия позволит предотвратить наследование генетических заболеваний у людей. Великобритания стала первой страной в мире, решившей разрешить использовать технику экстракорпорального оплодотворения, которая подразумевает коррекцию яйцеклетки или эмбриона человека перед переносом в матку.
Что может быть важнее для жизни, нежели пища? Безопасная пища. По данным статистики, один из шести человек страдает от болезней пищевого происхождения. Эти болезни приводят к госпитализации, смерти и проблемам иного характера. Пища должна быть лучше. Но провести каждый кусочек еды через цепочку поставок так, чтобы пища осталась нетронутой, весьма непросто. Некоторые пищевые компании проверяют свои ингредиенты перед приготовлением и упаковкой, но нет никакого способа проверить их на наличие неизвестных патогенов или примесей, которые могут вызвать загрязнение. А поскольку цепочки поставок постоянно расширяются, проблемы только увеличиваются.
Несмотря на то, что мировые институты в общей сложности уже собрали и хранят немалую коллекцию ДНК самых разных живых существ, обитающих на нашей планете, Московский государственный университет планирует переплюнуть их всех и построить в своих стенах самый крупный в мире банк биологических материалов, содержащий информацию обо всех живых существах на Земле.
Тайна снежного человека будоражит умы ученых на протяжении многих десятилетий. Что за человекообразное существо, также известное как йети, обитает в горах Гималаев? Новое исследование опровергает выводы генетиков, согласно которым снежный человек является дальним родственником полярного медведя.