Генная инженерия

Ученые хотят «воскресить» тасманского тигра, который вымер в 1936 году

В последнее время ученые ломают голову над тем, как восстановить поврежденные экосистемы. Дело в том, что вымирание одних видов со временем ставит под угрозу выживание других видов. Чтобы противостоять этому, ученые предлагают самые разные решения, причем некоторые из них выглядят весьма радикальными и даже фантастическими. К примеру, работы ведутся над тем, чтобы оживить вымершие виды животных и вернуть их в дикую природу. По мнению экспертов, они играли важную экологическую роль в своих местах обитания. Кроме того, эти же технологии позволят сохранить вымирающие на сегодняшний день виды. Кто-то может подумать, что это вопрос далекого будущего, но на самом деле ученым уже удалось довольно сильно приблизиться к реализации данной идеи.

Как ученые оживят вымерших животных

Идея воскрешения животных, которые вымерли много лет назад, уже не новая. Ранее мы рассказывали, что ученые работают над воскрешением мамонта. По задумке, мамонты должны заселить арктику и восстановить пастбища. Таким образом ученые хотят уменьшить выбросы парникового газа в атмосферу, и тем самым замедлить процесс глобального потепления климата.

Однако созданные в лаборатории животные будут не совсем теми видами, которые вымерли много лет назад, а их гибридами. Суть технологии заключается в том, что в качестве шаблона будет использоваться геном максимально близкого родственника, который в настоящее время живет на Земле.

Джордж Черч, ученый-генетик, основатель компании Colossal

К примеру, для оживления мамонта, основой служит ДНК азиатского слона, схожесть которого составляет 99%. Оставшийся 1% будет исправлен методом генной инженерии. Разумеется, предварительно необходимо получить ДНК вымершего животного и расшифровать его.

Идея принадлежит генетику из Гарварда, Джорджу Черчу. Не так давно он стал соучредителей бионаучной компании Colossal, которая в настоящее время и занимается расшифровкой ДНК и восстановлением вымерших видов.

Зачем воскрешать тасманского тигра

Тасманский тигр, он же тасманский волк, он же сумчатый волк или просто тилацин, представляет собой сумчатое животное, которое жило на Земле с эпохи раннего плейстоцена вплоть до XX века. Животное прозвали тасманским тигром за характерную полосатую нижнюю часть спины. Однако визуально оно больше напоминало собаку с толстым хвостом.

Тилацин вел полуночный образ жизни. Он был хищником, который, вероятно, охотился на добычу среднего и малого размера из засады. За последние несколько тысяч лет тасманский тигр исчез из Новой Гвинеи и материковой части Австралии. Вполне возможно, что причина заключается в охоте людей, а также конкуренции с собаками динго. При этом сотни лет животное продолжало жить на острове Тасмания. Считается, что последний тилацин умер в 1936 году.

После вымирания сумчатого волка, экосистема в экосистема Тасмании оказалась под угрозой

Ученые, которые занимаются оживлением тилацина, считают, что его возвращение восстановит экологический баланс на острове Тасмания. Главный хищник, по их мнению, существенно влиял на экосистему.

В настоящее время экосистема Тасмании находятся под угрозой. Потеря хищника привела к чрезмерному изобилию мелких животных семейства сумчатых, таких как валлаби и тасманские падемыны. Эти животные нанесли серьезный ущерб местной растительности, создав экологическую нестабильность, что в свою очередь поставило под угрозу жизнь остальных травоядных.

Удастся ли ученым вернуть тилацина в дикую природу?

Компания Colossal недавно сообщила, что сотрудничает с группой исследователей из Мельбурнского университета для воскрешения тасманского тигра. Как сообщает глава лаборатории восстановления тилацина в Мельбурнском университете, Эндрю Паска, работа ведется уже около 10 лет.

Ближайшим из ныне живущих родственников тилацина является сумчатый насекомоядный, обитающий в Западной Австралии нубат или сумчатый муравьед, геном которого и был взят за основу. У нумбатов и тилацинов около 4035 миллионов лет назад был общий предок. В результате геном этих двух видов совпадают до 95 процентов. Геномная последовательность нумбатов в нынешнем году была расшифрована полностью.

Сумчатый муравьед ближайший родственник тасманскому тигру из ныне живущих

С помощью технологии редактирования генов, такой как CRISPR, ДНК нубатов можно изменить так, чтобы она соответствовала геному вымершего тилацина. Впервые его удалось секвенировать в 2017 году с использованием музейных образцов.

Мы очень хорошо умеем синтезировать большие фрагменты ДНК, поэтому сейчас генетически модифицируем живую клетку зумбата, чтобы превратить ее в геном тилацина говорит Эндрю Паск.

Однако не все ученые оптимистично смотрят на этот проект. Дело в том, что доступный геном тилацина фрагментарен, и заполнение некоторых пробелов остается проблемой. Кроме того, тилацин достаточно сильно отличается от сумчатого муравьеда. Поэтому генетическая инженерия тилацина может быть более сложной задачей, чем, например, шерстистого мамонта, который лишь незначительно отличается от азиатского слона.

Но, даже если эти генно-инженерные проблемы можно будет преодолеть, оживление животного потребует выращивания эмбриона из жизнеспособной клетки. Технологии, позволяющей сделать это для тилацина, пока не существует. Хотя ученые уже достигли некоторых успехов в области выращивания искусственных эмбрионов.

Фото последнего на земле сумчатого волка

Когда появится первый искусственный тилацин?

Уже более года компания Colossal работает над двумя разными устройствами для вынашивания тилацина искусственной маткой, чтобы превратить эмбрион в плод, и искусственной сумкой, чтобы вырастить в ней детеныша. Пока еще ни одно из этих устройств не готово. Также в качестве способа вырастить животное из клетки, рассматривается суррогатное материнство.

Не забудьте подписаться на наш Пульс Mail.ru, где вы найдете больше увлекательных и интересных материалов.

Если ученым удастся решить все вышеперечисленные проблемы, еще потребуются годы, прежде чем первый талицин сможет выйти из лаборатории. Тем не менее, ученые считают, что проект может быть гораздо более быстрым, чем возрождение мамонта. Возможно, чтобы добиться успеха, потребуется менее шести лет.

Китайская компания клонировала арктического волка

Несколько лет назад мы рассказывали, что китайская компания Sinogene Biotechnology Company занимается клонированием домашних животных. Она успешно клонировала собак, кошек и лошадей под заказ владельцев домашних животных, которые, потеряв любимого питомца, хотят восполнить потерю. Но одними лишь домашними животными китайские ученые решили не ограничиваться. Недавно Sinogene Biotechnology сообщила об успешном клонировании арктического волка (Canis lupus arctos). Это было первое в мире клонирование данного животного. Вынашивала его суррогатная мать собака породы бигль. О своем успехе компания сообщила спустя 100 дней с момента рождения волчицы по имени Майя. То есть можно с уверенностью говорить о том, что клонирование прошло успешно, и щенок родился здоровым.

Зачем клонировали арктического волка

Компания решила использовать свой опыт не только для помощи любителям домашних животных, но и сохранения исчезающих видов животных. Ранее мы уже рассказывали, что по мнению некоторых экспертов, на планете происходит шестое вымирание. Оно еще не такое масштабное, как те вымирания, которые были ранее. Тем не менее к 2050 году на Земле могут исчезнуть многие виды животных, о чем мы рассказывали ранее.

Некоторых видов животных уже осталось всего несколько десятков особей или даже меньше. Поэтому клонирование действительно могло бы сохранить многие из них. Ведь это гораздо проще, чем потом пытаться воскресить вымерший вид, как сейчас ученые пытаются это сделать с сумчатым волком.

Арктические волки не являются вымирающим видом, но могут пострадать от глобального потепления климата

Надо сказать, что арктический волк, который представляет собой подвид обычного серого волка, не является исчезающим видом. Однако в связи с глобальным изменением климата в дикой природе они могут оказаться на грани вымирания. По данным специалистов, проблемы с питанием у них могут возникнуть в ближайшие десятилетия. Как мы рассказывали ранее, Арктика нагревается гораздо быстрее, чем другие регионы Земли.

Как в Китае клонировали арктического волка

Волчицу Майя китайские специалисты из Sinogene Biotechnology клонировали с использованием ДНК, взятой и взрослой арктической волчицы, которую тоже звали Майя. Она жила в парке дикой природы на северо-востоке Китая. Она родилась в Канаде, но в 2006 году была отправлена в Китай, где прожила всю свою жизнь. Умерла волчица естественной смертью от старости в прошлом году.

Работа над клонированием волка, как сообщает генеральный директор Sinogene Biotechnology Co Ми Цзидун, велась в течение двух лет. Исследователи вначале создали более 130 эмбрионов животного путем слияния клеток кожи оригинального волка с незрелыми яйцеклетками собак. При этом использовалась технология SCNT. Суть ее заключается в переносе ядер донорских клеток в яйцеклетку без ядра.

Щенок арктического волка Майя

Из этих эмбрионов исследователи отобрали 85 и трансплантировали их семи самкам собак бигль. При этом нормально развиться смог только один эмбрион, в результате чего родился щенок Майя. Сейчас волчица находится в добром здравии и нормально развивается.

Как выбирали суррогатную мать для волка

Почему в качестве суррогатной матери ученые выбрали собаку породы бигль? Все дело в том, что эти собаки имеют общих древних предков с волками. То есть у них общее генетическое происхождение, в результате чего много общего в ДНК. Это значит, что у такой суррогатной матери больше шансов родить здоровое клонированное животное.

В качестве суррогатной матери для волка ученые использовали самку бигля

Конечно, еще проще было бы использовать для вынашивания настоящую волчицу. Однако в неволе самок арктического волка не так много, чтобы использовать их для экспериментов. Кроме того, в будущем компания планирует клонировать вымирающие виды. Поэтому в качестве суррогатных матерей придется использовать других животных, недостатка которых в природе нет.

В настоящее время Майя живет вместе с суррогатной матерью в лаборатории компании. Но, когда она подрастет, ее отправят в Харбинский полярный город, то есть в парк, где она будет жить среди других полярных волков. Работники парка будут ее постепенно знакомить с другими волками, пока Майя окончательно не вольется в стаю.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Надо сказать, что Sinogene Biotechnology сообщила о своем партнерстве с Пекинским парком дикой природы. Это значит, что в будущем планируется больше клонирований различных видов, которые содержатся в неволе. Однако какие-то конкретные проекты пока еще не были анонсированы.

Российские ученые модифицировали коров, и теперь они дают гипоаллергенное молоко

Относительно пользы молока не прекращаются споры. С одной стороны, оно содержит множество витаминов и необходимых организму элементов, улучшает микрофлору кишечника, укрепляет иммунитет и имеет много других полезных свойств, относительно которых невозможно поспорить. К примеру, молоко рекомендуют пить перед сном, чтобы избавиться от бессонницы. Но, с другой стороны, у этого напитка есть и отрицательные стороны. Одно из главных заключается в том, что многие люди вообще не могут его пить из-за аллергии к белкам коровьего молока (АБКМ). Но, похоже, что эта проблема вскоре будет решена благодаря современным технологиям, а именно генной инженерии. За последние несколько лет ученым удалось добиться в этой области определенных успехов.

Ученые клонировали корову

в 2020 году российские ученые впервые успешно клонировали теленка. В проекте участвовали сотрудники МГУ им. М. В. Ломоносова, ВНИИ животноводства им. Л. К. Эрнста и Сколковского института науки и технологий. Клонирование было выполнено методом переноса ядра соматической клетки.

Для клонирования по этой технологии у животного берут обычную клетку и извлекают из нее ядро. Затем это ядро пересаживают в яйцеклетку суррогатной матери, но предварительно из яйцеклетки изымают собственное ядро. В результате развитием яйцеклетки управляет не собственное ядро, а гены клонированного животного.

При клонировании ядро клетки животного переносят в яйцеклетку

В своей работе российские ученые взяли ядра из клеток-фибробластов (соединительной ткани) коровьих эмбрионов, и пересадили в яйцеклетку коровы. Но в чем смысл клонировать эмбриона коровы? Разумеется, эксперимент проводился вовсе не для того, чтобы просто получить копию животного. Прежде чем перенести ядро в яйцеклетку, ученые отредактировали в нем ДНК при помощи генетического редактора CRISPR/Cas9, о котором мы рассказывали ранее.

Как ученые сделали молоко гипоаллергенным

Как вы наверняка догадались, целью всего этого эксперимента было создание коров, которые дают гипоаллергенное молоко. Для этого ученые отключили в ДНК гены белка бета-лактоглобулина. Именно этот белок в коровьем молоке вызывает у людей аллергию. Затем отредактированное ядро ученые пересадили в заранее подготовленную яйцеклетку, которую затем пересадили «суррогатной метари».

Эмбрион смог успешно развиться, в результате чего родилась клонированная корова с отключенными генами белка бета-лактоглобулина. С подробностями этого исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной изданием Doklady Biochemistry and Biophysics в 2021 году.

Первая в России генно-модифицированная корова клон родилась в 2021 году

Клонированная корова дала потомство

Искусственное создание одной коровы, способной давать гипоаллергенное молоко, не решает проблему в целом. Чтобы обеспечить людей молоком, которое смогут пить все, необходимо вывести целую породу таких животных. А для этого клонированная корова должна обладать способностью размножаться.

Узнать, может ли клон размножаться естественным путем, исследователи могли только на практике. А значит для этого требовалось определенное время теленок должен был вырасти и достичь репродуктивного возраста. Как теперь выяснилось, клонированная корова не имеет проблем с репродуктивной функцией. В предпоследний день 2022 года у нее родился теленок, которого назвали Декабристкой, то есть в честь месяца, в котором родилось животное.

Теленка, родившегося от клонированной коровы, назвали Декабристка

Это говорит о том, что ученым, фактически, удалось создать новую, генно-модифицированную породу. Но, прежде чем эти животные попадут к фермерам, еще пройдет много времени. Ученым придется провести ряд исследований, и, конечно, размножить популяцию этих коров. Но, самое главное, что уже можно говорить об успехе. Рано или поздно, люди, которые не могут пить обычное коровье молоко, смогут покупать в магазинах специальное, генно-модифицированное. Если кого-то пугает само это словосочетание, напомним, что генно-модифицированные продукты не могут причинить вред организму.

Не забудьте подписаться на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где мы подготовили для вас поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Надо сказать, что данное исследование имеет и другое важное значение. Российские ученые смоги освоить технологию, которая позволит модифицировать других животных. В настоящее время уже ведется работа над редактированием клеток кур и овец. Таким образом ученые смогут улучшать те или иные качества животных, которые важны в сельском хозяйстве или могут улучшить пищевые свойства продукта.

В Британии впервые вылечили ребенка от смертельного заболевания методом генной терапии

В Британии впервые ребенок получил генную терапию вне клинических испытаний. Девочка Тедди в возрасте полутора лет была вылечена от фатального генетического заболевания метахроматической лейкодистрофии (MLD). Спустя полгода после терапии медики отметили, что пациентка стала счастливым и здоровым ребенком, у которого нет никаких признаков смертельного заболевания. Это значит, что в скором будущем ученые смогут лечить людей от многих тяжелых генетических заболеваний, которые до этого времени считались неизлечимыми. Но, к сожалению, технология, которую использовали ученые для лечения Тедди, имеет ограничения в применении и некоторые серьезные недостатки.

Опасное генетическое заболевание метахроматическая лейкодистрофия

В результате метахроматической лейкодистрофии, вызванной неправильной работой генов, клетки не способны расщеплять сульфатиды, или сложные липиды. Это жировой материал, который используется организмом в построении миелиновой оболочки, что есть электроизолирующей оболочки, покрывающей отростки многих нейронов. Она содержится в мозге и в большей части нервной системы. Чрезмерное накопление этого вещества приводит к разрушению мозга и нервных клеток.

При MLD у пациентов вначале возникают легкие проблемы с когнитивными функциями. Затем они усугубляются утрачивается чувствительность и моторный контроль, возникают судороги. На более поздних стадиях возникает полная слепота и наступает паралич. В конечном же итоге MLD приводит к смерти пациента.

Метахроматическая лейкодистрофия приводит к разрушению мозга

Генная терапия смертельной болезни

Все существующие ранее методы лечения MLD направлены на устранение симптомов. То есть, фактически, методов лечения самой болезни до последнего момента не существовало. Даже трансплантация стволовых клеток пуповинной крови и стволовых клеток позволяла только замедлить развитие заболевания у младенцев, о чем сообщает Центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC).

Новый метод лечения MLD методом генной терапии, получивший название Libmeldy, позволяет устранить само заболевание, а не симптомы. Ранее мы подробно рассказывали о том, что такое генная терапия. Принцип технологии основан на введении в организм здоровых генов, которые должны заменить мутированные гены, ставшие причиной MLD. Здоровые гены в организме обеспечивают способность расщеплять сульфатиды.

Libmeldy подразумевает использование стволовых клеток, полученных из крови или костного мозга младенца, которые специально модифицируют, чтобы получить клетки с необходимыми свойствами. Затем их вводят в организм, в результате чего с этими стволовыми клетками поступают новые здоровые гены, которые дают начало здоровым лейкоцитам.

Генная терапия эффективна против метахроматическо лейкодистрофии только в том случае, если у пациента не развились симптомы болезни

Какие ограничения имеет генная терапия MLD

В ходе клинических испытаний технология Libmeldy показала эффективность при лечении лишь тех младенцев и подростков, у которых не развились симптомы. У таких пациентов после лечения сульфиды в организме начинают расщепляться с обычной скоростью, то есть как у здоровых людей. В настоящее время уже известно, что эффект от терапии сохраняется как минимум несколько лет. Однако неизвестно, продлится ли он до конца жизни пациента. Для этого понадобится более длительные наблюдения.

К сожалению, технология не подходит для лечения детей, у которых уже развились симптомы заболевания. Поэтому медики не смогли помочь старшей сестре Тедди, у которой диагностировали такое же заболевание. Другой минус данной технологии высокая стоимость лечения. Британский орган по контролю за ценами на лекарства оценил стоимость терапии Libmeldy в 3,4 миллиона долларов США. Поэтому без финансирования со стороны государства или специальных фондов, ее мало кто себе сможет позволить.

Обязательно переходите по этой ссылке, чтобы подписаться на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛЕ. С ним вы будете в курсе самых последних событий в мире науки и высоких технологий.

Технология Libmeldy уже одобрена для использования в Европейском союзе и Великобритании. Очевидно, в ближайшее время она начнет применяться для лечения MLD и в других странах. Напоследок напомним, что это не первый случай успешного применения генной терапии. Ранее мы рассказывали о том, что методом генной терапии удалось вылечить пациента от паралича конечностей. Более того, ученые работают над тем, чтобы при помощи генной терапии остановить процесс старения.

Ученые вырастили мышей, рожденных из клеток двух самцов

Японские ученые из университета Осаки заявили о том, что вырастили крысят, рожденных от двух отцов. Но как такое возможно без женской половой клетки (яйцеклетки)? Разумеется, это невозможно, однако ученые смогли создать яйцеклетку искусственно из мужской клетки путем ее редактирования. Впоследствии эти яйцеклетки были оплодотворены, в результате чего родились семь мышат. Ученые рассчитывают, что в течение ближайших десяти лет эту технологию можно будет использовать на людях. Кроме того, она позволит изучить процесс образования гамет из яйцеклеток и сперматозоидов, который по сей день мало изучен, так как происходит в утробе матери.

В чем сложность создания искусственной яйцеклетки

Ранее мы неоднократно рассказывали как ученые из стволовых клеток, или клеток предшественников получают другие нужные им клетки. Такая возможность обусловлена тем, что стволовые клетки не имеют определенной спецификации. В результате ученые просто придают им ту или иную специализацию. К примеру, не так давно мы рассказывали о том, что при помощи стволовых клеток ученые создали органоид человеческого мозга и пересадили его в мозг крысе. Однако получить таким же способом яйцеклетку, то есть первичную клетку из которое зарождается жизнь, крайне сложно.

Искусственно получить яйцеклетку, способную оплодотворяться, гораздо сложнее, чем другие виды клеток

Дело в том, что яйцеклетки гораздо более сложные, чем все остальные клетки. Они содержат генетические инструкции, которые образуют все остальные части организма. Поэтому искусственное создание яйцеклетки и ее оплодотворение можно считать серьезным шагом в генной инженерии.

Как ученые создали яйцеклетку из мужских клеток

В своей работе ученые использовали клетки-фибропласты из кончиков хвостов взрослых мышей. Это клетки соединительной ткани, которые синтезируют вещества, необходимые для клеток кожи, такие как коллаген, эластин, гиалуроновая кислота и пр. Как правило, ученые используют именно эти клетки для редактирования. Ранее мы рассказывали о том, как путем редактирования фибробластов ученые клонировали корову.

На этот раз японские исследователи перепрограммировали клетки-фибропласты, что позволило получить первичные стволовые клетки. Затем они удалили в этих клетках Y-хромосомы и продублировали X-хромосомы. То есть из мужской клетки с XY хромосомами получили женскую клетку с XX хромосомами. Но на этом работа не закончилась.

Для получения яйцеклеток ученые отредактировали клетки-фибропласты

Перепрограммированные клетки ученые окружили клетками яичников самок. Они каким-то образом поддерживают развитие яйцеклетки. В результате спустя 11 дней в лабораторных условиях созрели готовые к оплодотворению яйцеклетки. Ученые пока не знают каким образом клетки яичников влияют на созревание яйцеклетки и не могут создать их искусственно. Поэтому они были взяты из эмбрионов, о чем исследователи сообщают в журнале Nature.

Что касается выращивания эмбриона внутри яйцеклетки, то с этой задачей тоже уже могут справиться самцы. В итоге из оплодотворенных клеток, как мы сказали выше, родились мышата. По словам самих исследователей, они выглядят вполне здоровыми, то есть ученым удалось добиться поставленных целей, но пока только промежуточных. Главная же цель искусственно получить человеческую яйцеклетку.

От двух мышей-отцов родились здоровые мышата

Зачем создавать искусственную женскую яйцеклетку?

Зачем нужно искусственно фабриковать человека, когда любая баба может его родить когда угодно?! говорил Филипп Филиппович Преображенский, герой фантастической повести Михаила Булгакова Собачье сердце. Но на самом деле он был не совсем прав. Многие люди испытывают проблемы бесплодия, которые данная технология помогла бы решить. Кроме того, ученые собираются таким образом помочь рожать детей однополым партнерам.

Переходите по этой ссылке прямо сейчас, чтобы подписаться на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Здесь вас ждет масса интересных материалов, подготовленных для вас нашей редакцией.

Однако вряд ли это произойдет в ближайшее время. Дело в том, что яйцеклетки даже у мышей получились не самого высокого качества на каждые 100 яйцеклеток только одна была способна к оплодотворению и живорождению. Очевидно, прежде чем перейти к испытаниям на людях, технология должна быть усовершенствована. Кроме того, препятствием наверняка станет этическая сторона вопроса. Напомним, что клонировать людей по сей день запрещено, хотя с технической точки зрения особых сложностей в этом нет.

С возрастом человек теряет около 10% массы головного мозга к 70 годам.

Старение это неизбежный процесс, который происходит с каждым организмом на Земле. Одним из основных механизмов старения является накопление повреждений в клетках и тканях, вызванных воздействием свободных радикалов, окислительным стрессом и другими факторами. Кроме того, старение связано с изменениями в геноме клеток, которые приводят к снижению способности клеток к делению и регенерации. Однако, благодаря научным исследованиям, мы можем узнать о механизмах старения и разрабатывать методы борьбы. Генная инженерия в этом процессе занимает очень важное место. Таким образом недавнее исследование, проведенное на дрожжевых клетках показало, как возможно замедлить этот процесс.

Как происходит старение?

Одной из основных теорий старения является теория свободных радикалов. Согласно ей, процесс старения происходит из-за накопления свободных радикалов нестабильных молекул, которые могут повредить клетки и вызвать различные биохимические реакции в организме. В результате клетки и ткани начинают утрачивать свою способность к регенерации и восстановлению, что приводит к старению.

В возрасте около 30 лет мы начинаем терять мышечную массу и силу, и каждое десятилетие мы теряем около 3-5% своей мышечной массы.

Кроме того, старение может быть связано с изменениями в генетической информации. В этом случае старение объясняется тем, что клетки не могут правильно реплицироваться, что приводит к нарушению работоспособности организма. Кроме того, в нашем генетическом материале есть определенные гены, которые снижают устойчивость организма к различным болезням, они также могут влиять на ускоренное старение.

Одной из важных составляющих процесса старения является уменьшение продукции гормонов. С возрастом уровень гормонов, таких как тестостерон, эстроген и гормон роста, начинает снижаться. Это приводит к изменению физиологических функций организма, таких как мышечная масса, костная плотность и метаболизм.

Наконец, старение может быть связано с ухудшением функций иммунной системы. С возрастом иммунная система становится менее эффективной в борьбе с инфекциями и другими болезнями, что приводит к увеличению риска развития хронических заболеваний.

Как ученым удалось замедлить старение

Наши клетки подвергаются множественным изменениям в процессе жизни из-за чего они ослабевают и в конце умирают. Однако последние изучения открыли свет на весьма интересное событие: клетки, состоящие из одного и того же генетического материала и в одинаковой среде, могут проходить разные пути старения. Одни деформируются в результате снижения стабильности ДНК, а другие в связи с сокращением митохондрий, клеток, которые производят энергию для организма. По мере того как мы стареем, митохондрии могут ухудшаться это приводит к снижению энергетического потенциала клеток и органов.

Один из главных факторов старения окисление. В течение жизни мы постоянно производим свободные радикалы, которые повреждают клетки и могут привести к различным заболеваниям.

Для того, чтобы замедлить старение, ученым пришлось достаточно потрудиться создать генетические часы. Основной их функцией является переключение между режимами, которые и отвечают за старение, тем самым продлевая жизнь клеток. Используя генетические цепи команде ученых удалось провести эксперимент на дрожжевых клетках, который привел к увеличению показателей на целых 82%.

Читайте также: Ученые омолодили мышей: старение удалось повернуть вспять.

Чтобы добиться успеха, исследователи опирались на данные, полученные ранее. В них были описаны механизмы и определение путей старения. А также был предложен путь изменения генетических данных для продления жизни клеток.

Как говорится в журнале Science сейчас исследователи используют синтетическую биологию, чтобы предотвратить достижение клетками износа, связанного со старением. Генные регуляторные цепи, отвечающие за многие физиологические функции, включая старение, содержатся в клетках растений, животных и человека. Это новое решение может значительно продлить срок службы клеток и оказать большое влияние на медицину и биологию.

Генная регуляция и ее влияние на старение

Интересным фактом является то, что генетические цепочки могут быть управляемы с помощью подобных электрическим цепям механизмов. Из исследований стало понятно, что не все клетки стареют одинаково, даже если их генетическая регуляция находится под контролем. Ученые создали «умный процесс старения», чтобы увеличить продолжительность жизни клеток, позволяющий им переключаться между различными механизмами старения.

Старение может снижать способность человека усваивать некоторые витамины и минералы, что может привести к дефициту питательных веществ.

С помощью генетической модификации они перестроили схему, контролирующую старение, и создали цикл отрицательной обратной связи, предотвращающий этот процесс. Схема похожа на генератор, который заставляет клетки переключаться между двумя «стареющими» состояниями, избегая пребывания в любом из них и замедляя дегенерацию клеток.

Может быть интересно можно ли предотвратить старение клеток?

Кроме того, авторы использовали компьютерное моделирование для тестирования идей перед созданием или модификацией схемы в клетках. Это позволило им оптимизировать процесс и сэкономить время и ресурсы. Результаты исследований показали значительное увеличение продолжительности жизни клеток и установили новый рекорд в области продления жизни клеток с помощью генетических и химических воздействий.

Исследование старения на дрожжах

В своих исследованиях команда изучала специальные дрожжевые клетки. Их использовали для изучения основных моделей старения, а также отслеживали весь процесс изменения, который проходил в клетках.

Несмотря на все изменения при старении, многие люди продолжают оставаться активными и здоровыми на протяжении всей жизни благодаря правильному питанию, физической активности и заботе о своем здоровье.

Эти данные помогли ученым выявить закономерность и использовать генную модификацию, которая позволила добиться колоссального успеха. Конечный результат привел к тому, что продолжительность жизни клеток увеличился на 82%. Такая модель поможет использовать аналогичные технологии для изменения процессов и у человека.

Если же секрет молодости все таки найдут, будьте уверены мы опубликуем его первыми подписывайтесь на наш телеграм-канал и дзен, и будьте в курсе всех актуальных новостей из мира науки!

Это исследование является успешным примером применения синтетической биологии для перепрограммирования процесса старения клеток. На данный момент команда исследователей продолжает эксперименты в области старения различных типов клеток человека, включая стволовые клетки и нейроны.

На зубах неандертальцев ученые обнаружили вымершие, неизвестные науке бактерии

У каждого из нас во рту имеется уникальный микробиом, то есть собственный набор огромного количества бактерий. В отличие от микрофлоры кишечника, он сохраняется на зубах в течение тысяч после смерти человека. Это позволило ученым Гарвардского университета исследовать микробиом людей, которые жили десятки и даже сто тысяч лет назад. Причем они взяли на анализ зубной камень не только современных людей, но и неандертальцев, наших ближайших родственников, которые вымерли почти 41 тысячу лет назад. Неожиданно для себя ученые обнаружили вымершие виды бактерий. В ходе исследования им удалось не только секвенировать ДНК неизвестных ранее микроорганизмов, но и воссоздать ферменты, которые они когда-то воспроизводили. Эта технология, возможно, поможет создать новые виды антибиотиков.

Как ученые извлекают ДНК возрастом более 100 тысяч лет

Зубной камень является единственным местом в нашем организме, который окаменевает еще при нашей жизни. Он содержит не только наше ДНК, но и генетический материал всего микробиома, который живет у нас во рту, а также ДНК бактерий, которые не относятся к нашей микрофлоре, но могли попадать в полость рта в течение жизни.

Правда, ДНК не хранится тысячи лет, особенно, если речь идет не об останках, обнаруженных во льдах или вечной мерзлоте. Однако генетический материал даже спустя 100 тысяч лет не разрушается полностью, а лишь распадается на фрагменты. Поэтому ученые могут соединить отдельные фрагменты, и таким образом восстановить геном и идентифицировать известные виды бактерий или обнаружить те, которые науке неизвестны.

Какие бактерии имели во рту вымершие люди

В своем исследовании команда Гарвардского университета проанализировала ДНК в зубном камне 18 современных людей, живших в период от 100 тысяч лет и до наших дней на территории Европы и Африки, а также ДНК бактерий на зубах 12 неандертальцев. В общей сложности было секвенировали более 10 миллиардов фрагментов ДНК. Из этих фрагментов удалось собрать 459 полных бактериальных генома. Из них удалось идентифицировать 75% бактерий, известных науке, которые живут в полости рта. Многие из этих микробов были общими и для неандертальцев и современных людей, что неудивительно. Как мы ранее рассказывали, они скрещивались с современными людьми и строили с ними семьи.

Зубной камень содержит ДНК бактерий, живших во рту неандертальца 100 тысяч лет назад

Внимание ученых привлекли два вида бактерий, которые относятся к виду Chlorobium. Они были обнаружены у семи особей неандертальцев, живших в период верхнего плейстоцены, длившегося от 126000 до 11700 лет. Геном этих бактерий не соответствовал ни одному из известных микроорганизмов, но по геному они были близки к известным серным бактериям Chlorobium limicola. Эти микробы встречаются в пещерных водных источниках, где содержится малое количество кислорода. То есть к микробиому человека они не имеют никакого отношения. Поэтому до конца не ясно как они оказались во рту людей и почему вымерли.

Как бактерии неандертальцев могут помочь создать новые антибиотики

Ученые дали вымершим бактериям название палеофураны. Чтобы подробнее выяснить что это были за бактерии, команда стала детально их исследовать. В частности, ученые проанализировала кластеры биосинтетических генов (BGC), которые отвечают за создание определенных соединений. Таким образом ученые хотели понять, какие ферменты производят вымершие виды Chlorobium.

Более того, используя современные технологии генной инженерии, ученым удалось перенести BGC вымерших бактерий в живые микроорганизмы. В результате бакетрии начали синтезировать два фермента. Предположительно, эти ферменты играли определенную роль в фотосинтезе.

Два вида бактерий на зубах неандертальцев оказались вымершими

Как известно, большинство существующих антибиотиков синтезируются различными микроорганизмами. Новая технология, подразумевающая пересадку BGC, которая была протестирована на микроорганизмах изо рта неандертальцев, вполне возможно, позволит создать бактерии, синтезирующую еще неизвестные нам антибиотики. Такие BGC ученые будут искать в ДНК древних бактерий.

Микрофлора древних и современных людей сильно отличается

Как сообщают исследователи, бактерии Chlorobium совершенно отсутствовали в микробиоме людей, которые жили последние 10 тысяч лет. Причем в какой-то момент количество этих бактерий начало сокращаться во рту древних людей. Ученые предполагают, что эти микроорганизмы оказались на зубном камне из питьевой пещерной воды. Видимо, эти источники были неотъемлемой частью жизни древних людей. Но по мере выхода из пещер, количество этих бактерий в микробиоме уменьшалось.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

В настоящее же время микробиом людей совершенно отличается от того, что был раньше. Благодаря чистке зубов, количество бактерий во рту сильно сократилось. Кроме того, радикально изменились виды бактерий. Напоследок напомним, недавно ученые смогли извлечь ДНК женщины, жившей 20000 лет назад, из кулона, который она носила на теле. Использованная ими технология позволяет добавлять древние ДНК из пористых материалов.

Гиппокамп играет важную роль в формировании и консолидации памяти. Он помогает переводить информацию из краткосрочной памяти в долгосрочную и участвует в процессе образования новых памятных следов.

Человеческий мозг удивительный орган он выполняет огромное множество функций и вызывает множество споров. Как минимум он помогает нам думать, но естественно, за какую-то плату энергию. Но, к сожалению, он может также изнашиваться и постепенно будь то болезни, старость или просто большое количество стресса ослабевать. Так может ли человеческий мозг самовосстанавливаться? И можно ли использовать эту способность к регенерации во время старения или при нейродегенеративных заболеваниях? Эти вопросы уже давно являются предметом интенсивных дебатов в сообществе нейронаук. Недавнее исследование, проведенное в Нидерландском институте нейронаук, проливает свет на причины появления противоречивых результатов и предлагает дальнейший путь решения этих проблем.

Может ли мозг восстанавливаться?

Ученому сообществу всегда хотелось распознать и использовать все свойства мозга, чтобы в дальнейшем лечить сложные болезни, а также кардинально влиять на старение. Таким образом регенерация мозга могла бы сыграть основную роль в этом. Особенно это актуально в свете отсутствия эффективных лечебных подходов к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера. Вопрос о способности человеческого мозга к регенерации долгое время вызывал споры, и последние исследования привели к противоречивым результатам.

Гиппокамп также играет роль в регуляции эмоций. Участие гиппокампа в эмоциональных процессах помогает оценивать и запоминать эмоциональные события, а также регулировать степень стресса и тревоги.

Ранее проведенные исследования, где клетки были мечены в посмертных образцах человеческого мозга, показали, что новые клетки действительно могут образовываться в течение всей взрослой жизни в гиппокампе структуре, играющей важную роль в обучении и памяти, и подверженной серьезным изменениям при болезни Альцгеймера. Считалось, что мозг обладает ограниченной способностью к самовосстановлению и регенерации. В процессе нейрогенеза, который происходит в определенных областях, некоторые типы стволовых клеток могут превращаться в новые нейроны. Этот процесс особенно активен в гиппокампе, который играет ключевую роль в формировании новых воспоминаний и обучении.

Однако другие исследования противоречат этим результатам и не обнаруживают признаков образования новых клеток в данной области. Возможно, это связано с концептуальными и методологическими факторами, которые приводят к противоположным наблюдениям. Таким образом, выяснение степени регенерации в человеческом мозге остается сложной задачей.

Читайте также: Рак мозга можно лечить при помощи звуковых волн.

Несмотря на это, мозг обладает способностью к нейропластичности, то есть к изменению своей структуры и функций в ответ на опыт и обучение. Он может создавать новые связи между существующими нейронами и изменять существующие сети синапсов, что позволяет адаптироваться к новым ситуациям, учиться и восстанавливаться после некоторых форм повреждений.

Современные технологии в поисках истины регенерации

Современные технологии позволяют нам получать ценную информацию о различных типах клеток, находящихся в человеческом мозге, основываясь на образцах от умерших доноров с различными заболеваниями. Специальные методы анализа применяются для изучения редких клеточных популяций в головном мозге. Одноядерное секвенирование РНК используется для изучения клеток гиппокампа, что позволяет определить различные типы клеток и выявить активность их генов. Таким образом, ученые получают информацию о функционировании и взаимодействии клеток друг с другом, что способствует более глубокому пониманию сложности гиппокампа и его роли в организме.

Гиппокамп играет важную роль в процессе обучения и запоминания новых задач и навыков. Он помогает ассоциировать новую информацию с уже имеющимися знаниями, укрепляя связи между ними.

Мозг постоянно вдохновляет ученых на самые необычные поступки ученые представили компьютеры с ИИ, работающие на клетках мозга.

Изначально считалось, что технологии одноклеточной транскрипции будут универсальным решением для разрешения противоречий в этой области. Однако новые исследования, проведенные на секвенировании РНК в гиппокампе человека, привели к еще более противоречивым результатам. Два из этих исследований обнаружили нейральные стволовые клетки (находящиеся в мозге), в то время как третье исследование не нашло нейрогенных популяций. Это вызывает множество вопросов, в том числе и тот, который был с самого начала так все же может регенерировать мозг или нет?

Трудности определения свойств мозга

В данном исследовании ученые провели анализ ранее опубликованных данных о транскрипции одноклеточных организмов, с особым вниманием на гиппокамп взрослых людей. Они обнаружили, что существуют специфические проблемы, связанные с дизайном, анализом и интерпретацией этих исследований, которые нужно решать.

Во время исследования ученые также провели мета-анализ для оценки возможности надежной идентификации нейрогенных клеток у взрослых особей различных видов, особенно у мышей и людей. Они обнаружили, что процесс нейрогенеза у мышей и людей может различаться из-за их различных эволюционных адаптаций.

Гиппокамп также участвует в регуляции ответов на стресс. Повреждение гиппокампа может привести к нарушению стрессорного реагирования и повышенной уязвимости к психическим расстройствам.

Ученые проанализировали маркеры для каждого типа нейрогенных клеток и оценили степень совпадения маркеров между мышами и людьми. Некоторые молекулярные и клеточные характеристики, которые используются для идентификации нейрогенных клеток в мозге человека, также оказались полезными для идентификации нейрогенных клеток у мышей. Эти результаты могут стать объектом открытого обсуждения в данной области.

Может быть интересно микропластик оказался еще опаснее он способен быстро проникать в мозг.

Ученые обнаружили, что существует мало совпадений между маркерами, используемыми мышами, и теми, что применимы к человеческому мозгу. Это указывает на то, что маркеры, которые работают для мышей, необязательно будут эффективны для исследования человеческого мозга. Кроме того, ученые заметили, что для проведения таких исследований требуется достаточная статистическая мощность.

Если взрослый человеческий мозг способен регенерировать нейронные клетки, это явление, скорее всего, редкое. Поэтому важно определить необходимое количество клеток, чтобы обнаружить эти редкие популяции, которые, предположительно, обладают способностью к нейрогенезу. Кроме того, другие факторы, такие как качество образцов, играют важную роль. Временной интервал между смертью донора и обработкой образцов имеет огромное значение, поскольку с течением времени качество ткани и полученных данных ухудшается.

А что думаете вы по этому поводу, получится ли ученым окончательно доказать регенеративные способности мозга? ответом делитесь в нашем Telegram-чате.

Тем не менее ученые считают, что правильное применение новых технологий предоставляет уникальную возможность создать карту регенерации гиппокампа в человеческом мозге и изучить, какие типы клеток и состояния могут быть наиболее благоприятными для терапевтического вмешательства при старении, нейродегенеративных и нервно-психических заболеваниях. Однако важными факторами являются воспроизводимость и последовательность проводимых исследований. В процессе анализа данных стало очевидно, что некоторые, казалось бы, незначительные детали и параметры в экспериментальном и вычислительном процессе могут оказывать значительное влияние на результаты и, соответственно, на интерпретацию данных, как отмечает один из авторов исследования.

Биотехнологи смогут показать нам живых мамонтов уже через несколько лет, но только если все пойдет по плану

Новости о том, что ученые хотят возродить мамонтов, появляются почти каждый год. Одной из главных компаний, которая занимается этим, является Colossal Biosciences. Работающие в ней биотехнологи пытаются выяснить, какие гены мамонтов отвечали за их устойчивость к холоду, а также обеспечивали им наличие крупного черепа и изогнутых бивней. Потом эти гены будут использованы для появления на свет азиатских слонов, максимально похожих на древних гигантов. Кажется, их труд наконец-то начал давать плоды недавно было объявлено, что человечество сможет увидеть живых мамонтов уже в 2028 году. Возродив мамонтов, ученые хотят не только продемонстрировать величие науки и развлечь людей, но и покрыть холодные места нашей планеты травой. Это может помочь спасти жизни многих видов животных, а также предотвратить ужасные последствия глобального потепления.

Компания, клонирующая мамонтов

Компания Colossal Biosciences была основана совсем недавно, в 2021 году. Ее главной целью является возрождение шерстистых мамонтов при помощи азиатских слонов. Для возвращения мамонтов на Землю нужны представители именно этого вида животных исследования показали, что на генетическом уровне азиатские слоны и мамонты похожи на 99%.

Азиатские слоны являются очень близкими родственниками мамонтов

Новое научное открытие: Слоны хоронят своих сородичей почти так же, как и люди

Как ученые возродят мамонтов

Само собой разумеется, возрождение мамонтов является очень сложной задачей, потому что для этого применяется генная инженерия. Но то, что хотят сделать ученые, можно объяснить пошагово, простыми словами.

Чтобы возродить мамонтов, ученые сделают следующее:

• они узнают, какие гены обеспечивали мамонтов густой шерстью, толстым слоем жира, длинными бивнями и крупным черепом (ранее исследователи уже создали эмбрион с генетическими данными древних родственников слонов);
• найденные гены будут вставлены в ДНК азиатских слонов, после чего образуются стволовые клетки, способные превращаться в любую ткань организма;
• полученные стволовые клетки будут помещены в утробу самки или в искусственную матку для развития эмбриона и рождения мамонта.

При помощи генной инженерии ученые хотят превратить азиатских слонов в таких гигантов

Это максимально упрощенное объяснение того, что хочет сделать компания Colossal Biosciences. На данный момент ученые не знают точно, как новые гены отразятся на азиатских слонах. Но есть надежда, что из эмбрионов вырастут огромные животные с длинными бивнями и густой шерстью. Они не будут являться теми же мамонтами, которые жили десятки тысяч лет назад, но будут на них похожи как внешне, так и генетически.

Читайте также: Названа главная причина вымирания мамонтов древние люди ни при чем

Как мамонты спасут климат Земли

Ученые хотят возродить мамонтов не только для демонстрации научного прогресса. Они хотят сделать это, чтобы спасти планету от глобального потепления и вымирания животных.

По мнению представителей компании, если выпустить возрожденных мамонтов на просторы Сибири, они будут прекрасно себя там чувствовать. Там холодно, но толстый слой жира и густая шерсть запросто их согреют.

Мамонты, как и слоны, травоядные животные

В холодных регионах нашей планеты они наверняка будут жить так, как и далекие предки. В поисках сочных веток они будут сбивать деревья, которых в Сибири очень много. Так они освободят больше места для роста травы, которой питаются многие виды местных животных. Отходы их жизнедеятельности станут отличным удобрением для ускорения ее роста. Также своими действиями мамонты помогут земле удерживать парниковые газы, из-за которых повышается средняя температура нашей планеты ученые уже давно опасаются того, что при таянии вечной мерзлоты в Сибири будет высвобождено огромное количество углекислого газа.

На сегодняшний день это все самое важное, что нужно знать о планах ученых по возрождению мамонтов. Нам нужно запастись терпением и ждать новостей как и говорилось в начале статьи, они могут появиться уже в 2028 году. Чтобы ничего не пропустить, подпишитесь на наш Дзен-канал.

Также не забывайте про наш канал в Telegram. Там мы проводим интересные викторины!

А пока есть время, вы можете почитать про новые научные открытия, касающиеся динозавров. Особенно много на эту тему писал мой коллега Андрей Жуков. Например, в мае 2023 года он рассказал о том, почему мамонты периодически впадали в ярость. А в ноябре того же года у нас вышла статья об обнаружении костей мамонта в Нижегородской области. Если интересуетесь палеонтологией, читайте обязательно!

Ученые в скором времени могут вывести породу кошек, которая не вызывает аллергию. Источник: rbc.ru

Кошки являются самыми популярными домашними животными во всем мире. По некоторым данным, их держат около 37% россиян, и это неудивительно. Эти животные неприхотливы в уходе, при этом очень милые и забавные. Однако не все люди могут позволить себе завести такого питомца из-за аллергии, которую вызывает кошачья шерсть. Конечно, существуют бесшерстные породы, такие как сфинксы, однако они имеют довольно своеобразный вид, который не всех устраивает. Но самое главное, что даже эти кошки не гарантируют отсутствие аллергии. К счастью для аллергиков, эта проблема в будущем может быть решена, так как ученые собираются создать гипоаллергенную породу. Недавние исследования показали, что эта идея вполне осуществима.

Почему возникает аллергия на кошек

Аллергия на кошек является довольно распространенной проблемой. Согласно официальным данным, от нее страдает каждый пятый житель Земли. Причем это очень неприятное явление, которое вызывает такие симптомы, как кашель, чихание, сильная одышка, насморк, слезоточивость, а также покраснение глаз и кожи. В некоторых случаях симптомы могут быть более тяжелыми, вплоть до астмы.

По некоторым данным, порядка 500 тысяч приступов астмы и 350 тысяч обращений за неотложной медицинской помощью в год связаны с аллергией на кошек. Более распространенной является лишь аллергия на пыльцу, а также некоторые пищевые виды аллергии. Однако ученым до последнего момента было мало известно о «кошачьем аллергене», который вызывает это состояние. Откуда он вообще взялся и какую функцию выполняет в организме кошек?

Аллергию вызывает не шерсть, а белок, который содержится в слюне кошек. Источник: medportal.ru

В настоящее время ученым известно несколько белков, которые являются причиной аллергии. Основным из них является белок Fel d 1. Его выделяют абсолютно все кошки, независимо от породы, пола, длины шерсти, возраста и т.д. Вопреки распространенному мнению, этот белок образуется в сальных, слюнных, перианальных (возле заднего прохода) и слезных железах, а не в шерсти. То есть на самом деле аллергию вызывает не шерсть сама по себе, а белок, который на ней задерживается.

Надо сказать, несмотря на то, что абсолютно все кошки выделяют Fel d 1, количество выделяемого белка у них разное. Это значит, что одни кошки могут быть более аллергенными, а другие менее. Однако таких кошек, которые вообще не вызывают аллергию у аллергиков, в мире пока не существует.

Как кошек можно сделать гипоаллергенными

Белок Fel d 1 состоит из двух цепей, каждая из которых кодируется определенным геном CH1 и CH2. Ученые пока не знают какую функцию выполняет этот белок. Однако на основе исследований подобных белков у других животных можно предположить, что он вовлечен в иммунную регуляцию, защиту эпителия либо даже химическую коммуникацию между кошками.

Абсолютно все кошки выделяют белок-аллерген. Источник: iflscience.com

В недавнем исследовании ученые проследили как этот белок мутировал у 276 различных видов кошек в течение миллионов лет. В результате команда обнаружила более 100 мутаций. То есть белок постоянно мутировал, и это говорит о том, что гены CH1 и CH2 сильно изменчивы. Поэтому функция белка Fel d 1 у разных видов кошек может быть разной, а значит она наверняка не является важной. Об этом авторы работы сообщают в издании PNAS Nexus.

Это предположение было доказано на практике ученые обнаружили, что у двух кошек, а именно у пумы и черноногой кошки из Южной Африки, присутствуют естественные мутации, которые сильно ухудшают белок Fel d 1. Более того, редактирование гена CH2 при помощи технологии CRISPR тоже показало, что эта манипуляция не влияет на здоровье животных.

Учитывая все вышесказанное, ученые могут искусственно блокировать синтез белка Fel d 1, воспользовавшись современными технологиями генной инженерии. Соответственно, кошачья шерсть больше не будет вызывать у людей аллергию. Блокировать синтез белка можно разными способами, например, путем удалением генов или отключением их, чтобы они перестали функционировать. Справиться с этой задачей поможет упомянутая выше технология CRISPR.

Ученые могут лишить кошек аллергена при помощи генной инженерии. Источник: наука.рф

Если существуют генетически модифицированные продукты, то почему бы не сделать генетически модифицированных кошек? Правда, как говорят сами ученые, до реальных результатов еще далеко. Однако сама по себе идея является многообещающей. Она позволит миллионам любителей кошек не страдать от своих питомцев. При этом визуально они будут оставаться такими же пушистыми и милыми, как обычные кошки.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Напоследок отметим, что не только люди страдают от аллергии на кошек, но и кошки могут испытывать аллергию на людей. Кроме того, как мы уже рассказывали ранее, подобное состояние могут испытывать собаки. Иногда аллергическая реакция на людей настолько сильная, что может даже угрожать жизни животного. Но, к счастью, в большинстве случаев она доставляет питомцам лишь небольшой дискомфорт. Как ее распознать, вы можете узнать по ссылке выше.

2024 год оказался богат на научные открытия. Изображения: substackcdn.com

Прощание с уходящим годом дело серьезное. Особенно, когда речь идет о важнейших научных открытиях. В 2024 году химики (не без помощи искусственного интеллекта) разобрались в том, как сворачиваются белки, экономисты наконец объяснили, почему одни страны богатые, а другие нет, а астрономы, в поисках жизни за пределами Земли, обнаружили целое «море» экзопланет. Последние 12 месяцев также ознаменованы прорывом в области возобновляемой энергетики и созданием первых прототипов квантовых компьютеров. В этой статье поговорим о самых интригующих (по мнению редакции Hi-News.ru) открытиях года Деревянного Дракона. С наступающим, друзья!

Квантовые компьютеры

Одной из наиболее обсуждаемых тем 2024 года стало объявление сразу нескольких исследовательских групп о создании прототипов квантовых компьютеров, способных решать прикладные задачи, недоступные уже привычным суперкомпьютерам. Ранее столь сложные квантовые системы функционировали в основном в лабораторных условиях, а их применение ограничивалось теоретическими опытами.

Напомним, в отличие от обычных компьютеров, выполняющих вычисления по одному за раз, квантовые справляются со множеством задач одновременно. Подробнее о том, что именно представляют собой эти системы Hi-News.ru рассказывал ранее.

Уходящий год, однако, изменил парадигму: такие компании как Google, IBM и несколько стартапов (PsiQuantum, IonQ) представили собственные проекты, в которых (благодаря чрезвычайно улучшенной устойчивости кубитов (1 бит = 1 квантовая частица)) компьютеры смогли выполнять сложные алгоритмы, в том числе связанные с криптографией и химическими симуляциями.

Будущее за квантовыми компьютерами. Изображение: olytechnique-insights.com

В частности, важным достижением стала публикация в журнале Nature, текст которой посвящен квантовому превосходству в реальных задачах: ученые детально описали, как новый квантовый чип с более чем 1000 кубитов за считанные часы сумел провести сложные расчеты по моделированию новых материалов, в то время как классическим суперкомпьютерам на аналогичные задачи потребовались бы недели. Одно только это открытие прокладывает дорогу к более быстрой разработке лекарств и новым методам шифрования.

Свою лепту в развитие квантовых компьютеров внес глава Tesla и SpaceX Илон Маск, запустив Colossus самую мощную в мире систему обучения искусственного интеллекта.

Генная инженерия и CRISPR

Технологии редактирования генома, в первую очередь система CRISPR-Cas9, продолжают стремительно развиваться: если до сих пор CRISPR преимущественно ассоциировалась с точечным редактированием, позволяющим устранять генетические дефекты, то в 2024 году международная исследовательская группа представила новую версию этого инструмента (так называемая CRISPR 2.0), отличающаяся большей точностью и меньшим количеством побочных мутаций.

В частности, система CRISPR 2.0 позволила эффективно корректировать гены, связанные с наследственными формами рака груди и легких. Новая технология также оказалась безопаснее и может проникать в клетки, сводя к минимуму возникновение нежелательных изменений (вне целевого участка генома). Открытие означает, что в ближайшие годы генетическая терапия станет более доступной и получит широкое применение в клинической практике.

Редактор генома CRISPR находит все большее применение в медицине для лечения пациентов. Изображение: media.lesechos.com

Кроме того, в нескольких лабораториях кипит работа, направленная на борьбу с мутациями, вызывающими такие нейродегенеративные заболевания, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Ранее опубликованные исследований показали, что комбинация CRISPR 2.0 с нанокапсулами (для точечной доставки) может существенно замедлить развитие патологических процессов в мозге.

Читайте также: Редактор генома CRISPR впервые помог уничтожить спящие формы вируса герпеса

Искусственный интеллект 2.0

2024 год мы запомним как эпоху «сумасшествия» нейросетей и появление второго поколения больших языковых моделей (Large Language Models, LLMs). Судите сами результаты небольшой научной работы показали, что ChatGPT решает медицинские задачи лучше врачей, а несколько компаний, работающих с ИИ, выпустили множество впечатляющих видеогенераторов, в том числе Veo 2 от Google DeepMind и Sora от OpenAI.

Google также анонсировала собственного ИИ-агента, прогнозы погоды которого превзошли прогнозы Европейского центра Weather Forecasts (мирового лидера в области), а OpenAI выпустила новую логическую систему, подорвавшую отраслевые стандарты в области программирования и решения сложных математических задач.

Нейросети, помимо прочего самые настоящие мастера обмана. Изображение: engr.ncsu.edu

Не пропустите: Обман, манипуляция и страх смерти: на что способны нейросети?

Модели с системой самообучения, представленные исследователями из OpenAI, DeepMind и Baidu, оказались способны адаптироваться к новым данным в реальном времени и совершенствовать собственные алгоритмы без ручной настройки.

Так, обновленная версия модели GPT показала более глубокое понимание языка и контекста, а другие модели второго поколения научились выполнять сложные когнитивные задачи, включая написание программного кода, анализ медицинских текстов и подготовку научных обзоров практически без участия человека. Такое положение вещей открывает новые возможности для автоматизации труда во многих отраслях от финансовой аналитики до образования.

Ученым придется разработать инструменты, которые позволят заглянуть во внутренние процессы ИИ. Изображение: cdn.prod.website-files.com

Столь впечатляющие успехи, однако, поднимают ряд этических вопросов и необходимость дальнейшего регулирования области: эксперты уже обратились к мировому сообществу с призывом разработать международные стандарты использования алгоритмов, чтобы минимизировать риски, связанные с искажением информации, утечками данных и распространением фейков.

А вы знали, что нейросети научились врать и делают это намеренно? Подробности здесь!

Возобновляемая энергетика

Экологический кризис серьезная проблема для человечества, но даже в этой «тьме» нашелся лучик света термоядерный синтез. Этот практически неиссякаемый источник энергии, основанный на слиянии ядер водорода в гелий, стал ближе в 2024 году. Результаты исследования, представленного в журнале Nature показали, что новые сверхпроводящие магниты и улучшенные системы охлаждения плазмы привели к достижению рекордных параметров удержания энергии.

Хотя до полноценной промышленной эксплуатации еще несколько лет, ученые отметили, что прогресс идет быстрее, чем ожидалось, и человечество уже находимся на пороге эры, когда термоядерная энергия будет играть значительную роль в мировой энергетике.

Совсем недавно использование термоядерного синтеза в энергетике в земных условиях считалось невозможным. Изображение: knowablemagazine.org

Им вторят другие исследователи и такие стартапы, как Commonwealth Fusion Systems и General Fusion. Последние объявили о своих успехах в создании компактных термоядерных установок для локального энергоснабжения. Данная технология (если окажется успешной) сможет вывести отрасль возобновляемой энергетики на новый уровень и кардинально изменить баланс сил на глобальном рынке электроэнергии.

Больше по теме: Термоядерный синтез вскоре может быть использован в энергетике

Космологическая постоянная

Несмотря на кризис космологии, в 2024 году ученые узнали, что космологическая постоянная на самом деле переменная данные Dark Energy Spectroscopic Instrument показали, что за время существования Вселенной она постепенно меняется. Открытие может привести к исключению давней гипотезы о том, что источником «постоянной» может быть вакуум, а также отказу от темной энергии.

Напомним, современная космология «лежит» на плечах уравнений теории относительности Эйнштейна. Создавая их физик заметил, что условия, при которых Вселенная статична, не имеют решения, поэтому ввел в уравнение так называемую постоянную, обеспечивающую статичность. Однако после открытия расширения Вселенной Эйнштейн назвал постоянную ошибкой.

Космологическая постоянная постепенно меняется. Изображение: c8.alamy.com

Ситуация изменилась в 1998 году, когда наблюдения за сверхновыми звездами показали, что Вселенная нестатична и расширяется с ускорением (а Эйнштейн в конечном итоге был прав). Теперь, в виду изменчивости постоянной, ученым придется найти другое объяснение ускоренному расширению Вселенной (темной энергии): если причина не в вакууме, то искать ее нужно где-то еще. Отметим, это не первый раз, когда исследователи призывают отказаться от темной энергии (хотя и по другим причинам).

Хотите всегда быть в курсе новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram так вы точно не пропустите ничего интересного!

Экзопланеты и жизнь за пределами Земли

Еще одной популярной темой уходящего года стала находка новых экзопланет, особенно таких, как суперземли миры, обращающиеся вокруг солнцеподобных звезд. Например, данные наблюдений, полученные с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб и наземных обсерваторий, указали на возможное наличие на некоторых суперземлях атмосферы с кислородом.

Сравнение Земли и суперземли Gliese 12 b. Изображение: wixmp.com

Множество исследований были направлены на поиски внеземной жизни в Солнечной системе. В частности, в работе, представленной в журнале Communications Earth & Environment ученые предложили рассмотреть ранее неизвестную перспективу о наличии микроорганизмов на Красной планете. Дело оказалось в пыльных слоях марсианского льда, которые долго время считали исключительно геологическим феноменом, но теперь рассматривают как потенциально обитаемые регионы.

Вам будет интересно: Астрономы открыли новую планету, похожую на сахарную вату

Примечательным событием также стал запуск миссии NASA Europa Clipper в октябре 2024-го года. Аппарат, оснащенный инновационными инструментами для планетных исследований, прибудет к месту назначения в 2030 году и займется поиском признаков жизни на луне Юпитера Европе.

Через пять лет мы наконец узнаем, обитают ли в подледных океанах Европы живые организмы Изображение: cloudfront.net

Еще 2024 вошел в историю, как год начала работы первых секций Чрезвычайно большого телескопа (Extremely Large Telescope (ELT)) в Чили. Этот гигантский астрономический инструмент с зеркалом диаметром почти 40 метров позволит наблюдать планетные системы и галактики с небывалым уровнем разрешения. С его помощью ученые будут искать темную материю, изучать галактики и звезды, сформированные в ранней Вселенной.

Кстати, еще в конце 2024 года китайские астрономы раскрыли секрет обратной стороны Луны

Итоги и перспективы

Как видите, прорывы в квантовых вычислениях приведут к росту вычислительных мощностей и ускорят исследования в разных областях науки, включая фармакологию. Достижения в генной инженерии (CRISPR 2.0), в свою очередь, открывают путь к точечному лечению тяжелых заболеваний и эволюционному скачку в персонализированной медицине.

Искусственный интеллект, несмотря на риски, продолжит совершенствоваться, создавая возможности для автоматизации научных открытий и анализа данных, а астрономы и космологи все больше узнают о космосе и нашем месте во Вселенной. В то же самое время экологические проблемы требуют объединения усилий ученых, политиков, глав корпораций и простых граждан, а надежды на чистую и устойчивую энергетику связаны преимущественно с термоядерным синтезом.

Наука самый надежный метод познания окружающего мира. Изображение: theatlantic.com

Это интересно: Нобелевская премия 2024: от нейросетей до истории и экономики

Словом, итоги 2024 года дают основания для сдержанного оптимизма: научно-технический прогресс не только открывает новые горизонты для человечества, но и ставит перед ним важнейшие этические и социальные вопросы. Впереди новые открытия и испытания, но лишь время покажет, как именно мы воспользуемся этими достижениями.

Ученые из японского Университета Миэ нашли способ удалить лишнюю 21-ю хромосому, вызывающую синдром Дауна

Каждый год на свет появляются дети с лишней хромосомой это особенность организма при синдроме Дауна. Вместо привычных двух копий 21-й хромосомы у них оказывается три, и это меняет всю картину развития. Болезнь давно изучена, но по-настоящему эффективного лечения до сих пор не существовало. И вот, впервые за десятилетия, японские исследователи подбираются к самой сути проблемы: им удалось полностью отключить лишнюю 47-ю хромосому.

Новый прорыв в редактировании генов

Ученые из Японии сделали то, что еще недавно казалось невозможным они научились выключать лишнюю хромосому, из-за которой развивается синдром Дауна.

Исследователи из Университета Миэ применили технологию редактирования генов CRISPR/Cas9 и добились поразительного результата: им удалось удалить третью копию 21-й хромосомы в клетках, выращенных в лаборатории. Да, прямо как в фантастике но это уже факт, описанный в серьезном научном журнале PNAS Nexus.

CRISPR это как умные ножницы, которые находят нужный фрагмент ДНК и аккуратно его вырезают.

Ученые запрограммировали эту систему так, чтобы она искала и устраняла только лишнюю хромосому при синдроме Дауна. Никаких случайных порезов только прицельная работа по проблемным клеткам. Когда лишняя хромосома исчезала, клетки буквально приходили в себя их гены начинали работать как у здоровых.

Ученые запрограммировали систему так, чтобы она уничтожала только третью копию 21-й хромосомы

После редактирования ученые заметили интересные перемены. Гены, отвечающие за развитие нервной системы, активизировались, а те, что связаны с метаболизмом, наоборот, замедлились. В итоге клетки стали расти быстрее и делиться охотнее. Иными словами, организм получал шанс работать ближе к норме без привычных осложнений, связанных с трисомией (причина развития синдрома Дауна).

Читайте также: Когда и как ученые впервые узнали, что у человека есть гены?

Лечение синдрома Дауна

Но все это происходило пока только в пробирке. Ученые пошли дальше и применили свою методику к настоящим клеткам кожи людей с синдромом Дауна. Результат их порадовал в некоторых случаях CRISPR успешно удалил лишнюю хромосому и в этих клетках. Но есть нюанс: система может повлиять и на здоровые клетки, поэтому до реального лечения еще далеко.

Обязательно подпишитесь на наш Дзен-канал. Сделайте это прямо сейчас!

Сейчас японская команда пытается усовершенствовать метод так, чтобы CRISPR работал только по адресам с лишней хромосомой. И если у них получится, это будет настоящий прорыв в лечении синдрома Дауна. Пока что надежда на победу в лаборатории, но путь к ней уже начался.

Ученые считают, что в клонировании человека больше минусов, чем плюсов

Клонирование человека могло бы решить столько проблем разом. Это и шанс для бездетных пар иметь генетически родного ребенка, и возможность выращивать донорские органы, которые точно приживутся, и даже своеобразное воскрешение людей. Ученые уже давно умеют превращать обычную клетку в новый организм чего стоит хотя бы овечка Долли, которая появилась на свет четверть века назад. Но почему мы все еще не клонируем людей?

Почему не существует клонов человека

Технически ученые умеют клонировать эмбрионы человека уже давно. Казалось бы, вот она, дверь, за которой скрывается научная фантастика. Но дверь эта заперта, и ключ потерян не случайно.

Вопреки распространенному мнению, главным препятствием стали вовсе не этика и не запреты правительств. Проблема глубже: клонирование человека сегодня это невероятно опасный, неэффективный и, если честно, просто никому не нужный процесс. Давайте разберемся, почему встреча со своим злым клоном вряд ли когда-либо состоится.

Эффективность клонирования низкая

Вспомним историю овечки Долли. Когда в 1996 году ученые получили жизнеспособного млекопитающего из взрослой клетки, миру показалось, что будущее уже наступило. Метод репродуктивного клонирования, при котором ДНК из донорской клетки подсаживают в яйцеклетку с удаленным собственным генетическим материалом, а затем стимулируют током, казался универсальным ключом.

Но за эффектной картинкой скрывается чудовищная статистика: чтобы получить одну-единственную Долли, ученым потребовалось 277 попыток. Сегодня ситуация немного лучше, но общая успешность клонирования млекопитающих редко превышает 1020%. Для мышей это приемлемый риск, для людей этическая катастрофа.

Чучело овечки Долли. Источник изображения: wikipedia.org

Представьте себе масштабы трагедии, если бы речь шла о человеке. Чтобы провести успешное клонирование, исследователям пришлось бы пройти через логистический кошмар: собрать огромное количество донорских яйцеклеток и найти армию суррогатных матерей.

Но самое страшное начинается после. Как объясняет Хосе Сибелли, специалист в области репродуктивной биологии, большинство клонированных эмбрионов погибает еще до имплантации, другие приводят к выкидышам.

Те же единицы, которые все-таки рождаются, часто умирают в первые часы или появляются на свет с тяжелейшими уродствами. Риск навредить ребенку или матери настолько велик, что ни один здравомыслящий ученый не возьмет на себя такую ответственность.

В клонировании нет смысла

Но, пожалуй, самый удивительный тормоз для технологии отсутствие внятной причины, зачем это вообще нужно. В кино клоны нужны, чтобы воскрешать умерших или отращивать запасные органы для богачей.

Реальность скучнее и гуманнее. Клонирование не возвращает личность оно создает однояйцевого близнеца с точно такой же ДНК, но с другим характером и судьбой.

Что касается органов, то для этого существует терапевтическое клонирование. Оно работает почти так же, но эмбрион не подсаживают в матку, а используют для выращивания стволовых клеток. Эти клетки универсальные солдаты, способные превратиться в любую ткань организма и потенциально излечить болезни Паркинсона, диабет или паралич.

Эмбриональные стволовые клетки человека. Источник изображения: wikimedia.org

Однако и тут не все гладко. Во-первых, добыча стволовых клеток из эмбрионов процесс сложный и этически спорный. Во-вторых, фармацевтические компании не горят желанием вкладываться в индивидуальные методы лечения, когда проще штамповать стандартные таблетки. А главное у науки появился более простой и дешевый конкурент.

Речь идет о технологии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), когда обычную клетку взрослого человека перепрограммируют обратно в универсальное состояние. Это можно сделать чуть ли не с помощью набора реактивов из магазина, в то время как терапевтическое клонирование требует высококлассной лаборатории и уникальных специалистов.

Читайте также: Сколько стоит клонирование кошки или собаки?

Попытка создать клона человека

Конечно, история знала попытки заявить об успехе клонирования людей. В 2002 году секта раэлитов, верящая в инопланетное происхождение человечества, объявила о рождении девочки Евы первого клонированного ребенка. Прошло больше двадцати лет, но никаких доказательств существования Евы так и не появилось.

Присоединяйтесь к нам в MAX!

Эта история стала скорее предупреждением: громкие заявления не имеют ничего общего с реальной наукой. Так что клонирование человека пока остается уделом фантастов. Потому что одно дело задаваться вопросом сможем ли мы?, и совсем другое честно ответить себе на вопрос а нужно ли нам это?.

Ученые изменили гены сомов так, чтобы они были защищены от болезней

Современная наука развита до такой степени, что сегодня ученые способны вносить изменения в организмы животных. В большинстве случаев это делается при помощи инструмента для редактирования генов CRISPR. Пример такой научной работы долго искать не надо в январе 2023 года генетики отредактировали ДНК коров таким образом, чтобы они начали давать молоко, которое не вызывают аллергию. Недавно другая группа ученых отредактировала гены сомов крупных рыб массой до 400 килограммов, которые пользуются большим спросом в магазинах. По словам авторов научной работы, генетически модифицированные рыбы стали меньше болеть и в будущем начнут активно размножаться чем не идеальная рыба для разведения, продажи и употребления в пищу?

Генетически модифицированные рыбы

Идеальных для употребления в пищу рыб создали ученые из Обернского университета (США). Чтобы наделить крупных сомов защитой от болезней и обеспечить им долгую жизнь, генетики использовали содержащийся в кишечнике аллигаторов антимикробный пептид кателицидин. Он был извлечен из организма пресмыкающихся и внедрен в рыб при помощи инструмента CRISPR. Результат не заставил себя долго ждать ученые объявили, что после этой манипуляции защищенность модифицированных сомов от болезней стала в пять раз выше, чем у диких особей.

Содержащийся в аллигаторах пептид наделил сомов защитой от болезней

Важно отметить, что пептид кателицидин был добавлен в репродуктивный ген сомов. Это заметно снизило возможность рыб к размножению, но такое решение считалось необходимым, чтобы модифицированные сомы не спаривались с дикими особями и вновь не стали уязвимыми к болезням. Тем не менее ученые считают, что фермерские методы разведения помогут защищенным от болезней сомам размножаться внутри искусственных водоемов в большом количестве.

Читайте также: Почему рыбы не замерзают в холодной воде?

Как защитить рыб от болезней

Ранее разведение сомов давалось фермерам с большим трудом, и генетическая защита от болезней должна исправить ситуацию. Дело в том, что в водоемах крупные рыбы находятся в тесных условиях, поэтому инфекции распространяются между ними с огромной скоростью. В результате, от различных заболеваний, около 45% мальков сома погибают. Фермеры пытались решить проблему при помощи антибиотиков, но патогены выработали к ним иммунитет и теперь такой способ защиты от болезней не работает.

Сомы являются очень крупными рыбами, поэтому на фермах им очень мало места

Возможно, некоторых людей отпугнет факт того, что рыба является генетически модифицированной. К сожалению, в мире до сих пор существует много мужчин и женщин, боящихся ГМО-продуктов об этом у нас есть отдельная статья. Однако, ведущие авторы исследования Рекс Данхэм и Баофэн Су считают, что выращенные на фермах сомы будут полностью безопасными. И это действительно так, потому что они точно не будут заражены инфекциями.

Вам будет интересно: Насколько рыбы пираньи опасны для людей?

Болезни рыб насколько они опасны

Рыбы подвержены огромному количеству болезней, возбудителями которых являются вирусы, бактерии, водоросли, грибы, паразиты и так далее. Из-за того, что рыбы живут в воде, почти любое заболевание приводит к нарушению водно-солевого обмена. Это становится причиной увеличения глаз, водянки, разрушению чешуи и так далее. Если болезнь поражает мальков, они с большой долей вероятности погибают. Однако, если заражена взрослая особь, болезнь может передаться и к человеку это приводит к пищевому отравлению или попаданию в организм паразита.

Все болезни рыб выглядят примерно одинаково

Исходя из этого получается, что рыб необходимо каким-то образом защищать от болезней. И генная модификация, судя по всему, является одним из самых лучших вариантов антибиотики все реже справляются с поставленными перед собой задачами.

Это познавательно: Ученые раскрыли секрет зубастого терпуга рыбы с 555 зубами

Лучшие рыбы для употребления в пищу

По данным за 2021 год, сомы являются одними из самых популярных рыб в США они составляют более 50% спроса на рыбу, выращенную на фермах. В России на эту рыбу тоже есть спрос, потому что она известна своими полезными свойствами. Например, эта рыба содержит большое количество белка около 17 граммов на 100 грамм филе. Также в нем содержится много таких микроэлементов как йод, калий, кальций, фтор, магний и натрий.

Важно: другие виды рыб тоже полезны! Например, минтай обладает низкой калорийностью, и при этом содержит много белка и мало жира

Сомы вырастают до 5 метров, а их масса может достигать 400 килограмм. Существует мнение, что эти рыбы являются людоедами внутри некоторых особей обнаруживали части человеческих тел. Только вот не ясно, сомы сами нападают на людей, или же просто питаются падалью. Жуткий, но весьма познавательный факт.

Чтобы не пропускать свежие новости о научных достижениях, подпишитесь на наш Дзен-канал.

Напоследок стоит отметить, что если рыбы не подвергаются болезням, они могут очень долго жить. Сомы, например, в диких условиях доживают до 60 лет. О других рыбах-долгожителях вы можете почитать в этом материале.

В ходе научной работы ученые случайно создали мутанта. Изображение: нейросеть DALLE-3

Многие научные издания сейчас обсуждают исследование, в рамках которого ученым удалось создать мышиный эмбрион, у которого вместо половых органов находятся дополнительные конечности. Новость звучит как отрывок из научной фантастики или даже фильма ужасов, но это реальность в лабораторных условиях биологи создали настоящего мутанта. Само собой разумеется, они не стали допускать дальнейшего развития этого организма, потому что оно вряд ли бы смогло приспособиться к жизни без гениталий и наличием лишних ног. После прочтения этой новости возникает справедливый вопрос: для чего вообще ученые создали такого мутанта? Ответ прост: на самом деле у них не было такой цели.

Редактирование генов у животных

О создании мыши-мутанта рассказали авторы научного издания IFL Science. В ходе научной работы биолог Моисес Малло и его коллеги изучали белок Tgfbr1, который очень важен для эмбрионального развития всех млекопитающих. Эксперимент проводился на эмбрионах нескольких лабораторных мышей.

Эмбриональное развитие это процесс, при котором молодой организм развивается с момента зачатия и до появления на свет. В этот период, который занимает несколько месяцев в зависимости от вида, у него формируются внешние и внутренние органы.

Используя инструменты для редактирования генов, ученые отключили выработку белка Tgfbr1. Изображение: research2reality.com

В рамках исследования ученые попробовали отключить ген, который отвечает за выработку белка Tgfbr1. Выполнив это действие, они хотели выяснить, как это скажется на спинном мозге организма. Но результат этого действия оказался крайне неожиданным.

Читайте также: Какие бывают мутации и чем они отличаются

Ученые создали мутанта в лаборатории

Вместо изменений в спинном мозге ученые заметили, что у одного из эмбрионов не начали развиваться половые органы. Вместо них они увидели две дополнительные конечности.

Во время эмбрионального развития тело животных формируется поэтапно, начиная с головы и заканчивая хвостом. В конце первого этапа происходит переход с головы к туловищу, а на втором переход от туловища к хвосту. Изучаемый исследователями белок Tgfbr1 больше всего был известен своей важной ролью в переключении развития от туловища к хвосту. Также ученые подозревали, что он отвечает за формирование задних конечностей и гениталий.

Нормальный эмбрион мыши (слева) и шестиногий эмбрион без половых органов (справа). Изображение: iflscience.com

В результате эксперимента ученые нашли наглядное тому подтверждение. Отключив отвечающий за выработку Tgfbr1 ген, настолько сильно помешали правильному развитию организма, что создали мутанта. После этого научного открытия ученые хотят выяснить, как этот белок влияет на другие системы организма.

Также ученые хотят узнать, влияет ли белок Tgfbr1 на развитие у ящериц и змей двойного полового члена гемипениса. Самцы этих животных действительно имеют два половых органа, но только один из них используется во время секса. Обычно гемипенис находится в клоаке, слегка расширенной конечной части задней кишки. Во время спаривания половые органы выходят наружу, а потом снова становятся незаметными.

Гемипенис огромной ящерицы. Изображение: bogatyr.club

Неожиданное научное открытие раскрыло перед учеными новые подробности о развитии млекопитающих. Возможно, благодаря результатам этого исследования исследователи смогут разработать новые технологии лечения генетических болезней. На данный момент потенциал открытия назвать сложно, но он точно имеется.

Читайте также: Как из-за редкой генной мутации женщину обвинили в серийных убийствах, а затем помиловали

Собака с шестью лапами

Логично предполагать, что организмы с несколькими конечностями рождаются из-за мутации, которая отвечает за выработку белка Tgfbr1. Одним из самых известных животных с такой мутацией является собака по кличке Ариэль кличка была дана ей в честь сказочной русалочки. Из-за мутации у собаки выросли две дополнительные конечности, которые срослись вместе. Также у нее были обнаружены вторые половые органы.

Мутировавшая собака Ариэль с лишними конечностями. Изображение: iflscience.com

В 2024 году собаке была проведена операция по удалению лишних конечностей. Она прошла успешно, и уже на следующий день Ариэль с аппетитом ела корм и пила воду. Однако ей все равно требуется долгое восстановление, потому что одна из здоровых ног очень слаба ей необходимо хорошенько потренироваться.

Чтобы оставаться в курсе новых научных открытий, подпишитесь на наши каналы в Дзен и Telegram. Так вы ничего не пропустите!

Когда речь заходит о мутациях, люди сразу же думают о чем-то плохом. Но иногда генетические изменения придают животным и людям очень красивые внешние черты. Если хотите в этом убедиться, читайте нашу статью Генетические мутации, которые делают людей красивыми.

Генное редактирование пока звучит как что-то очень страшное, но в перспективе может дать многое всему человечеству.

Новый универсальный инструмент генного редактирования открывает возможности для лечения множества генетических заболеваний, вызванных так называемыми нонсенс-мутациями. Технология PERT способна восстанавливать полноценные белки, которые обычно оказываются укороченными из-за патогенных мутаций в ДНК. Звучит сложно, но на самом деле это неплохой инструмент, который позволит лечить многие наследственные заболевания или и вовсе предотвращать их.

Как работает генная терапия PERT

Метод объединяет генное редактирование с синтетическими молекулами РНК, которые программируют клетки игнорировать мутации, преждевременно останавливающие синтез белков. Нонсенс-мутации составляют почти четверть всех известных болезнетворных вариантов ДНК, что делает разработку универсального подхода к их коррекции особенно актуальной задачей.

Технология PERT использует специальные супрессорные тРНК синтетические молекулы РНК, позволяющие клеточному аппарату синтеза белков прочитывать нонсенс-мутацию и производить полноразмерный белок. Эти молекулы встраиваются в геном с помощью техники прайм-редактирования, что теоретически исключает необходимость повторных доз препарата.

Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!

Дэвид Лю, химический биолог из Института Брода в Кембридже, и его коллеги опубликовали результаты исследований в журнале Nature. Разработка показала эффективность при коррекции мутаций, вызывающих муковисцидоз, болезнь Баттена, болезнь Тея-Сакса и болезнь Ниманна-Пика в выращенных человеческих клетках.

Опыты на мышах показали, что технология в целом работает.

Результаты тестирования генной коррекции на животных

Тестирование на мышах с нонсенс-мутацией, вызывающей синдром, похожий на тяжелую болезнь Гурлера у людей, продемонстрировало обнадеживающие результаты. PERT восстановила производство полноразмерного белка IDUA максимум до 7,6% от нормального уровня, но этого оказалось достаточно для облегчения симптомов заболевания у животных.

Зоя Игнатова, биохимик из Гамбургского университета, отмечает перспективность нового подхода. Ранее другие исследовательские группы использовали супрессорные тРНК без генного редактирования: одни применяли вирусы для доставки молекул в клетки, другие использовали жировые частицы, подобные тем, что применяются в мРНК-вакцинах от COVID-19.

Если ищите что-то интересное на AliExpress, не проходите мимо Telegram-канала "Сундук Али-Бабы"!

Преимущества метода перед существующими терапиями генных мутаций

Генное редактирование имеет ключевое преимущество перед альтернативными подходами. Вирусы могут провоцировать опасные иммунные реакции, а жировые частицы требуют повторных введений. Встраивание гена, кодирующего супрессорную тРНК, в геном пациента теоретически позволяет обойтись без дополнительных доз.

Исследования еще продолжаются, но первые результаты уже есть.

Однако существуют и ограничения технологии коррекции генетических заболеваний. Конкретная супрессорная тРНК не будет работать для всех нонсенс-мутаций. Кроме того, оптимальное количество специфических тРНК может варьироваться от ткани к ткани, что означает необходимость адаптации терапии для разных органов.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Перспективы применения генного редактирования

Если метод докажет свою эффективность на людях, PERT может значительно снизить стоимость и ускорить разработку терапий генного редактирования для многих состояний. Подобные болезнь-агностические подходы открывают захватывающие возможности для пациентов с наследственными заболеваниями.

Исследовательская группа планирует разработать дополнительные супрессорные тРНК для использования в различных контекстах. В перспективе медицинские центры могли бы иметь набор PERT-агентов в замороженном виде, готовых к использованию. До реализации этой мечты потребуются годы дальнейших исследований, но текущая работа доказывает биологическую возможность такого подхода.

Эксперимент по скрещиванию паука и козы прошел успешно, но дальше возникли проблемы

Козья паутина Звучит бредово, но именно за этим однажды охотились ученые. Паучий шелк прочнее стали и эластичнее нейлона, но разводить пауков на фермах невозможно: они сожрут друг друга. Тогда исследователи придумали гениальный план взять ген паука и вживить его козе. Чтобы она давала молоко с паутинным белком. Не паутину в чистом виде, конечно, а сырье, из которого потом можно было бы делать нити. Что же из этого вышло?

Гибрид козы и паука

В 2010 году профессор Рэнди Льюис (Randy Lewis) взял ДНК паука-кругопряда, вырезал нужный ген и вживил его в эмбрион обычной козы. Со стороны это выглядело как научная фантастика: родилась коза, которая внешне ничем не отличалась от своих сородичей. Но была одна деталь ее молоко содержало белок паутины. Из литра такого молока можно было выделить столько же ценного материала, сколько дал бы миллион пауков за целый день.

Паук-кругопряд. Источник изображения: Live Science

Зачем нужен паучий шелк

Паучий шелк прочнее стали, эластичнее нейлона и при этом легче пуха. Военные мечтали о бронежилетах из паутины, хирурги о нитках, которые не отторгает организм и которые рассасываются сами, когда рана зажила.

А еще из него можно делать искусственные связки, покрытия для имплантатов и даже компьютерные чипы. Проблема лишь в том, что разводить пауков на ферме невозможно эти твари просто сожрут друг друга.

Почему козы не дают паутину

После эксперимента со скрещиванием, в США появилась целая ферма таких коз-пауков. Животные чувствовали себя отлично, давали потомство, и мутация передавалась по наследству.

Казалось бы, вот оно, счастье: доишь козу и получаешь супер-материал. Но бизнес пошел по одному месту Компания, которая занималась этим проектом, в итоге обанкротилась. Технология оказалась слишком дорогой и сложной для массового производства.

Козы оказались не лучшим вариантом для производства паучьего шелка. Источник изображения: akademia-burda.ru

Одежда из паучьего шелка

Пока козы паслись на лугу, ученые нашли другой путь генно-модифицированные дрожжи и бактерии. Вот они оказались сговорчивее.

В 2017 году компания Bolt Threads сделала из такого белка 90 километров паучьих нитей и сделала 50 галстуков. Каждый продавали за 314 долларов, но просто так купить было нельзя разыгрывали в лотерею.

Галстук Bolt Threads из паучьего шелка. Источник изображения: boltthreads.com

Adidas тоже подсуетился и выпустил кроссовки Futurecraft Biosteel почти целиком из паутины. А The North Face сделал куртку Moon Parka теплую, непромокаемую, но дышащую.

Кроссовки Adidas из паучьего шелка. Источник изображения: sneakernews.com

Куртка North Face Moon Parka. Источник изображения: forbes.com

Читайте также: 5 настоящих животных-мутантов, которые были созданы людьми

Что в итоге?

Козам не суждено было стать фабриками паучьего шелка, но свой след в истории они оставили.

Присоединяйтесь к нам в MAX!

Эксперимент доказал, что вживлять гены от членистоногих млекопитающим реально. Сейчас ставку делают на бактерии и дрожжи, потому что они дешевле и не требуют сена. Но сама идея жива: однажды мы будем носить куртки из паутины, лечить раны паучьими нитками и даже не вспомним, что все началось с безумной попытки скрестить козу с пауком.

Генная инженерия может спасти человечество от голода

По информации за январь 2022 года, численность населения Земли составляет 7,92 миллиарда человек. Этот показатель постоянно растет и прогнозы гласят, что к 2050 году на нашей планете будет жить более 9 миллиардов человек. Если построить новые города и соорудить искусственные острова, места для людей будет предостаточно, но вот с продовольствием дела обстоят гораздо сложнее. Дело в том, что климат на Земле стремительно меняется, а концентрация углекислого газа увеличивается, из-за чего многие необходимые для жизни культуры могут перестать расти. Ученые постоянно ищут способ улучшить адаптацию растений к изменениям климата, только особо серьезных результатов они еще не добивались. Однако, недавно американские исследователи пересадили современным растениям фермент, который помогал доисторическим культурам выживать на воздухе с повышенным уровнем углекислого газа. Возможно, такой подход может спасти людей будущего от голода.

Зачем растениям фермент рубиско?

Фермент, который помогал древним растениям выживать при высокой концентрации углекислого газа, называется рубиско. Этот комплекс белков нужен растениям для того, чтобы вырабатывать энергию от солнечного света (осуществлять фотосинтез) путем связывания атмосферного углекислого газа. Считается, что 20-30 миллионов лет назад этот фермент помогал растениям выживать, когда концентрация CO2 в воздухе составляла 500-800 частей на миллион. От имеющегося в современных растениях рубиско древний вариант отличается тем, что он не умеет отличать углекислый газ от кислорода в древние времена эта функция была не нужна, потому что кислорода в воздухе было мало.

В древние времена на Земле было очень мало кислорода

Со временем концентрация кислорода в воздухе повышалась. Было выяснено, что фермент рубиско также способен связывать молекулы кислорода. Растения начали дополнительно поглощать кислород и производить углекислый газ, что уменьшило эффективность фотосинтеза. Чтобы растения восстановили способность к фотосинтезу, эволюция увеличила чувствительность рубиско к углекислому газу. Однако, на протяжении 20-30 миллионов лет уровень CO2 в воздухе упал, и специфичность рубиско к этому газу снова снизилась.

Жизнь растений во многом зависит от фотосинтеза

Сегодня уровень углекислого газа в воздухе снова поднимается. До 1950-х годов его концентрация сохранялась на уровне 300 частей на миллион. Но потом, после появления автомобилей с двигателями внутреннего сгорания и заводов, концентрация СО2 в воздухе поднялась до 420 частей на миллион. Растения будут слишком долго адаптироваться под новые климатические условия, поэтому ученые из Корнеллского университета (США) решили самостоятельно наделить их рубиско с повышенной чувствительностью к углекислому газу.

Читайте также: Ученые научились заряжать растения. Из них можно сделать светильники

Как генная инженерия спасет людей от голода?

Для этого исследователи проанализировали структуру рубиско в картофеле, томатах, баклажане, табаке и других растениях. Исследование помогло выяснить, какими особенностями обладал фермент, который имелся у растений миллионы лет назад. Ими было выделено 98 структур, которые можно было использовать для создания древнего фермента рубиско. Судя по всему, он уже создан, и ученые хотят внедрить его в табак посредством технологии редактирования генов CRISPR. По словам автора научной работы Морина Хэнсона (Maureen Hanson), они искренне надеются, что внесенные изменения помогут получить большой урожай.

Модель молекулы Рубиско

Если эксперимент пройдет успешно, ученые хотят проверить технологию на примере томата, картофеля, сои и риса. Эти культуры считаются важными для пропитания людей, поэтому им уделено повышенное внимание. Возможно, если технология докажет свою эффективность, исследователи начнут применять ее к другим растениям. Например, ученые уже сейчас прогнозируют, что в будущем изменения климата может привести к дефициту ячменя. Если это произойдет, стоимость пива в зависимости от региона повысился до 300%. Подробнее грядущем дефиците пенного напитка можете почитать в этом материале.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Стоит отметить, что человечество уже сейчас стоит на грани дефицита хлеба. Считается, что для богатых стран эта ситуация может обернуться кризисом, но больше всего не повезет жителям бедных стран там может начаться настоящий голод.

Корова голштинской породы

Научный прогресс развился до такой степени, что ученые могут редактировать гены растений и животных. Недавно немецкие исследователи решили вырастить поколение свиней, которые генетически модифицированы так, чтобы их органы были пригодны для пересадки в человеческие организмы. Ожидается, что таким образом можно будет решить проблему дефицита донорских органов и спасти жизни миллионов людей. Генная инженерия уже вовсю используется в сельском хозяйстве ученые меняют гены растений так, чтобы они становились вкуснее, не вызывали аллергии, давали больше урожая и в целом были лучше. Употребление генно-модифицированных овощей и фруктов официально разрешено, но до недавнего времени этого нельзя было сказать про животных. Некоторые ученые модифицируют гены крупного скота, чтобы они тоже становились лучше в мире уже существуют коровы, которым вырастили короткую шерсть для увеличения выносливости в жаркую погоду. Но безопасно ли их мясо для употребления в пищу?

Зачем ученые меняют гены животных?

Большинство видов животных не нуждаются в изменении генов в основном, речь идет о диких особях. А вот крупный домашний скот является для людей источником молока, мяса, шерсти и других полезных ресурсов. Их нужно защищать от инфекций, паразитов и жары, потому что как минимум коровы в излишне теплых условиях дают меньше молока, медленно набирают вес и неохотно размножаются. Предотвратить их перегрев можно оснастив фермы дорогой системой вентиляции, кондиционерами и другими приборами. Но выгоднее всего просто использовать генную инженерию и вывести породу, которой не страшна жара.

Коровы с трудом переносят летнюю жару

Генетически модифицированные коровы

Технология довольно новая, поэтому ученые пользуются ею с осторожностью, с каждым разом все повышая сложность задач. В 2020 году группа новозеландских биологов успешно поменяла окраску тела телят голштинской породы с черно-белой на серо-белую. Предполагалось, что светлая шерсть позволит им легче переживать летние дни.

Телята с измененным цветом шерсти

Эксперимент оказался успешным, поэтому недавно другая группа ученых из компании Acceligen решила пойти дальше и использовать инструмент для редактирования генов CRISPR/Cas9 для уменьшения длины коровьей шерсти. Как и ожидалось, рожденные телята оказались более стойкими к жаре, потому что короткая шерсть позволяет лучше регулировать температуру тела. Генетически модифицированные коровы получили название PRLR-SLICK.

Ученые изменили гены коров породы рыжий ангус. На первой фотографии показана модифицированная особь с короткой шерстью, а на второй обычная

Читайте также: Опасны ли ГМО продукты мифы и реальность

Насколько безопасно ГМО мясо?

Коровы дают не только молоко, но и являются источником питательного мяса. Но есть генно-модифицированных животных сразу же нельзя сначала регулирующие органы должны убедиться, что они безопасны для здоровья людей. Обычно мясо лососей, свиней и других ГМО животных оцениваются на протяжении нескольких лет. Такие создания действительно существуют: модифицированные лососи AquAdvantage, в отличие от своих диких сородичей, растут целый год, а свиньи GalSafe не вызывают аллергию. Коровы PRLR-SLICK тоже проходили тест на безопасность мяса, но процесс длился недолго члены Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрили их мясо для употребления всего через несколько месяцев со дня подачи заявки.

Генетически модифицированные свиньи GalSafe не вызывают аллергии

Скорее всего, проверка прошла в рекордно короткие сроки потому, что ответственная за рост короткой шерсти мутация уже встречается у короткошерстных коров, которые были выведены путем традиционного скрещивания. Их мясо уже было проверено на безопасность для человеческого организма, и никаких побочных эффектов ученые не заметили.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Генетически модифицированные коровы, свиньи и другие животные буквально запрограммированы для того, чтобы давать людям больше полезных ресурсов. Благодаря вмешательству со стороны ученых, крупный рогатый скот будет меньше страдать от жары и исправно предоставлять фермерам молоко, мясо и потомство. А модифицированные свиньи вовсе могут спасать жизни недавно свиное сердце было успешно пересажено в тело 57-летнего мужчины. Организм не стал отторгать орган как чужой объект но, к сожалению, спустя несколько месяцев пациент все равно умер. Если хотите узнать об удивительной истории больше подробностей, читайте этот материал.

Генетики хотят воскресить птицу додо, но другие ученые выступают против этой идеи

Сотни лет назад, на острове Маврикий в западной части Индийского океана, обитали птицы додо они также известны как маврикийские дронты. Это были небольшие, но очень мясистые создания, которые имели много общих особенностей с голубями. Они бы прекрасно жили и сегодня, однако в 1598 году на острове появились голландские мореплаватели, после чего не умеющие летать птицы стали легкой добычей как для моряков, так и для прибывших вместе с ними кошек до этого момента на острове не было ни одного хищника. Люди настолько быстро истребили птиц додо, что даже не успели этого заметить и некоторое время эти создания считались мифическими животными. С момента исчезновения маврикийских дронтов прошло 350 лет, и скоро компания Colossal Biosciences хочет исправить эту ошибку человечества, воскресив древнюю птицу. Давайте разберемся, как она это сделает и почему многие ученые выступают против этой идеи.

Как ученые собираются воскресить животных

Компания Colossal Biosciences уже далеко не в первый раз обещает миру воскресить вымерших животных. В 2021 году возглавляющий компанию генетик Джордж Черч объявил, что он и его коллеги смогут возродить древних мамонтов. В 2022 году стало известно, что они также намерены вернуть к жизни тасманского тигра. Несмотря на то, что предыдущие планы не осуществлены, исследователи поставили перед собой еще одну задачу воскресить птицу додо.

Тасманские тигры также известны как сумчатые волки. Существует мнение, что они до сих пор живы

Важно отметить, что речь идет не о клонировании древнего животного. Компания уже прекрасно знает, что самым близким из ныне живущих родственников маврикийского дронта является никобарский голубь. Генетики намерены выявить все отличия между птицей додо и голубем, а потом определить, что делает дронта дронтом. После этого, они возьмут никобарского голубя и отредактируют его гены таким образом, чтобы он стал максимально похожим на птицу додо.

Никобарский голубь

Вымирающие виды животных как их спасти?

В конечном итоге получается, что компания Colossal Biosciences создаст не точную копию птицы додо, а просто нечто на нее похожее. По словам штатного палеогенетика Бет Шапиро, никто не может воссоздать на 100% идентичную копию того, что уже не существует. Воскресив (если это можно так назвать) маврикийского дронта, компания хочет обратить внимание общественности на проблему вымирания существующих животных. По данным Международного союза охраны природы, на сегодняшний день 41 000 видов животных находятся под угрозой исчезновения вот некоторые из них.

Воскресив птицу додо, генетики хотят обратить внимание людей на вымирание животных

С одной стороны, стремление компании Colossal Biosciences возродить дронтов для привлечения внимания к серьезной проблеме, это похвально. С другой, в этом нет никакого смысла многие ученые считают, что собранные на возрождение птицы додо миллионы долларов лучше пустить на защиту существующих видов. Например, таким мнением с изданием The Guardian поделился Юэн Бирни, заместитель директора Европейской лаборатории молекулярной биологии.

Вопрос не только в том, можете ли вы это [воскресить животных] сделать, но и в том, должны ли вы это делать. Существуют люди, которые думают, что раз они могут что-то сделать, то обязательно должны. Но я не уверен, действительно ли это лучшее распределение ресурсов. Мы должны спасти виды, которые у нас есть, прежде чем они вымрут, заявил Бирни.

Такого же мнения придерживается и биолог Борис Ворм из Университета Далхаузи в Канаде. По его словам, приоритетом ученых должно быть предотвращение вымирания животных. Вряд ли воскресив птицу додо, компании удастся спасти жизни других птиц и живых созданий. А вот если использовать собранные деньги для остановки вырубки лесов, для борьбы с браконьерами и так далее, можно получить более заметные результаты. Скорее всего, это потребует гораздо меньших денег, чем создание копии древнего животного.

Есть так много вещей, которые отчаянно нуждаются в нашей помощи. Зачем вообще пытаться спасти то, что давно исчезло, когда существует так много вещей, которые находятся в отчаянном положении, дополнил палеонтолог Джулиан Хьюм.

Сколько стоит воскресение животных

На воскрешение древних животных компания Colossal Biosciences действительно хочет потратить огромное количество денег. Недавно они привлекла финансирование в размере 150 миллионов долларов. С момента начала сбора денег в 2021 году, она уже собрала 225 миллионов. Несмотря на критику со стороны коллег, генетики из компании вряд ли поменяют свои планы. Не ясно, когда именно это произойдет, но в будущем у нас есть шанс увидеть живых мамонтов, тасманского тигра и птицу додо. Это будут не точные копии, но нечто на них похожее.

Скелет птицы додо и ее искусственная копия в Национальном музее Уэльса в Кардиффе, 1938 год

А вы хотите, чтобы ученые воскресили птицу додо? Или собранные на это деньги лучше пустить на защиту существующих животных? Своим мнением делитесь в комментариях или нашем Teleram-чате. Также у нас есть Дзен-канал, где тоже можно комментировать статьи.

Напоследок вот вам интересный факт: у птицы додо есть вымерший родственник дронт-отшельник. Эти похожие на гусей создания обитали на острове Родригеса в Индийском океане и обладали круглым хрящом, который использовали как оружие. Почитать о том, как именно они им пользовались, вы можете в нашей статье о вымерших животных с удивительными особенностями.

Последние комментарии