Цикл интервью Надежды Маркиной о молекулярных методах в современной биологии подытоживает беседа с Михаилом Гельфандом, докт. биол. наук, вице-президентом по биомедицинским исследованиям Сколтеха, членом Европейской академии, почетным членом Международного общества вычислительной биологии. Михаилу Сергеевичу пришлось «за молекулярных генетиков» отвечать на некоторые вопросы, возникшие у предыдущих спикеров.
Метка: геном
Молекулярный взгляд на разнообразие растений
Продолжаем публикацию бесед научного журналиста Надежды Маркиной о молекулярных методах в современной биологии. На сей раз на вопросы Надежды отвечали специалисты по высшим растениям с биофака МГУ.
«За молекулами увидеть слона целиком»
Научный журналист Надежда Маркина, канд. биол. наук, поговорила о молекулярных методах в современной биологии с участниками конференции, приуроченной к юбилею Беломорской биологической станции МГУ. Публикуем продолжение материала. В этот раз на вопросы отвечает Анна Андреевна Банникова, докт. биол. наук, вед. науч. сотр. кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ, руководитель молекулярно-генетической лаборатории. Интервью со специалистами по беспозвоночным Александром Цетлиным и Анной Жадан, а также орнитологом Михаилом Калякиным, директором Зоомузея МГУ, см. в предыдущем номере.
Игра в мутации нетранзитивных кубиков: вклад в понимание механизмов эволюции?
Есть много математических исследований игральных кубиков с такими нестандартными числами на гранях, что кубик A чаще выигрывает у B, B — у C и т. д., а последний кубик — у первого (это напоминает принцип игры «камень, ножницы, бумага»). Такие отношения доминирования, превосходства называются нетранзитивными. Также есть много биологических исследований нетранзитивной конкуренции в биологии, когда виды или особи взаимодействуют тоже по принципу «камень, ножницы, бумага». Можно ли объединить эти темы на уровне рассмотрения эволюции геномов?
Нобелевская премия по физиологии и медицине. В поисках утраченного генома
Шведский биолог Сванте Паабо (Svante Pääbo) получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся геномов вымерших гоминин и эволюции людей». Комментирует Михаил Гельфанд, докт. биол. наук, член Европейской академии, замглавреда ТрВ-Наука. Беседовал Алексей Огнёв. Видеозапись интервью: youtu.be/vIPZbj5fjgE.
Ex optogenetic lux
Ранее мы поговорили о том, насколько многогранен медиатор дофамин, с какими явлениями он связан, но принципиальным остается вопрос о причинно-следственных связях между активностью дофаминовых нейронов и определенным поведением. При электрической стимуляции головного мозга в определенном участке раздражаются одновременно все клетки: это могут быть и возбуждающие нейроны, и тормозные, могут быть клетки, направляющие свой сигнал в другие отделы мозга, а могут быть интернейроны. Как добиться точечной активации только дофаминовых клеток или их окончаний?
Евгений Кунин: «Заявления российских госСМИ о биооружии на Украине не просто бред, а заведомая ложь»
Почему информация о биологическом оружии в Украине является заведомой ложью, бредом? Этот вопрос затрагивает два момента. Первый: мы видим, как совершенно невинные факты об эпидемиологических и микробиологических лабораториях передергиваются. Есть ли малейшая доля сомнений в том, что какие-то из предъявленных госСМИ России документов есть полная фальшивка и фабрикация? Но представим себе, что эти документы реальны. В них описываются совершенно обычные практики микробиологических и эпидемиологических лабораторий…
Новый метод уточнения статистики заражений SARS-CoV-2
В Nature Communications вышла очень интересная работа группы биоинформатиков, которые научились предсказывать истинное число заразившихся SARS-CoV-2, ориентируясь только на данные расшифрованных геномов, которые во множестве выкладываются в открытые базы. То есть буквально глядя на буковки A, U, G и C, из которых составлены РНК-геномы коронавируса, ученые могут сказать: скажем, в Дании явно болело в 1,5 раза больше народу, чем зарегистрировано в официальной статистике.
Кто мы и как сюда попали? Отвечает палеогенетика
История человечества насыщена очень неравномерно. Новейшая — переполнена событиями и эмоциями, приходится выбирать крупицы важного из массы второстепенного… Археологи откапывают сначала целые поселения, потом неолитические стоянки, потом раскопки перемещаются в Африку, где каждый обломок кости — великое событие. Сегодня вдруг явился новый и эффективный инструмент познания дописьменной истории — человеческая ДНК. Об этом книга Дэвида Райха «Кто мы и как сюда попали».
Трансгенные мыши помогут одолеть коронавирус
Голые и ярко-розовые новорожденные мышата шебуршат вокруг мамы-мыши. Я смотрю на них со смесью умиления, интереса и сочувствия — ведь это генетически модифицированные лабораторные грызуны, которые, как надеются ученые, будут восприимчивы к COVID-19. Подробности рассказывает Нариман Баттулин, руководитель этого проекта, заведующий лабораторией генетики развития Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН.
Кошачья геногеография
Правда ли, что кошки были одомашнены в Древнем Египте? Сколько пород кошек насчитывается в мире? Почему абиссинские кошки имеют мало общего с африканскими, а персидские — с азиатскими? Эти и многие другие темы затронула в открытой лекции под названием «Кошкин ген» Любовь Малиновская, аспирант Новосибирского государственного университета. Научный журналист Юлия Черная побывала на лекции и выяснила, в чем состоят особенности генетических мутаций кошек, побеседовав с Любовью и ее научным руководителем — доктором биол. наук Павлом Бородиным.
COVID-19: гонка вооружений
Каким образом вирус SARS-CoV-2 корректирует ошибки при транскрипции своего генома? Как эта способность связана с безуспешностью клинических испытаний ремдесивира? И можно ли считать эти испытания окончательно проваленными? На вопросы Юлии Черной отвечает Дмитрий Жарков, член-корр. РАН, директор Центра перспективных биомедицинских исследований НГУ, зав. лабораторией геномной и белковой инженерии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.
Пришелец в короне
SARS-CoV-2 на сегодняшний день можно сравнить с человеком, случайно попавшим в незнакомую цивилизацию: он может кого-то смертельно обидеть, вызвать волнения или даже убить просто по незнанию. В реальности вирусу выгодно, чтобы его хозяин продолжал жить, активно перемещаться, общаться и заражать новых особей. Так что будем надеяться, что постепенно, в результате новых мутаций в геноме вируса, это заболевание станет проходить мягче…
Коронавирусы: кто съел летучую мышь?
Во второй видеолекции из серии «Коронавирус: новые данные», прочитанной 11 апреля, профессор Нетёсов подчеркнул, насколько важно сейчас диагностировать бессимптомное носительство коронавируса. Он рассказал о таксономии семейства коронавирусов и сравнил летальность нового вируса с теми, что ранее вызывали эпидемии атипичной пневмонии, «свиного» и обычного сезонного гриппа.
Внутриклеточный театр боевых действий
Нынешняя коронавирусная инфекция — это две болезни. Первая — вирусная инфекция верхних дыхательных путей — проходит практически без проявлений. Она запускает глубокое поражение легких, которое в основном уже развивается самостоятельно. Первую стадию можно было бы лечить антивирусными препаратами, но в отсутствие симптомов совершенно непонятно, кого именно лечить. Вторая стадия — тяжелая болезнь, острое воспаление легких — не лечится. Антивирусные препараты на нее почти не действуют, поскольку от вируса она уже не зависит.
Добавь науку в друзья!
Четвертая глобальная однодневная научно-популярная акция «Открытая лабораторная» прошла 8 февраля в День российской науки. В ней участвовали жители более чем 100 городов в России и за рубежом, свои знания проверили около 30 тыс. человек оффлайн и 90 тыс. онлайн. Охват наук весьма широк: от генетического детектива до эльфов и фей (тех, что из геофизики, а не героев фэнтези), от квазаров и радиоинтерферометров до зарождения жизни. Партнером этой рубрики выступил Российский научный фонд, который провел экспертизу всего контента акции. «Лаборанты» узнали, болели ли динозавры раком, могут ли поседеть волосы человека за одну ночь, правда ли, что причиной сахарного диабета является употребление…
Как ходили гены в Африку гулять
Все уже привыкли, что в геномах европейцев и азиатов в результате гибридизации появилось некоторое количество неандертальских фрагментов. Но оказалось, что всё немного сложнее. Новый метод оценки долей, разработанный учеными из Принстона под руководством Джошуа Эйки (Joshua Akey), сопоставляет геномы современных людей с неандертальскими независимо друг от друга и, стало быть, без априорных предположений о том, кто делал это с неандертальцами, а кто нет.
Шитье и кройка ДНК стали точнее
Про технологию CRISPR/Cas — эдакие универсальные геномные ножницы — в последние годы сказано очень много. Метод позволил без особых усилий редактировать в лаборатории практически любую ДНК: разрезать ее в нужных местах и при надобности заменять отдельные участки на другие, получая на выходе генетически модифицированный организм с заданными свойствами. По идее, эта технология могла бы помочь в будущем не только создавать ГМО животных и растений, но и помочь людям с генетическими заболеваниями…
Максим Франк-Каменецкий: «Если научное сообщество оказывается неспособным себя регулировать, его начинают регулировать извне»
«Самая главная молекула» — книга об открытиях, связанных с ДНК, которую биофизик Максим Франк-Каменецкий пишет всю свою жизнь. О том, какие главы появляются в связи с новым научными открытиями, он рассказал в программе «Гамбургский счет» Ольге Орловой.
Чудо внутри нас
Даже если кто-то не сталкивался с современными технологиями в повседневности, он мог услышать о них в выпуске новостей. И через болтовню комментаторов они оказывают влияние на культуру вообще и на наше восприятие возможностей современной цивилизации в частности. Впрочем, есть нюанс. В своей новой книге биолог и журналист Елена Клещенко, которая известна кроме прочего научно-фантастическими повестями, приводит весьма показательный пример: в декабре 2002 года американка Лидия Фэйрчайлд прошла ДНК-тест, который показал, что она не может считаться матерью собственных детей…
«A-C-G-T», — тарарахнул зинзивер
Оказалось, что у певчих птиц (60% видов всех пернатых) в соматических клетках часть генетического материала выбрасывается! Ученые, проводившие это исследование, — Павел Бородин, профессор кафедры цитологии и генетики НГУ, гл. науч. сотр. ИЦиГ СО РАН, и его аспирантка Любовь Малиновская — рассказали о своей работе на лекции в рамках Ночи научных историй в клубе «Арт П. А.Б.» в новосибирском Академгородке.
Благо и зло испорченного гена
Появившееся в конце 2018 года сообщение о рождении в Китае двух девочек с отредактированным геномом вызывало волну комментариев о нарушении этических научных норм и недопустимости постановки экспериментов с неизвестными последствиями на людях, тем более на эмбрионах, которые станут детьми. По замыслу автора эксперимента Хэ Цзянькуя (贺建奎, Hè Jiànkuí) из Южного университета науки и технологий (КНР), манипуляции на геноме должны были придать родившимся детям устойчивость к ВИЧ. Он пытался воспроизвести мутацию в гене рецептора хемокинов CCR5 (C–C chemokine receptor type 5), которая появилась тысячи лет назад, распространилась среди древних людей в Европе и действительно делает своих обладателей устойчивыми к инфицированию ВИЧ,…
Тибетский денисовец
До сих пор мы знали денисовцев только по небольшим косточкам из Денисовой пещеры на Алтае. Денисовцы жили в этой пещере на протяжении как минимум сотни тысяч лет, перемежаясь и скрещиваясь с неандертальцами. Сенсацией прошлого года стал геном девочки, мама которой была неандерталкой, а папа — денисовцем. Но, с другой стороны, фрагменты денисовского происхождения обнаружены в геномах австранезийцев, восточных и южных азиатов и американских индейцев, причем скрещивания происходили неоднократно…
На генетическом олимпе нет ни серебряных, ни бронзовых призеров
Эксперимент по редактированию человеческого генома, проведенный в китайском Южном университете науки и технологий группой под руководством Цзянкуя Хэ, завершился не так победно, как об этом раструбила мировая пресса, жаждущая очередных сенсаций. Яйцеклетку от мамы Гройс оплодотворили сперматозоидом от ВИЧ-инфицированного папы Марка. Далее геном зиготы подвергли модификации с помощью т. н. «молекулярных ножниц», чтобы инактивировать ген CCR5. Этот ген, как известно, кодирует мембранный белок, который является одним из клеточных рецепторов вируса…
Экспонаты Зоомузея МГУ заговорили на языке генов
При всех крупных музеях естественной истории в мире имеются лаборатории генетического анализа, и в них исследуется богатейший материал, за которым и ходить-то никуда не надо — вот он, под рукой. Такая лаборатория теперь есть и в Зоологическом музее МГУ на Большой Никитской. Она начала работать в 2016 году, когда музей отметил свое 225-летие. Называется она Лабораторией исторической ДНК. Слово «исторической» не должно вводить в заблуждение: возраст музейных экспонатов — от десятков до пары сотен лет, но не тысячи лет.
Торговцы страхом
М. В. Ковальчук: «…Мы создаем, допустим, искусственную клетку. Она может быть с одной стороны диагностом, доставщиком лекарств целевым, но, с другой стороны, она может быть как бы вредоносной, да, и тогда, фактически, одна клетка, которая имеет генетический код и саморазвивается, является оружием массового поражения. При этом вы можете создавать эту клетку, этногенетически ориентированную на конкретный этнос. А теперь получается следующее: сегодня возникла реальная технологическая возможность в процесс эволюции человека. И цель — создать принципиально новый подвид Homo sapiens — служебного человека…»
Сказка о трех медведях
Десятки тысяч лет назад по просторам Евразии бродили не только представители трех ветвей Homo sapiens, но и три вида медведей: бурые, белые и пещерные. Как показывает анализ древних и современных геномов, взаимоотношения между ними не уступают в запутанности и непредсказуемости мыльной опере, разыгранной денисовцами, кроманьонцами и неандертальцами. Судя по ядерным геномам, белые и бурые медведи разделились примерно 400 тыс. лет назад…
Неравный брак
В геноме каждого европейца и азиата есть примерно 2% неандертальских фрагментов; в геномах азиатов и жителей Океании — денисовские варианты; неандертальские фрагменты есть в геноме денисовца… Но всё это были следы старых событий, случившихся за много поколений до индивидуумов, геномы которых мы изучаем. Самым близким к событию гибридизации был кроманьонец из Пештераку-Оасе в Румынии, который жил примерно 40 тыс. лет назад и был праправнуком (или, по крайней мере, прапрапраправнуком) неандертальца.
Primus — эффективное орудие эволюции приматов
Павел Подкосов, генеральный директор издательства «Альпина нон-фикшн», рассказал корреспонденту ТрВ-Наука Алексею Огнёву о сотрудничестве с фондом «Эволюция», серии «Primus», прошлом, настоящем и будущем своего издательства и предпосылках бума научной популяризации в России.
Из Азии в Европу и обратно: степной коридор для чумы
Исследуя геномы чумной палочки из древних человеческих останков, генетики проследили, как бактерия эволюционировала (становясь всё более заразной и опасной) и какими путями она распространялась по Евразии.
От мозга человека до болезней кораллов
Пять молодых ученых, научных сотрудников Центра системной биомедицины и биотехнологий Сколтеха, рассказали ТрВ-Наука о своих исследованиях и о том, можно ли сегодня заниматься наукой в России. Вопросы задавала Надежда Маркина.
Зебраданио потеснили мышей и дрозофил в биомедицине
Популярная среди аквариумистов рыбка зебраданио, получившая свое название благодаря полосатой окраске, в последние годы стала эффективной моделью в генетике, молекулярной биологии, эмбриологии, фармакологии и — совсем недавно — в нейробиологии. Впервые этим организмом как лабораторным объектом заинтересовался в 1960-х годах американский биолог Джордж Стрейзингер…
Путин и биоматериалы
30 октября 2017 года на заседании Совета по правам человека президент РФ Владимир Путин выразил озабоченность сбором образцов биологического материала россиян. Причем сказано это было после более чем странного выступления директора Российского общественного института избирательного права Игоря Борисова…
Новый вид за три поколения
Галапагосские вьюрки считаются классическим примером быстрого видообразования. Все пятнадцать современных видов произошли от единого вида-предка, появившегося на островах всего несколько миллионов лет назад. Однако, согласно последним исследованиям, новые виды вьюрков могут возникать буквально за считанные поколения.
Убийственные последствия матриархата
Специалисты под руководством профессора Лава Далена из Шведского музея естественной истории выделили ДНК из разрозненных останков шерстистых мамонтов, которые собрали в разных районах Сибири, и определили пол животных. Из 98 мамонтов 66 оказались самцами и 29 — самками. Ученые задумались о причине этого феномена…
Страусы прощаются с небом
Кто не знает африканского страуса, крупнейшую из современных птиц, или его австралийского родственника эму? Их предок умел летать, а они разучились: крылья у них слишком маленькие, чтобы поднять массивное тело. Современные систематики установили, что способность летать эму и страусы утратили независимо друг от друга. Однако расчеты молекулярных генетиков не могли объяснить механизм этого процесса. Синтия Фокс (Cynthia Faux), клинический ассистент Колледжа ветеринарной медицины Университета штата Вашингтон, и доктор Даниэль Филд (Daniel J. Field) из Батского университета (Великобритания) доказали, что, несмотря на внешнее сходство эму и страусов, механизм утраты способности летать у них разный.
Хромосомы бабушки удава
Большинство людей куда больше интересуется отношениями полов, чем генетическими системами определения пола у зародыша — это удел специалистов. Но даже они полвека пребывали в заблуждении относительно змеиных половых хромосом. Оказалось, что система определения пола питонов и удавов отличается от существующей у других змей. Истина открылась благодаря развитию методов анализа ДНК. Пол животных может зависеть от внешних факторов, таких как температура окружающей среды или количество цитоплазмы в клетках. Но значительно чаще его определяют половые хромосомы. Существует несколько систем хромосомного определения пола, нам сейчас интересны две. Система, при которой мужские клетки содержат две разные половые хромосомы (мужской пол гетерогаметный), а женские —…
Зомби-гены обонятельных рецепторов
Всякий геном содержит псевдогены — последовательности ДНК, бывшие когда-то полноценными генами и утратившие функциональность в результате мутаций. Недавно швейцарские ученые под руководством ассоциированного профессора Лозаннского университета Ричарда Бентона (Richard Benton) обнаружили, что псевдогены, несмотря на поломку, могут быть вполне функциональны. Авторы исследования предложили для них новое название — псевдопсевдогены.
Наноконтейнеры в борьбе с гриппом
По данным Всемирной организации здравоохранения, от гриппа ежегодно умирает от 250 до 500 тыс. человек. Из-за того что этот вирус быстро мутирует и становится устойчивым к лекарствам, разработать эффективную вакцину против него очень сложно. В России эту проблему пытаются решить ученые из НИИ гриппа в Санкт-Петербурге. Они создали против свиного гриппа (H1N1) специальную антивирусную РНК . Она присоединяется к определенному участку вируса и не позволяет ему размножаться и дальше заражать организм. Но как доставить это лекарство в организм? Чтобы молекула могла попасть в нужную клетку и при этом сохранить свои свойства, ее нужно упаковать в особую капсулу. Специально для антивирусной…
День рождения ТрВ-Наука – 2017 (стенограмма)
8 апреля 2017 года в Сахаровском центре (Москва) состоялось празднование 9-летия газеты «Троицкий вариант - Наука». Представляем стенограммы выступлений и видеозаписи.
Гены сна и сновидений
Сон необходим всем животным. Спят и птички в саду, и рыбки в пруду, и мышка за печкой. Именно мыши стали героями эксперимента, проведенного специалистами Цукубского университета (Япония) при участии японских и американских исследователей из других научных центров. Работой руководили Хиромаса Фунато и Масаси Янагисава. Исследователей интересовали молекулярные и клеточные механизмы, регулирующие состояния сна и бодрствования. Потребности во сне у разных людей (и животных) разные: кому-то достаточно немногих часов, другие спят по полдня. И у этих различий должна быть генетическая основа.
Неоднозначность стоп-кодонов
Языки людей неоднозначны, многие слова в них имеют не одно, а несколько значений. Обычно мы улавливаем смысл исходя из контекста сказанного. У клеток свой язык, который они используют при синтезе белка. Это генетический код, состоящий из 64 нуклеотидных триплетов (кодонов), 61 из которых, смысловые, кодируют определенные аминокислоты, а три стоп-кодона вызывают завершение синтеза белковой молекулы (трансляции). Но кодоны, оказывается, могут иметь разный смысл, и, чтобы его понять, приходится, опять-таки, ориентироваться на контекст.
«Чем ярче новая идея, тем большей рутинной проверки она требует»
Пётр Старокадомский, канд. биол. наук, сотрудник Техасского университета в Далласе (США), рассказал ТрВ-Наука о Нобелевской премии по физиологии/ медицине 2016 года. Ее обладателем стал Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi) за «открытие механизмов аутофагии». Беседовала Наталия Демина.
Человек и его микробиом. Отрывок из книги
В каждом из нас живет множество бактерий и вирусов — во рту, на коже, в кишечнике. Они помогают переваривать пищу и усваивать лекарства, влияют на нашу гормональную и иммунную системы и более того — даже на мозг! Всё это сообщество микроорганизмов ученые назвали микробиомом. Джон Тёрни рассказывает о самых последних исследованиях микробиома, о его возникновении, росте и роли в развитии самых разных болезней (аллергии, диабета, желудочно-кишечных расстройств, рака и шизофрении).
Славянский язык идиш и другие издержки системы peer review в междисциплинарных исследованиях
Междисциплинарная группа ученых из России, Чехии и Англии только что выступила с опровержением гипотезы о том, что этнос евреев-ашкеназов якобы сформировался в Восточной Турции, а не в Германии, а их язык идиш якобы принадлежит к славянской группе (Flegontov et al. 2016). Ранее такая версия происхождения ашкеназов была выдвинута научной группой под руководством Эрана Элхаика из Университета Шеффилда (Das et al. 2016) и широко разошлась в СМИ весной этого года. Эта полемика является частью очень давнего спора об истории этноса евреев-ашкеназов и одновременно вскрывает отрицательные особенности работы биологических научных журналов. Но обо всем по порядку.