Генетика — наука, изучающая геном (последовательности цепей ДНК) человека. Наука, стоит сказать, достаточно молодая, поскольку и геном человека был расшифрован не так давно. Однако возможности генетики идут далеко за пределы обычной медицины. Зная причину болезни и человеческих характеристик на генетическом уровне, мы могли бы лечить их и изменять раз и навсегда, еще в самой юности человеческого зародыша. Конечно, такой подход не выдерживает этической критики, но в будущем все может измениться. В основе генетики лежит изучение генома человека — кода, зашифрованного в каждой клетке и определяющего ее развитие. Известно, что ДНК передается по наследству, видоизменяясь с каждым переходом. Зная ее досконально, мы могли бы проследить путь ее развития к самым корням и заглянуть в будущее генома отдельного человека или его детей.
Последние несколько десятилетий мы наблюдаем за тем, как одни технологии заменяют другие, стараясь прорваться на потребительский рынок. Покупая очередной новый смартфон или летающий дрон, совсем несложно не углядеть за тем, как быстро происходят эти изменения. Взять хотя бы телевизор – один из самых обычных примеров потребительской электроники, ставшей популярной около 70 лет назад. Многие из тех, кто дожил до наших дней, скорее всего, еще хранят воспоминания о «дотелевизорной» эре. Точно также некоторые технологии, которые кажутся сегодня фантастическими, наши дети (а если не дети, то внуки и правнуки), несомненно, будут воспринимать как обычные и, возможно, даже устаревшие вещи.
Генетики в экспериментах на животных уже достаточно давно применяют редактор генома CRISPR/Cas9, но ученые из США первыми в мире перешли на новый этап испытаний: к экспериментам на людях. Им удалось успешно отключить ген Oct4 в однодневном человеческом эмбрионе.
Нужно меньше жрать. Именно эту мысль пытаются донести до человечества исследователи из Университета Темпл, расположенного в Филадельфии. Если раньше учёные лишь догадывались о том, что умеренное потребление пищи напрямую влияет на увеличение продолжительности жизни, то теперь им удалось доказать это научным способом. Как оказалось, ключ к разгадке долгое время скрывался от наших глаз в генах.
На прошлой неделе команда исследователей из Орегонского университета здоровья и науки впервые отредактировала человеческие эмбрионы с помощью техники, известной как CRISPR. Как сообщается в , проект включает в себя редактирование ДНК нескольких одноклеточных эмбрионов человека, а руководил экспериментом знаменитый учёный Шухрат Миталипов, уроженец Алма-Аты, с 1995 года работающий в США.
В прошлом веке знаменитые ученые Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик получили одну из самых престижных наград научного сообщества Нобелевскую премию «За открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах». Тогда эти структуры назвали ДНК, и люди грезили тем, что с расшифровкой ДНК настанет новая эра в медицине. Но все оказалось не так просто: после расшифровки нужно было еще провести анализ последовательностей нуклеотидов с целью выявления их функций. И вот это заняло очень много времени.
Люди давно заметили, что многие животные, рыбы и насекомые могут хорошо ориентироваться на местности и «чувствовать» магнитное поле Земли. Иными словами, у них есть что-то наподобие «встроенного природой компаса». Логично предположить, что такая способность у некоторых видов заложена на генетическом уровне. И недавно ученым из университета Балтимора удалось обнаружить соответствующую последовательность в геноме стеклянного сома (Kryptopterus bicirrhis). Более того, внедрение этого генетического материала в мозг других животных давало им тот самый «внутренний компас».
Как известно, за развитие множества заболеваний «ответственна» наша генетика. А ученые со всего мира уже не первый год ведут исследования генома человека для того, чтобы успешно выявлять, лечить и даже предотвращать развитие различных болезней. И, как сообщает издание Medical Xpress, группе исследователей из Стэнфорда, Кембриджа и Пенсильванского университета совместными усилиями удалось выявить 15 новых генов, отвечающих за развитие ишемической болезни сердца.
Давно известно, что все наши признаки, как хорошие, так и плохие (вроде болезней), развиваются благодаря заложенной в генах информации. Но до сих пор было неясно, влияет ли генетика на наши привычки, в том числе и пищевое поведение. При этом такие расстройства питания, как булимия и анорексия, очень часто генетически обусловлены. Основываясь на этом, сотрудники Автономного университета Мадрида провели исследование, согласно которому удалось выяснить, оказывает ли генетика влияние на то, что мы едим и в каких количествах.
Процесс секвенирования генома – процесс мало того, что очень долгий и трудозатратный, но ещё и очень дорогой. К примеру, человеческий геном состоит из 6 000 000 000 химических «букв», поделённых между 23 парами хромосом. Процесс определения последовательности каждой хромосомы доступен разве что очень хорошо спонсируемым лабораториям и избранным учёным. А уж о том, чтобы секвенировать геном каждого пациента – не может быть и речи. Но всё это может измениться благодаря новому способу секвенирования генома, разработанному группой американских учёных.
Возвращение вымерших видов к жизни больше не является научной фантастикой, даже если технологии не совсем готовы к этому. По большей части шумиха на эту тему была поднята возобновлением постоянных попыток по возвращению на землю шерстистых мамонтов. И не только. Не так давно гарвардский генетик Джордж Черч заявил, что его команда через два года сможет представить гибридный эмбрион. Генетически созданным будет азиатский слон, и некоторые черты мамонта будут переданы этому новому виду.
Шесть тихоходок, находящихся в состоянии дегидратации. При этом состоянии они втягивают свои лапки и голову внутрь защитной оболочки, образуя своеобразный кокон
Крошечные живые существа, тихоходки, обладают набором удивительных свойств. Они с легкостью переносят радиацию, температуру, варьирующуюся от +150 градусов Цельсия до почти абсолютного нуля, а также давление, в шесть раз превосходящее давление у самых глубоких океанских впадин. И к этому набору добавилась еще одна супергеройская способность.
Как сообщает журнал Nature Communications, группа биологов из США впервые смогла вылечить полную врожденную слепоту у мышей. По заверениям издания, это удалось благодаря использованию редактора генома CRISPR/Cas9. С его помощью удалили дефектный ген, ответственный за развитие слепоты.
Ученые еще на один, но весьма заметный шаг приблизились к созданию в лабораторных условиях дрожжей. Им удалось сформировать еще пять хромосом дрожжей. Дрожжи необходимы человечеству в том числе и для производства хлеба и хлебобулочных изделий, которое само по себе стало одной из величайших находок цивилизации, состоявшейся задолго до того, как все внимание было привлечено стремительным совершенствованием цифровой электроники.
Буквально вчера мы рассказывали вам о том, что японским учёным удалось вырастить поджелудочную железу мыши в теле крысы, что приблизило науку ещё на один шаг ближе к выращиванию человеческих органов внутри организма животных. И вот ещё одна победа исследователей: впервые в истории науки учёным удалось создать жизнеспособный эмбрион химеры, представляющей собой гибрид человека и свиньи. Результаты своей работы генетики опубликовали в журнале .
Паника на тему «дизайнерских младенцев» — явление ни разу не новое, но быстрый прогресс в области технологий, которые позволяют перепрограммировать взрослые клетки в сперме и яйцеклетке, может поставить вопрос ребром. Примерно с 90-х годов начала набирать обороты практика генетического профилирования эмбрионов, используемых в процессе экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Делается это в основном для скрининга генетических заболеваний, но многие гены, отвечающие за черты вроде цвета глаз, рост или атлетизм, уже тоже хорошо известны.
Каспийские тигры, одни из самых крупных кошачьих, которые когда-либо существовали, трехметровые и стокилограммовые, встретили свою мрачную судьбу в середине 20 века. До середины 1960-х годов, когда их стали считать вымершими, они встречались на месте современной Турции и по всей Центральной Азии, включая Иран и Ирак, до северо-западного Китая. Причины их гибели довольно многочисленны: отравление и пленение щедро оплачивал бывший СССР до 1930-х годов; ирригационные проекты эпохи СССР уничтожили тугайные леса (прибрежные и речные экосистемы деревьев, кустарников и болот), а заросли тростника, в которых жил тигры, исчезли. Вместе с исчезновением прибрежной среды обитания исчезли и тигры.
Сальмонеллы – род неспороносных бактерий, имеющих форму палочек. Именно эти микроорганизмы становятся причиной более чем одного миллиона пищевых отравлений ежегодно, при этом около 400 человек при этом умирают. Команда исследователей из Университета Дьюка сумела генетически перепрограммировать сальмонеллы таким образом, чтобы они атаковали не желудочно-кишечный тракт человека, а агрессивные формы рака.
В прошлом месяце синтетические биологи Ginkgo Bioworks подняли бокалы — наполненные генетически модифицированным пивом — чтобы отпраздновать запуск новой автоматизированной лаборатории. Применяя инженерные принципы к биологии и вооружившись щегольским роботизированным оборудованием, Ginkgo создала завод по штампованию экзотических форм жизни, каковых еще не видели на этой планете.
Благодаря новой репродуктивной технике рожден первый ребенок, получивший генетический материал сразу трех разных родителей. Как сообщает портал New Scientist, ребенок родился пять месяцев назад в Мексике. Техника называется веретенообразный ядерный перенос. Так как методы, позволяющие родить ребенка таким образом, запрещены к использованию на территории США (к ученым этой страны пара, желающая завести ребенка, обратилась за помощью), эксперимент решили проводить в Мексике.
Американские исследователи доказали, что чувство одиночества, вызывающее крайне негативное влияние на психическое состояние человека и в крайней степени способное привести к глубокой депрессии и даже попыткам суицида, у многих людей заложено на генетическом уровне.
Крошечные, микроскопические живые организмы под названием тихоходки широко известны в биологии за счет своей удивительной живучести. Они способны выживать в таких условиях, где не выживет ни один другой живой организм на планете Земля. Исследователи из Японии решили, наконец, разобраться в этом секрете живучести и создали самую точную на сегодняшний день картину генома тихоходок, который позволил им узнать несколько секретов, наделяющих этих крошечных существ способностью выживать практически где угодно.
У одного из самых интересных животных Африки есть секрет. Генетический анализ показал, что жираф — это не один вид, а четыре разных. Такой вывод может в корне изменить подход защитников природных ресурсов к этим животным. Ранее ученые делили жирафов на несколько подвидов на основе их окраса и места обитания. Однако ближайшее рассмотрение их генов показало, что жирафы фактически должны быть разделены на четыре отдельные родословные, которые не скрещиваются в дикой природе. Об этом ученые сообщили 8 сентября в работе, опубликованной в Current Biology. Предыдущие генетические исследования показывали, что действительно существуют дискретные популяции жирафов, которые редко контактируют, но впервые исследование позволило выявить различия на уровне видов, говорит Аксель Янке, генетик из Университета Гете во Франкфурте, Германия, старший автор исследования.
Помните свой первый урок о птичках и пчелках? Учитель биологии или врач стоял перед классом, полным хихикающих, извивающихся школьников, и рассказывал о том, как делают детей. Лучший способ сделать ребенка, говорил он, это найти любовь, жениться и заняться сексом. В этот момент картина мира, в которой детей приносят аисты, рушилась, и мы принимали реалии продолжения рода. По крайней мере так было в моем детстве.
Чума. Страшное заболевание, унесшее десятки миллионов жизней. Чума сопровождала нашу цивилизацию с самого ее зарождения. За всю историю человечества случалось несколько чумных пандемий, самая страшная из которых — чума Юстиниана, бушевавшая с середины VI века по середину VII века. Затем чума бесследно исчезла так же внезапно, как появилась. И совсем недавно группе ученых из Германии удалось «воскресить» Юстинианову чуму. Но зачем?
Бобры строят плотины на реках; птицы строят гнезда; шимпинзе используют палки для ловли муравьев или термитов. Природа говорит сама за себя. Но когда люди строят плотины или используют инструменты, чтобы прокормить себя, наши изделия, хоть и являясь не в пример более сложными, считаются неестественными. Это разграничение укоренилось весьма глубоко. Целые поля мысли, исследований и инженерии подтверждают это своими названиями: синтетическая биология, например, или искусственный интеллект. Возникает ощущение, будто человеческие изобретения отделены от природы. Но насколько вообще можно отличать естественное от неестественного, природное от неприродного? Насколько это вообще полезное различие?
Мы вступаем в эпоху направленного дизайна, с помощью которого сможем расширить традиционное представление о том, что биология — это только «изучение жизни и живых существ» — мы сделаем биологию конечной, распределенной производственной платформой (как часто говорит биоинженер из Стэнфорда Дрю Энди). Этот новый режим производства обеспечит нас непревзойденной персонализацией и функциональностью. Новая пища. Новое топливо. Новые материалы. Новые лекарства.
В начале августа 2016 года в США сеть Национальных институтов здоровья (National Institutes of Health, или сокращенно NIH) сообщили, что хотят отменить запрет на эксперименты, в ходе которых стволовые клетки человека вводят в ткани эмбрионов животных. Целью таких экспериментов является выращивание органов или систем, пригодных для трансплантации, а получившиеся гибриды называют химерами.
В лаборатории с высоким потолком, на блюде в металлическом боксе лежит ухо. На самом деле это кусок яблока, вырезанный в форме уха, но и не совсем яблока; из клеток яблока была вымыта целлюлоза, и вместо нее заселили клетки человека. Это клетки HeLa, печально известные тем, что давным-давно культивируют потомство в виде рака шейки матки. Да, это ухо из матки, которое держится благодаря яблоку.
Помните акцию Ice Bucket Challenge, в рамках которой люди обливались ледяной водой из вёдер и передавали эстафетную палочку своим знакомым? Как оказалось, всё это было ой как не зря! Согласно изданию The Guardian, на собранные в ходе акции средства команда учёных сумела обнаружить мутацию гена, связанную с развитием редкого заболевания — бокового амиотрофического склероза (ALS), также известного как болезнь Лу Герига.
7 477
