Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Генетика

Что такое тест ДНК, как его делают и для чего он нужен?

14.04.2020 20:12:22 | Автор: admin

С тех пор как в 1953 году была открыта структура ДНК, было разработано множество методов, позволяющих использовать эти знания для более глубокого изучения того, как функционируют все живые существа на нашей планете. Вся информация о живых существах закодирована в генах, а носителем всех генов человека или животных является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) генетический материал, который содержит код жизни. По сути, ДНК это длинная молекула, состоящая из строительных блоков нуклеотидов. Нуклеотиды обозначают буквами A, T, C и G, в ДНК они появляются в виде буквенных пар AT и CG. В генетическом коде человека насчитывается около 3 миллиардов пар букв. Но когда ученые научились проводить ДНК тесты и для чего они нужны?

Молекула ДНК что нужно знать?

ДНК в каждой клетке человека содержит один и тот же код, но у каждого человека он свой. Это уникальный код ДНК, по которому можно идентифицировать самого человека и его детей. Мы получаем свой код ДНК от наших биологических родителей в равных количествах по 25% от каждого из родителей. Остальные 50% это наш личный код. Поэтому у родных братьев и сестер ДНК совпадают на 50%, что помогает при помощи теста легко это определить.

У человека большая часть ДНК находится в виде плотно свернутых нитей, называемых хромосомами, которые находятся внутри ядра клетки. Все клетки организма имеют одинаковые молекулы ДНК.

Напомню, что в клетке человека содержится 46 хромосом. Если попробовать размотать каждую хромосому и расположить ее от начала к концу, то в результате получится длинная двухцепочечная спираль ДНК длиной около 3 метров и все это из одной микроскопической человеческой клетки. Спираль ДНК выглядит как винтовая лестница. «Ступени» состоят из четырех нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин). Расположение этих молекул называется последовательностью ДНК, которая определяет все индивидуальные характеристики организма. Это генетический код в котором записано, когда, сколько и каких белков будет произведено в нашем теле начиная от формирования в виде эмбриона до самой смерти. По сути, это инструкции, которые определяют наши физические характеристики и функции организма. Эти инструкции содержатся в единицах, называемых генами.

Делали ли вы когда-нибудь ДНК-тест? Расскажите о своем опыте в комментариях к этой статье и присоединяйтесь к обсуждению этой и других не менее интересных тем к участникам нашего Telegram чата

Интересные факты о ДНК человека

  • ДНК человека и кочана капусты совпадает на 50% (будто это наш родной брат или сестра), а вот с ДНК банана мы совпадаем на 60%. Удивительно, правда?
  • ДНК людей идентичны на 99%. Все что нас отличает (внешность, пол, голос, расса и т.д.) укладывается всего в 1%
  • ДНК человека и шимпанзе совпадают на 98%
  • Около 2 грамм ДНК могли бы хранить в себе всю информацию, которая на сегодняшний день есть в Интернете
  • ДНК распадается примерно за 1,5 миллиона лет. Поэтому клонировать динозавров нам вряд ли удастся.

Как и для чего делают ДНК тест?

Так как ДНК содержится в каждой клетке нашего тела, изучая генетический материал кровь, кожу, волосы, слюну и т.п. с помощью принципов микробиологии ученые могут узнать владельца конкретной ДНК. Однако для получения точных результатов специалисты советуют сдать кровь из вены. Сегодня анализ ДНК позволяет определить наследственную предрасположенность к разным заболеваниям, которыми страдали или страдают родственники человека. Одним из таких заболеваний является шизофрения в своей предыдущей статье я подробно рассказывала о том, почему эту болезнь так сложно лечить и изучать.

Более того, проанализировав ДНК специалисты могут рассказать о том, какие заболевания могут возникнуть у человека в будущем, определить индивидуальную непереносимость лекарств, склонность к наркомании и алкоголизму и многое другое.

ДНК есть у всех живых организмов.

Чтобы всегда оставаться в курсе последних открытий из увлекательного мира популярной науки, подписывайтесь на наш канал в Google News

Наиболее распространенным тестом ДНК является метод полимеразной цепной реакции или ПЦР. На сегодняшний день это один из новейших и наиболее точных способов диагностики. Несмотря на то, что этот метод до сих пор считается экспериментальным, он широко и успешно применяется в медицине. Так, большинство тестов на наличие/отсутствие в организме нового коронавируса SARS-CoV-2, которые проводятся во всем мире, являются именно ПЦР-тесты. Метод ПЦР в 1993 году разработал ученый Кэри Муллис, который получил за свое открытие Нобелевскую премию. Суть метода заключается в применении особых ферментов, которые много раз копируют фрагменты ДНК возбудителей болезни (как, например, с коронавирусом) которые можно обнаружить в пробах генетического материала, например в крови. Затем специалисты сверяют полученные фрагменты с базой данной, что позволяет выявить тип возбудителя болезни и его количество в организме.

Сам тест проводят в специальном приборе амплификаторе, который охлаждает и нагревает пробирки с образцами биоматериала. Точность результата напрямую зависит от температурного режима.

Так выглядит амплификатор

Однако выявление и определение склонности к заболеваниям не является единственной областью, в которой прибегают к использованию тестов ДНК. Так, появление ДНК-тестов как в свое время дактилоскопия (метод определения отпечатков пальцев) изменило криминалистику. Благодаря анализу ДНК следователи имеют возможность собрать генетический материал преступника и поймать его. Но самое популярное использование ДНК-тестов определение отцовства. Возможно дело в том, что этот анализ позволяет получить практически 100% результат. Недавно мой коллега Николай Хижняк в своей статье подробно рассказал о будущих возможностях исследования ДНК, рекомендую к прочтению.

Подводя черту отмечу, что сегодня загадка кода ДНК еще не раскрыта. Мы стоим в самом начале познания, что же это такое на самом деле? Приоткрыв небольшую щелочку двери мы можем только догадываться о том, какие перспективы в будущем для человека может открыть понимание что такое ДНК и как мы можем использовать эти знания!

Cовременные лабораторные методы диагностики позволяют выявить множество заболеваний на самых ранних стадиях.

Подробнее..

Коронавирус и летучие мыши дружба длиной в миллионы лет

29.04.2020 16:10:46 | Автор: admin

Пока весь мир сотрясают теории заговора о новом коронавирусе и его происхождении, ученые продолжают работать. Недавно исследователи сравнили различные виды коронавирусов, естественными хозяевами которых являются 36 видов летучих мышей из западной части Индийского океана и близлежащих районов Африки. Оказалось, что у различных групп летучих мышей есть свои собственные уникальные штаммы коронавируса. Это означает, что летучие мыши и коронавирусы эволюционировали вместе в течение миллионов лет. Более того, ученым удалось обнаружить четыре новых вида африканских летучих мышей двоюродных братьев подковообразных летучих мышей, которые, как считается, являются естественными хозяевами SARS-CoV-2, вызывающего CoVID-19.

Что нужно знать о летучих мышах?

Хотя о летучих мышах обычно говорят как о монстрах с перепончатыми крыльями, которые очень любят пить кровь, на самом деле подавляющее большинство рукокрылых питаются насекомыми, а листоносые летучие мыши и вовсе растительноядные: они питаются фруктами, нектаром или пыльцой. И только наиболее крупные виды не гнушаются отобедать лягушками, ящерицами и птицами. Летучие мыши-вампиры обитают преимущественно в Южной Америке и питаются кровью позвоночных птиц и млекопитающих. О том, как охотятся эти слепые зверьки читайте в материале моего коллеги Рамиса Ганиева.

Хотя это и не очевидно, но летучие мыши приносят миру много пользы они опыляют растения, питаются болезнетворными насекомыми и помогают рассеивать семена, необходимые для регенерации деревьев тропических лесов. При этом летучие мыши, как и ряд других групп млекопитающих, являются естественными носителями коронавирусов.

Читайте также: Почему летучие мыши считаются идеальными переносчиками болезней?

Летучие мыши обобщающее название для представителей отряда рукокрылых

Необходимо отметить, что вирусы живут во всех животных и летучие мыши, а также ряд других групп млекопитающих, просто-напросто их естественные хозяева. Для самих рукокрылых эти коронавирусы не представляют опасности, однако есть вероятность того, что они могут перекинуться на других животных. Помните вспышку коронавируса MERS (Ближневосточный тяжелый респираторный синдром)? Люди заразились им от верблюдов, которых заразили летучие мыши. И это далеко не единственный пример того, как вирусы кочуют между видами.

Летучие мыши и коронавирусы

Как пишет Science Daily, чтобы не допустить вспышки смертельно опасной инфекции в будущем, ученые провели генетический анализ коронавирусов, присутствующих в 36 видах летучих мышей. Сравнивая коронавирусы, выделенные и секвенированные с другими животными, включая дельфинов, альпак и людей, исследователи смогли построить гигантское генеалогическое древо коронавирусов. Это семейное древо показывает, как различные виды коронавируса связаны друг с другом.

Чтобы всегда быть в курсе развития ситуации с новым коронавирусом, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Согласно полученным результатам, опубликованным в журнале Scientific Reports, ученые обнаружили, что в редких случаях летучие мыши разных семейств, родов и видов, которые живут в одних и тех же пещерах и имеют близко расположенные дневные насесты, разделяют один и тот же штамм коронавируса. При этом в новом исследовании передача штаммов между видами является исключением, а не правилом. Как отмечают авторы исследования, тот факт, что передача коронавируса в регионе между двумя видами летучих мышей происходит очень редко, обнадеживает.

Многие летучие мыши питаются фрутками

Однако наиболее важным выводом исследования является окончательное понимание того, что летучие мыши и коронавирусы эволюционировали вместе на протяжение миллионов лет. Более того, SARS-CoV-2 произошел естественным путем, о чем подробнее можно прочитать в статье, посвященной происхождению CoVID-19.

Как отмечают ученые, изучение эволюции различных штаммов коронавируса может иметь ключевое значение для предотвращения вспышек в будущем. Конечно, сегодня всех интересует поиск лекарства от CoVID-19, но чтобы не допустить повторения пандемии, мы должны разработать эффективную программу общественного здравоохранения. Будь у нас такая сегодня, мир не оказался бы в режиме самоизоляции. Важно понимать, что достаточно большое количество вирусов может передаваться человеку от животных.

Новые виды летучих мышей

Еще одним не менее важным открытием стала работа, опубликованная в журнале ZooKeys. Как пишут авторы исследования, CoVID-19 пришел к нам от подковообразной летучей мыши, которая обитает в Китае. Китай родина не менее 30 видов подковообразных летучих мышей, однако какой из них является первоисточником нового коронавируса пока не известно. Более того, ученые пока не могут сказать, передаются ли разные штаммы коронавирусов между различными видами рукокрылых.

Скорее всего именно летучим мышам мы обязаны пандемией CoVID-19

В ходе исследования ученые изучали листоносых летучих мышей семейства Hipposideridae. Это семейство распространено по всей Африке, Азии и Австралии, однако африканские представители Hipposideridae изучены плохо. Результаты показали, что в некоторых случаях предположительно широко распространенные виды оказались генетически разными видами, которые при этом выглядели одинаково. ДНК этих видов, пишут авторы статьи, намекает на то, что они эволюционировали отдельно от своих двоюродных братьев подковообразных летучих мышей.

Как вы думаете, что послужило причиной появления нового коронавируса? Поделитесь ответом в комментариях к этой статье, а также присоединяйтесь к обсуждению этой и других не менее интересных тем к участникам нашего Telegram-чата

Так, генетические исследования показали, что в мире есть по меньшей мере четыре новых и неописанных вида летучих мышей. Страшно подумать, какие штаммы коронавирусов сокрыты в их небольших телах.

Ученые обнаружили четыре новых вида летучих мышей в Африке

Подробнее..

Когда курицы стали домашними животными?

28.06.2020 00:20:07 | Автор: admin

Это не новость, но домашние курицы когда-то были дикими

Об этом мало кто задумывался и осознавал, но курицы это самая многочисленная и распространенная домашняя птица. Считается, что на сегодняшний день их количество исчисляется 24 миллиардами особей. В этом нет ничего удивительного, потому что куриц разводят ради яиц, мяса, пуха и перьев. Именно они являются основным источником белка для людей и, без преувеличений, они самые полезные домашние животные в плане производства ингредиентов различных блюд. Но когда и где люди решили их одомашнить? Ведь курицы, как и все существующие сегодня домашние животные, были дикими.

Одомашнивание животных также известно под словом доместикация.

Предок курицы

Этот вопрос волновал ученых с очень давних времен, но недавно примерная дата одомашнивания кур наконец-то стала известна. В XIX веке натуралист Чарлз Дарвин (Charles Darwin) выдвинул предположение, что предками известным нам сегодня куриц являются банкивские джунглевые курицы (Gallus gallus). А все потому, что два этих вида очень похожи и при скрещивании дают здоровое потомство без каких-либо отклонений в развитии. Если бы между ними не было родственной связи, цыплята родились бы как минимум нездоровыми.

Так выглядит банкивская джунглевая курица

Ученые уже почти уверены, что домашние птицы произошли от живущих в джунглях птиц. Только вот определить, где именно были одомашнены курицы, было очень сложно. Дело в том, что банкивские курицы с очень давних времен обитают в разных местах нашей планеты, от Индонезии до Пакистана. Но со временем появились новые технологии и ученые научились сравнивать образцы ДНК животных молекулах, внутри которых хранятся инструкции, по которым развиваются живые организмы.

Читайте также: Собака лучший друг человека, или просто притворяется?

Генетическое исследование

Сравнением ДНК разных видов куриц на протяжении долгих лет занимался китайский исследователь Цзяньлинь Хань (Jianlin Han). Он собрал генетические образцы домашних и диких куриц из разных регионов Азии и Африки. В общей сложности он собрал 850 образцов ДНК и начал их сравнивать. Результаты его научной работы были опубликованы в научном журнале Cell Research.

В России насчитывается около 100 пород кур

Сравнение генетических данных показало, что самыми близкими родственниками ныне живущих домашних куриц является вид Gallus gallus spadiceus. Они обитают в лесах Таиланда и юго-западной части Китая. Судя по генетическим данным, разделение куриц на диких и домашних произошло примерно 7500 лет назад. Также есть доказательства того, что впоследствии домашние курицы скрещивались с дикими, что привело к появлению новых видов.

А вы знаете, что возникло раньше: яйцо или курица?

Происхождение курицы

В конечном итоге получилось, что курицы были одомашнены около 7500 лет назад, на территории Китая. Однако, это усредненные данные, потому что исследование показало очень размытые итоги если быть точнее, одомашнивание произошло где-то между 6200 и 12 800 лет назад. Но в то, что домашние курицы появились настолько давно, ученым верится с трудом. А все потому, что даже рис начал выращиваться 9 000 лет назад. Так что предположение, что домашние курицы возникли 7500 лет назад, звучит более правдоподобно.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

На сегодняшний день существует очень много разновидностей кур, которые различаются между собой окраской и особенностями разведения. Есть курицы, которые несут не белые и коричневые яйца, а зеленые и голубые. Например, цветные яйца несут курицы вида араукана. Эти птицы были обнаружены в одном из американских племен, в честь которого и получили свое название. Они обладают необычным внешним видом с пышными бакенбардами и, скорее, относятся к декоративным видам. Их яйцами особо не насытишься, потому что они маленькие и в год их появляется только по 170-180 штук.

Так выглядят курицы породы араукана

Теперь мы примерно знаем, кто предками домашних куриц являются дикие птицы. Но от кого произошли курицы, которые живут в лесах? Об этом я писал в отдельном материале их предок жил примерно 66 миллионов лет назад, во времена динозавров. Считаю, что это очень интересная тема для изучения, поэтому рекомендую заняться чтением прямо сейчас!

Подробнее..

Браки между родственниками что произойдет, если жениться на двоюродной сестре?

22.10.2020 18:10:31 | Автор: admin

Королева Виктория и Принц Альберт изображены в 1846 году. Они были двоюродными братьями и сестрами.

Главный герой мультсериала «Футурама» Фрай, из-за причуд путешествий во времени, стал собственным дедушкой, что послужило причиной его уникальных мозговых волн. Оказалось, мозговые волны Фрая не поддаются влиянию мозговых волн инопланетных летающих мозгов, которые решили захватить Землю и сделали всех людей очень глупыми. Всех, кроме доставщика пиццы из 1999 года, который стал самым главным человеком во Вселенной. Но если вернуться в реальный мир, то возникает вопрос а какими были бы последствия от становления собственным дедушкой в реальной жизни? И вообще, что произойдет если жениться/выйти замуж за двоюродного брата/сестру или любого другого кровного родственника? Как ни странно, но ответы на эти вопросы у ученых уже есть, так как кровные браки между родственниками, в частности между двоюродными братьями и сестрами, распространены во многих странах мира. Дети, рожденные в таких союзах, нередко получают от родителей отнюдь не уникальные мозговые волны, как в Футураме, а редкие генетические заболевания.

Королевские традиции

Легально заключить брак между двоюродными братьями и сестрами нельзя в 30 западных государствах, а во многих странах на подобные браки введены ограничения. Между тем, в истории европейских монархий насчитывается огромное количество примеров, когда число королевских детей (или их отсутствие) решали судьбу страны на несколько столетий вперед.

При этом практически во всех известных культурах с давних времен существовал запрет на брак между братьями и сестрами, родителями и детьми. Так, в Таиланде, Мексике, Центральной Африке и Древнем Египте это правило распространялось на всех, кроме правителей.

А в королевских домах Европы были широко распространены браки с двоюродными и троюродными братьями и сестрами. За примерами, как пишет National Geographic, далеко ходить не надо:

Вспомним хотя бы прусских Гогенцоллернов, французских Бурбонов, британскую королевскую семью, испанских Габсбургов, династия которых пресеклась в 1700 году со смертью Карла II… У последнего было столько физических и психических отклонений, что ходить он начал только к четырем годам, а говорить к восьми, с трудом жевал даже во взрослом возрасте и не мог зачать ребенка.

Сиамский король Рама V (на фото со своей женой (родная сестра) и детьми) не признавал никаких запретов.

Читайте также: Новые генетические тесты предскажут развитие болезней

Люди связаны между собой

Сегодня браки между двоюродными братьями и сестрами не так распространены в нашем обществе, но во многих закрытых обществах и тесно связанных сообществах вероятность того, что супруг окажется по крайней мере 6-м, 7-м или 8-м кузеном по-прежнему высока. Вот только с научной точки зрения кровосмешение относится к размножению между гораздо более близкими родственниками. Между тем, одним из основных недостатков кровосмешения является то, что оно уменьшает количество потока генов в популяцию и, следовательно, замедляет развитие генетического разнообразия.

Генетическое разнообразие увеличивает продолжительность жизни популяции, увеличивая вероятность того, что некоторые особи переживут катастрофу, такую как крупное изменение климата или смертельную пандемию.

Отношения, описываемые как «кровные» это отношения между парами, которые являются по меньшей мере троюродными братьями или более близкими родственниками. Но для детей таких пар существует огромный риск для здоровья. Как пишет Daily Mail в статье 2018 года, браки двоюродных братьев и сестер являются ключевым фактором в среднем двух детских смертей каждую неделю.

При расчете цифр исследователи исходили из того факта, что в общей сложности 545 мальчиков или девочек, родившихся в близкородственных парах, умерли в раннем возрасте в течение последних пяти лет согласно данным Департамента образования Великобритании. Тысячи других детей, рожденных в родственных браках выживают, но с ужасающими физическими или умственными проблемами. К ним относятся слепота, глухота, болезни крови, сердечная или почечная недостаточность, проблемы с легкими или печенью и множество часто неизлечимых и сложных неврологических расстройств.

В прошлом королевские династии были большими сторонниками брака внутри семьи, чтобы сохранить чистоту родословной. Испанские Габсбурги следовали этой практике особенно рьяно, результатом чего стал заметный дефект челюсти.

Еще больше увлекательных статей о последних новостях из мира науки и высоких технологий, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

Так, BBC сообщает, что британские пакистанцы в 13 раз чаще имеют детей с генетическими нарушениями, чем население страны в целом. В Бирмингеме примерно каждый десятый ребенок от двоюродных браков либо умирает в младенчестве, либо у него развивается серьезная пожизненная инвалидность, вызванная генетическими заболеваниям.

У двоюродных братьев и сестер общая ДНК составляет 12,5%. (Братья и сестры, а также родители и дети делят около 50 процентов.) Таким образом, любой ребенок, рожденный от двоюродного брата, будет иметь довольно значительную долю похожих генов. И это может стать проблемой дети, рожденные в двоюродных браках, могут страдать так называемыми «рецессивными» генетическими расстройствами, связанными с тяжелой инвалидностью и ранней смертью.

Если вы унаследуете один вариант гена, вы не заболеете и не умрете. Однако если ребенок наследует один и тот же вариант гена от каждого из своих родственных родителей, он подвергается более высокому риску возникновения проблем со здоровьем. В браках между двоюродными братьями и сестрами это число может возрасти до одного из восьми, потому что те, кто состоит в родстве друг с другом, с большей вероятностью несут в своей ДНК одни и те же дефекты.

Все настолько плохо?

Последние исследования, однако, предполагают, что все не так уж и плохо. В статье, опубликованной в журнале Science, рассматриваются генетические данные из миллионов генеалогических онлайн-профилей. Ученым также удалось определить, в какой момент истории брак с двоюродным братом/сестрой вышел из моды, а также среднюю степень родства между супружескими парами на сегодняшний день.

Альберт Эйнштейн и его вторая жена (и двоюродная сестра) Эльза Эйнштейн подняли семейный брак на новый уровень. Они были связаны как по материнской, так и по отцовской линии: их матери были сестрами, а отцы двоюродными братьями и сестрами.

Хотя сегодня это табу, двоюродные братья и сестры все время женятся. Жена Франклина Делано Рузвельта, Элеонора, когда-то была его пятой кузиной; ей даже не пришлось менять фамилию. И научные гении вроде Альберта Эйнштейна и Чарльза Дарвина тоже женились на своих кузинах. На протяжении большей части человеческой истории эти союзы не считались плохими или грубыми. Но за столетие все изменилось. Так, к 1950 году супружеские пары в среднем были больше похожи на семиюродных братьев и сестер

В конечном итоге, женитьба на двоюродной сестре несет в себе некоторый риск. Но шансы на здоровое потомство резко возрастают с каждой новой дистанцией родства. У троюродных братьев и сестер доля генов составляет всего 6,25%, а у троюродных чуть более 3%. Седьмые кузены среднее расстояние между современными супругами вообще не имеют никакого значимого генетического родства.

Подробнее..

Где сейчас живут потомки динозавров и что они могут дать ученым

10.08.2020 18:16:38 | Автор: admin

Могут ли сейчас жить те, кто жил сотни миллионов лет назад?

Динозавры царствовали на нашей планете много миллионов лет назад, но сейчас остались только в виде наборов костей, которые стоят в музеях. Не так давно в Новой Зеландии исследователи обнаружили нового настоящего потомка динозавров. Да, он живой и прекрасно себя чувствует. Он не просто как-то отдаленно внешне напоминает огромных рептилий, но и имеет генетические особенности, которые очень сильно роднят его с доисторическими предками. Как вообще так случилось, что это небольшое животное смогло дожить до наших дней, а динозавры не смогли. Можно ли считать динозавром его самого? И вообще, что будет, если мы лишимся и его? Не стоим ли мы на пороге очередного вымирания динозавров?

Разнообразие динозавров

Когда-то давно динозавры представляли из себя огромную биологическую разновидность, в которой были хищники и травоядные, водоплавающие и летающие, большие и маленькие. Один из отрядов рептилий в то время получил название Rhynchocephalia и жил по всему миру. Сегодня он представлен только одним видом — туатарой.

Туатары обитают только в Новой Зеландии и являются большой ценностью для народа маори. У рептилий есть набор отличительных черт. К ним относится долголетие и сочетание морфологических особенностей птиц и рептилий. Именно поэтому многие ученые и исследователи долгое время спорили о том, какое место на эволюционном древе занимает это животное.

Найдены первые останки динозавра, умершего от рака

Совместно с представителями народа маори ученые, занимающиеся изучением генома, провели исследование, чтобы лучше понять, что из себя представляет туатара. Нгативаи (народ маори) принимали участие во всех процессах принятия решений по этому исследованию и заслуживают похвалы в качестве соавторов статьи.

Этот туатара. Именно она стала предметом исследования ученых в этот раз.

Геном уникального животного намного больше генома других позвоночных и даже человека — примерно на 50%. Чтобы исследовать геном, авторы исследования много работали и с кровью, и с эмбрионами туатары. Они также выполнили предварительный анализ активных и неактивных участков генома и углубленный анализ повторяющихся участков. Геном представляет собой ценный ресурс для будущих исследований по множеству тем — от эволюции кладки яиц до того, почему у некогда богатой видами Rhynchocephalia остался только один выживший представитель.

Зачем ученые исследуют животных

Понимание того, что происходило с этим видом, не только может дать ответы на вопросы, как увеличить продолжительность жизни, но и что вообще происходит с видами. Мы сможем глубже понять, как развивалась жизнь, и эти знания можно использовать для понимания и решения таких проблем, как утрата биоразнообразия и изменение климата.

Виды переходят один в другой, но некоторые из них не меняются.

Может ли туатара быть живым ископаемым? Этот термин относится к видам, которые эволюционируют чрезвычайно медленно и все еще сохраняет черты своих древних предков. Обычно они не очень интересны биологам, так как давно изучены и обращаются к ним только тогда, когда надо исследовать что-то из былых времен. Туатары тоже относятся к ископаемым и они очень похожи на своих предков из раннемезозойской эры — между 240 и 230 миллионами лет назад. Правда, есть небольшая вероятность того, что туатара все же эволюционировала более существенно, чем принято думать, ведь не осталось ее исторических предков для того, чтобы провести сравнение.

Тем не менее, авторы последнего исследования уверены, что туатара имеет самую низкую скорость эволюции из всех описанных до сих пор лепидозавров. Эти данные могут свидетельствовать о том, что туатара действительно является живым ископаемым и почти в таком же виде жила во времена динозавров. Именно то, что животное очень медленно эволюционирует и приспосабливается, делает его наиболее уязвимым перед потеплением климата. Таким образом мы можем лишиться последнего прямого потомка динозавров, который дожил до наших дней.

Важное открытие: яйца динозавров не были покрыты скорлупой

Почему некоторые животные не эволюционируют

Почти полное отсутствие эволюции этого вида исследователи связывают с тем, что геном туатары включает в себя больше количество повторяющихся звеньев. Он намного больше, чем у остальных представителей позвоночных. А ее последовательности ДНК могут перемещаться из одного положения в другое. Для этого даже существует специальный термин — транспозоны.

Ученые исследовали гены, связанные со зрением, обонянием, иммунитетом и терморегуляцией туатары с аналогичными генами других животных. Выяснилось, что она способна отлично видеть, хотя ведет преимущественно ночной образ жизни. Это говорит о том, что со временем туатара адаптировалась к другому времени бодрствования, но ее доисторический предок охотился именно днем — поэтому ей и нужно было хорошее зрение. Благодаря хорошему зрению туатара во время охота опирается именно на него, а не на запахи, которые она, кстати, тоже хорошо различает.

Сотни миллионов лет назад на нашей планете жили очень разные организмы. Некоторые из них есть и сейчас.

Если вы хотите и дальше читать новости о древних животных, лучше подписаться на наш новостной Telegram-канал.

Несмотря на открытия, которые сделали ученые, они не смогли определиться, существует ли в действительности два вида туатары. Авторы исследования не могли получить большого доступа к животным из-за того, что они находятся под охраной, но некоторые отличия туатар, найденных в разных частях Новой Зеландии, дают повод задуматься

Подобно тому, как полногеномные исследования принесли пользу здоровью человека и улучшили наше понимание эволюции человека, исследование других животных может дать еще кое-что для науки. Особенно важно это на фоне того, что в результате деятельности человека в мире постоянно вымирают те или иные виды. Пока никто не знает, к чему это приведет. Поэтому исследования животных, которые существуют миллионы лет, очень важны. А заодно мы получили живого динозавра, который смог дожить до наших дней. Это тоже интересно.

Подробнее..

Редактирование генома. Величайшее благо или абсолютное зло?

11.09.2020 14:03:28 | Автор: admin
Геном

Редактирование генома — это изменение всего.

У человечества есть несколько ящиков Пандоры, которые лучше не открывать. Если даже желание или необходимость его открыть все же появились, то делать это надо с максимальной осторожностью. Одним из таких ящиков является генная инженерия и редактирование генома. Кажется, что в этой истории все красиво. Мы можем получить лекарство от всех болезней, можем стать супер людьми, можем получить потомство, которое будет в десятки раз лучше нас, и многое другое. Можем даже избавить себя от необходимости искать элексир бессмертия, просто немного подправив гены еще до рождения. Можно подумать, что это дивный мир, которого мы достойны, но не спешите радоваться, ведь как в известной присказке, мы можем получить мир, который мы заслужили. Естественно, в плохом смысле. Открывая этот ящик, мы можем сделать так, что уже никогда не станем прежними, но где гарантии, что новые мы действительно будем лучше и не приведем сами себя к закату человечества?

Генная инженерия

Сейчас все большее количество правительств разных стран готовится к тому, чтобы разрешить эксперименты по редактированию генома на эмбрионах человека. Некоторые страны уже даже разрешили это, например, Великобритания.

Справедливости ради, пока мы не говорим о полностью готовом человеке с измененными генами, но все к этому идет. Вы же понимаете? Пока Великобритания разрешает ставить эксперименты только над эмбрионами, выращенными в лабораторных условиях. При этом они обязательно должны быть уничтожены через 14 дней после начала эксперимента. То есть формально нам это ничем не угрожает. Вопрос только в том, для чего это нужно тому, кто это разрешил. Явно не из любопытства. Что-то подсказывает, что как и многие передовые разработки, сначала это будет применяться в военных целях, ведь именно так можно получить универсального солдата. Он не будет хотеть есть или пить. Он не будет уставать или бояться взрывов. Небольшая корректировка генов и супер-солдат готов.

Жизнь на Земле могла появиться в результате гибрида молекул ДНК и РНК

Более того! Такой способ воздействия, если человечество ему научится, может выйти из-под контроля. Или просто не в тех руках это может стать оружием геноцида. Как видим, мрачных последствий куда больше, чем радужных. Поэтому прежде, чем делать что-то подобное, надо основательно взвесить все за и против. Даже клонирование на фоне этого может показаться милой забавой. Хотя изначально все были против этого.

Может не надо это трогать?

Но может все же что-то положительное в этом есть и можно дать шанс ученым доказать, что они не зря открывали инструменты редактирования? Какие преимущества редактирование генов может принести человеку?

Защита от вирусов на уровне ДНК

В основе редактирования генов и понимания того, зачем это вообще нужно, стояли исследования бактерий, которые показали, как они вырабатывали защиту от бактериофагов. Ученых особенно интересовало, как эта защита влияет на цепочки ДНК и при этом переносится на новые поколения бактерий.

Название бактериофагов происходит от древнегреческого пожираю. Название не случайно, ведь это вирусы, которые избирательно поражают клетки бактерий и архей. Также бактерия служит местом размножения вируса. Бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала. Общая численность бактериофагов в природе примерно равна общей численности бактерий. Бактериофаги оказывают больше влияние на эволюцию бактерий.

Более того, определенные признаки изменения генов нашли изначально у бактерии кишечной палочки. Ученые заметили определенные повторяющиеся фрагменты, которые были разделены спейсерами, но тогда объяснить этого не смогли. Позже подобную структуру-кассету нашли и у других представителей прокариот. Тогда им и дали сокращенное название CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). В переводе на русский это может звучать, как КППРРГ (короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами). Такое сокращение выглядит просто ужасно и проще пользоваться емким словом CRISPR.

Позже выяснилось, что те самые спейсеры очень похожи на куски ДНК вирусов-бактериофагов и являются частью защитного механизма бактерий, выработанного в ходе эволюции. Ученые предложили механизм, при котором белок Cas, ассоциированный с CRISPR, позволяет находить чужеродную ДНК, когда вирус попадает в клетку бактерии. Если ДНК вируса соответствует информации, которая есть у бактерии, то в этом случае чужая ДНК разрезается и заражение предотвращается.

Бактериофаг

Бактериофаги не просто живут за счет бактерий, но и размножаются в них.

Ученые провели ряд экспериментов, в ходе которых меняли геном бактерий и наблюдали, как на них воздействуют другие бактериофаги. Результаты доказали, что механизм работает именно так, как они думали. Также они подтвердили, что когда бактерия сталкивается с новым для себя вирусом, она может вырезать часть его ДНК и вставлять их в свою CRISPR-кассету. После чего эти записи передаются потомкам.

Как можно редактировать геном

Ученые предлагали несколько способов редактирования генов. В частности можно было создавать определенные искусственные последовательности, которые могли бы узнавать определенные участки ДНК. В результате белок Cas9 вносил бы разрезы точно в те места, в которых это требовалось. Параллельно с разработкой такого метода было доказано, что внесение изменений подобным образом возможно не только на уровне бактерий, но и в клетках других организмов.

Что такое тест ДНК, как его делают и для чего он нужен?

Есть и другие способы редактирования генома. Например, с помощью искусственных ферментов, которых не существует в природе, но которые способны расщеплять цепочку ДНК. Их еще называют цинковыми пальцами. Все из-за того, что этот белковый модуль включает в себя один или несколько ионов цинка.

ДНК

Редактировать гены возможно, но это сложно.

Такой способ требовал сложного подхода и долгой подготовки. Для каждого разреза в определенных участках генома надо было синтезировать специфичный белок. Кроме того, подобный способ редактирования часто приводил к ошибкам, так как разрезы часто происходили не в тех местах, где было нужно. Это лишний раз доказывает то, что вероятность ошибки очень высока, а неточности на начальных этапах могут привести к тому, что сбои будут идти, как снежный ком.

Редактирование генома CRISPR

Система CRISPR-Cas с точки зрения редактирование генома более простая и надежная. Главное только правильно синтезировать то, что укажет, в каком месте надо совершить разрез ДНК. Дальше запустится механизм восстановления и все сделается практически само собой. Тем более, если сделать много таких разрезов, то можно запрограммировать нужные изменения достаточно крупного участка ДНК.

Можно даже убирать целые участки ДНК, если это потребуется. При этом, на место удаленных фрагментов будут встроены те участки, которые будут нужны генетикам. Это позволит редактировать сломанные последовательности, которые приводят к тяжелым заболеваниям. В теории надо будет просто заменить нужный фрагмент и все должно стать нормально.

Может ли ДНК саламандры помочь в восстановлении потерянных конечностей человека?

Сами понимаете, что первым вопросом будет а можно ли встроить нужную часть кода? Конечно, со временем и это станет возможно. Вот тогда и могут начать получаться целые новые народы. Но, скорее всего, дело ограничится небольшой группой узких специалистов, вроде людей, которые смогут выдержать полеты к другим планетам, или солдат, которые не будут уставать. Люди найдут, как извлечь из этого выгоду. Особенно правительства и инвесторы, которые вкладывают в разработки огромные деньги. И далеко не все из них делают это, чтобы избавить человечество от болезней. Увы, но реальность такова.

Применение генной инженерии в промышленности

Более того, можно смело говорить о том, что генное модифицирование уже применяется на практике для достижения определенных результатов. Я говорю о генно-модифицированных организмах — ГМО.

Самым простым примером, как для понимания преимуществ метода, так и для самих генетиков является создание модифицированных кисломолочных бактерий. Дело в том, что когда на производстве вирусы бактериофаги попадают в закваску, они уничтожают культуру полезных микроорганизмов. В итоге это приводит к тому, что партия оказывается испорченной, а производитель несет огромные убытки. Именно поэтому устойчивые к бактериофагам микроорганизмы решают массу проблем.

Молочное производство

Если бактериофаги попадают на производство, пропадают просто огромные объемы продукции.

Ретровирусные инфекции

Относительно недавно я уже рассказывал о том, как мы все являемся носителями ретровирусов или, как их еще называют, реликтовых вирусов. В том числе к ним относится и ВИЧ, который миллионы лет назад встроил свой геном в наши ДНК и мы продолжаем передавать его из поколения в поколение.

В журнале Scientific Reports даже была опубликована работа, которая показывает, как при помощи CRISPR-Cas9 можно избавиться от этого наследства и даже ликвидировать возможность повторного встраивания вируса в ДНК.

Китайские ученые даже проводили эксперименты в этом направлении и обеспечили рождение двух генно-модифицированных человек. Ими стали девочки близнецы, один из родителей которых был ВИЧ-положительным. В итоге, они родились с устойчивым иммунитетом к вирусу. Проблема в том, что эксперимент был за гранью законности, но в целом все получилось.

Найдено живое ДНК динозавра. Возможно ли это?

Также в другой работе, опубликованной в Nature Biotechnology, доказывается, что при помощи модифицированного белка Cas9 можно отключать гены, которые мешают нормальному перерождению клеток и приводят к злокачественным образованиям. То есть потенциально это может стать долгожданным лекарством от рака. Вот только не привело бы такое вмешательство к тому, что воспроизводство новых клеток станет еще хуже.

Стоит ли запретить генетические исследования

Конечно, сейчас нельзя говорить о том, что уже завтра мы рискуем получить нежелательные последствия редактирования генома. Во-первых, исследования еще только ведутся и чего-то действительно серьезного не сделали. Во-вторых, даже когда начнется массовое применение технологий на людях, понять истинные последствия можно будет только через несколько поколений. К сожалению, такое положение дел может расслабить некоторых ученых, ведь по сути у них не будет никакой ответственности. Впрочем, это вряд ли, но вероятность этого все равно есть.

Главное не вестись на кажущуюся легкость редактирования генов. Неизвестно, во что потом это выльется.

Пока ученые с осторожность прогнозируют вероятность внесения таких изменений в геном человека, которые сделают из него кого-то другого, но в перспективе это все равно возможно. Если даже в этом не поможет CRISPR, найдется другой способ, но он будет.

Тут уже можно поднимать вопросы этичности того, что одни люди изначально будут от рождения лучше других. Кроме этого, возникают вопросы, насколько это корректно — вмешиваться в геном человека без его ведома. Может быть, когда из модифицированного появится человек, который отличается от остальных, он сам будет не рад этому. Одно дело, когда у него от природы определенный цвет волос, разрез глаз и форма ушей, а другое — когда за него кто-то решил, каким он должен быть. Вот еще одна дилемма будущего. А решать, стоит ли запрещать редактирование генома, вам. Каждый имеет свое мнение, которым можно и нужно поделиться в нашем Telegram-чате.

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru