Текущее время: 02 апр 2020, 00:23




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 178 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 12  След.
 Волновая Генетика и ДНК Человека 
Автор Сообщение
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Немецкие ученые пересадили мышам "речевой" ген человека

Считается, что ключевую роль в обретении человеком дара речи сыграл ген FoxP2. Чтобы выяснить, так ли это, немецкие ученые создали линию трансгенных мышей с человеческой версией этого гена.

Что в процессе эволюции сделало человека человеком, какой фактор был в его развитии решающим, в чем состоит главное его преимущество перед другими видами животных? По мнению антропологов, это речь. А генетики не только разделяют эту позицию, но и конкретизируют ее: все дело в гене FoxP2 (forkhead box protein 2). Именно этот ген, судя по всему, сыграл ключевую роль в обретении человеком способности говорить. Известно, что практически любая мутация гена FoxP2 вызывает тяжелые врожденные нарушения дикции. Люди с таким генетическим дефектом изъясняются крайне нечленораздельно.

Речь - процесс комплексный

Примечательно, что этот ген весьма консервативен и в процессе эволюции изменился очень мало. Так, модификация гена FoxP2, характерная для мыши, отличается от модификации, свойственной человеку, всего тремя точечными мутациями. Две из них присущи только людям, их нет даже у приматов, включая и шимпанзе - самого близкого родственника человека. Да и сформировалась эта характерная для современного человека модификация гена FoxP2 относительно недавно - всего несколько сотен тысяч лет назад.

Понятно, что такая фундаментальная способность организма как речь не может быть обусловлена одним-единственным геном. Ведь речь - это сложнейший физиологический процесс, требующий определенного строения дыхательных путей, голосовых связок и органов слуха, не говоря уже о мозговых функциях. То, что ген FoxP2 и дар речи тесно взаимосвязаны, сегодня уже не вызывает сомнения, но какие конкретно генетические механизмы определяют этот уникальный дар, пока остается загадкой. Ясность в вопрос могли бы внести эксперименты, однако проводить их на высших обезьянах, а уж тем более на людях, невозможно. Поэтому Вольфганг Энард (Wolfgang Enart), научный сотрудник Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге, вывел линию лабораторных мышей, в геноме которых обе копии стандартной мышиной версии гена FoxP2 замещены копиями ее человеческой версии.

А не заговорят ли мыши?

"Жаль только, что эти очеловеченные на генетическом уровне мыши по-прежнему категорически отказываются говорить мне "Доброе утро!", когда я прихожу на работу, - сетует ученый.- Я немного на это надеялся, но не тут-то было. Так что это все-таки мыши, самые обычные мыши, и притом совершенно здоровые, без каких-либо отклонений".

То, что мыши Вольфганга Энарда здоровы, - отнюдь не само собой разумеющийся факт. Ведь ген FoxP2 кодирует белок, играющий в организме роль так называемого транскрипционного фактора. Он регулирует не одну, а множество функций, так что замена мышиного гена человеческим вполне могла вызвать серьезные нарушения в развитии животных. Чтобы детально изучить отличия трансгенных мышей от их нормальных сородичей, генетически модифицированные животные были распределены по различным лабораториям, в которых с ними экспериментировали 50 исследователей - специалистов в области анатомии, нейрофизиологии, психологии и поведения животных.

Ученые пришли к заключению, что замена мышиного гена человеческим вызвала изменения лишь в головном мозге, причем только в том его регионе, который регулирует тонкую моторику животного, его способность скоординированно совершать мелкие и точные движения. "Нервным клеткам свойственно модифицировать поступающие сигналы, как бы оценивать их, - поясняет Вольфганг Энард. - Как оказалось, мыши с человеческой версией "речевого" гена делают это немного иначе. Эти животные и учатся немного иначе, и на молекулярном уровне здесь действуют несколько иные химические нейромедиаторы".

Нет, мыши не заговорят!

Исследователи полагают, что на каком-то этапе человеческой эволюции мутация этого гена привела к изменению структуры головного мозга, вроде бы совсем незначительному, но очень важному для развития речи. В результате эта новая - человеческая - версия гена позволила более точно контролировать мускулатуру языка, гортани, верхних дыхательных путей. Такую гипотезу подтверждает и тот факт, что звуки, издаваемые трансгенными мышами, по высоте тона несколько отличаются от писка их нормальных сородичей. Примечательно, что писк является врожденным свойством мышей - в отличие от словесной речи, которую человек постигает в процессе развития.

В то же время эксперименты с певчими птицами показали, что птенцы с дефектами гена FoxP2 оказываются неспособны к пению, которому они обычно обучаются, подражая родителям и воспроизводя их трели. То есть хотя ген FoxP2 не является "речевым" в прямом смысле этого слова, его мутации, видимо, заложили биологическую основу речи, создали органическую и функциональную предпосылки для ее развития. "Говорящих мышей мы, боюсь, так и не получим, - говорит Вольфганг Энард, - но наши трансгенные животные в качестве лабораторной модели помогут нам лучше понять те фундаментальные процессы, которые в ходе эволюции привели к появлению человека говорящего".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Deutsche Welle


11 сен 2009, 11:23
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Нежелание учиться заложено в генах у всех людей

Ученые попытались выяснить, почему люди так неохотно идут на перемены. Как оказалось, причиной всему является нежелание учиться новому. Любой человек, от школьника и до пенсионера, очень не охотно изучает новое, пусть то уроки в школе, или функции мобильного телефона.

Оказывается, нежелание учиться заложено на генном уровне в каждом человеке. У некоторых эта особенность более развита, в то время как другие с ней более справляются. Ученые попытались выяснить, почему же люди так неохотно поглощают новые знания, и зачем человеку нужен ген, отвечающий за «лень»?

На самом деле, лень изучать новое – досталась нам по наследству от древних людей. Ведь в древности, нельзя было купить продукты в магазине. Людям приходилось объединяться в племена, и добывать себе пищу на охоте. Иногда приходилось голодать по 5-7 дней.

А как нам известно, в процессе мышления, мозг использует до 60% энергии, вырабатываемой организмом. Таким образом, для сохранения энергии и сил, люди просто меньше думали, тратя всю энергию на добывание пищи.

Автор: Арсений Маврин
(Источник: Science.YoRead.ru)


13 сен 2009, 11:15
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 май 2009, 00:24
Сообщения: 13477
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Постчеловеческая жизнь

Футурологи предсказывают, что уже в XXI веке человек будет настолько управлять своим телом, что в любой момент сможет предстать в каком угодно образе


Печальное зрелище. Западные антропологи предсказали, что через тысячу лет мышечная масса у человека сойдет на нет, останется один жир. Эти тучные люди будут сплошь левшами, на руках которых расположатся всего по три пальца. Впрочем, и руки-то уже будут не руки, а тонкие и длинные отростки, годные лишь для того, чтобы нажимать кнопки на компьютерах, телефонах и другой сложной технике будущего. Еще предрекли тотальное облысение и появление вторых век, чтобы хоть как-то защитить глаза от пыли и грязи в окружающем пространстве...

Получается какая-то страшная кракозябра, не укладывающаяся в образ прекрасного существа, которым хотелось бы видеть человека будущего. Единственное, что вселяет оптимизм, так это то, что подобные прогнозы дают приверженцы эволюционной теории Дарвина - учения довольно спорного. Однако и находящиеся по другую сторону баррикад противники Теории происхождения видов рисуют не очень радостные картины.

Например, российский палеоантрополог Александр Белов считает, что человек некоторое время назад уже перешел границу своей физиологической эволюции и дальше нас ждет лишь деградация: "В будущем человек полностью покроется волосами. Переносица исчезнет. Объем мозга будет уменьшаться и составит менее тысячи кубических сантиметров. По этому параметру мы приблизимся к обезьянам. Люди станут низкорослыми и научатся отлично карабкаться по деревьям, цепляясь за ветки всеми четырьмя конечностями". Причем, по мнению Белова, первые изменения будут заметны буквально через сотню лет. С такими прогнозами не спешат соглашаться российские футурологи, потому что представляют себе будущий человеческий мир совершенно иначе.

Веяния моды

"Весело слушать такие прогнозы, но я считаю, что они не имеют отношения к реальному будущему, потому что не учитывают усиливающегося влияния разных технологий на самого человека", - заявила "Итогам" социолог Российского трансгуманистического движения Валерия Прайд. Наука, по мнению специалистов движения, приносит все больше открытий, многие из которых могут изменить человека: генная инженерия, генная терапия, когнитивные и нанотехнологии. Люди постепенно становятся хозяевами своего развития. "Шедшая сотни тысяч лет эволюция человека сегодня сменяется направленной, управляемой самим человеком эволюцией, - уверен футуролог движения Данила Медведев. - Для внесения изменений в собственное тело люди будут использовать уже разработанные и опробованные сегодня технологии". Речь прежде всего о пластической хирургии, добившейся больших успехов в изменении человеческого тела. Возможности ее ограничены только рамками консерватизма.

Следующая технология, с которой мы столкнемся уже в ближайшем будущем, - генная инженерия. Зародышевая генная инженерия уже существует. Первая ласточка появилась - это младенец, родившийся в начале этого года в Великобритании. Родители девочки, зная о семейной предрасположенности к раку, выбрали после ЭКО из нескольких эмбрионов один - без летального гена. История показательна, она демонстрирует, что люди при малейшей возможности будут улучшать свое потомство, а если смогут - и себя. Но это уже следующая ступень - соматическая, модификация взрослого человека. Она сегодня проходит первые клинические испытания. "К 2019 году мы вправе ожидать регулярных вмешательств в геном взрослого человека, возможности перестройки любой части нашего организма, - утверждает Данила Медведев. - В будущем генетически люди станут такими, какими захотят, они выйдут из-под контроля эволюции и будут "созидать" себя сами. Мы на пороге того времени, когда начнут рождаться люди не просто полностью генетически здоровые, но и с теми качествами, которые будут в них заложены любящими родителями". А вот какими они захотят стать или какими качествами родители решат наделить своих детей - это зависит от моды, культурных установок, требований времени.

Уже сейчас многие японцы делают себе операцию по изменению разреза глаз с азиатского на европейский - просто потому, что им так нравится. Да и рост можно увеличить, пролежав несколько месяцев в больнице. Люди меняют себя, если у них есть такая возможность, улучшают в меру своих представлений о красоте. В будущем, как считают российские футурологи, можно ожидать и появления экзотических персонажей: например, людей с жабрами, приспособленных к освоению океанских глубин, людей с особенными качествами, которые сделают для них возможным, например, свободное, без скафандров, пребывание на Марсе. "Такие изменения будут легко приобретаться и при необходимости удаляться из организма наподобие того, как человек меняет одежду", - полагает Валерия Прайд.

И целого тела мало

Следующее направление эволюции человека - киборгизация. "Объединение человеческой плоти с металлом и кремнием машин станет неотъемлемой частью жизни людей", - считает Данила Медведев. Уже сейчас искусственные конечности и органы приближаются к природным по своим параметрам. В будущем искусственные части, как встроенные, так и внешние вроде экзоскелетов, превзойдут естественные. Технологии виртуальной и дополненной реальности радикально вмешаются в вопрос о том, как выглядеть человеку, отделив физическое тело от его образа. В виртуальном мире наш аватар станет важнее того, как мы выглядим во плоти, а развитие дополненной реальности означает, что и в повседневной жизни для других мы станем выглядеть не такими, какими видим себя в зеркале, а такими, какими хотим себя показать или какими нас хотят видеть. Развитие искусственных тел и виртуальной реальности, по мнению футурологов, неизбежно приведет к такому будущему, в котором мы будем жить не в тех телах, которые населяем.

Идеальные человеческие супертела - не конец прогресса. Уже к середине XXI века нас ждет, по гипотезе специалистов, еще более радикальное изменение - отказ от человечности. Вот как это произойдет. Нанотехнологии пока проявляют себя осторожно, но вскоре с помощью наномедицины станет возможно контролировать и улучшать работу клеток организма. Затем вмешательства неминуемо станут более радикальными, искусственные клетки заменят настоящие, превратив наши тела в нанотехнологические супермашины. Отсюда один шаг к коренной перестройке. "Если живые клетки нашего тела навечно прилипли друг к другу, то на искусственные наноклетки подобные ограничения не накладываются. Человек, собранный из наноклеток, сможет произвольно менять форму, делиться на части и, может быть, даже существовать в виде некоего нанооблака из подвижных, гибких, неуязвимых и вездесущих элементов", - предсказывает Медведев.

Подобная жизнь подготовит людей к последнему шагу - отказу не только от человеческого тела, но и тела вообще. "Дорожная карта" эмуляции мозга, подготовленная трансгуманистами из оксфордского Университета будущего человечества, показывает, что к середине XXI века компьютерной мощности будет достаточно для точного моделирования личности человека в компьютере. Это откроет для людей, существующих к тому времени уже в телах из искусственных наноклеток, возможность "загрузки" в компьютер. Загруженному постчеловеку уже не нужны конкретное тело или постоянный внешний вид - он может одновременно иметь множество аватаров в виртуальных мирах и множество воплощений в физическом мире. Если прогнозы верны, то уже через полвека человек будет выглядеть как сверхъестественная сила. При желании, конечно. Несмотря на столь фантастичные прогнозы футурологов, наверняка можно будет остаться и нормальным человеком в обычном понимании этого слова. Главное - не переусердствовать в погоне за прогрессом, и тогда останется шанс не утратить человеческий облик окончательно.

Владимир Крючков


Мнения:

Верю - не верю

Фримен Дайсон, член Лондонского королевского общества и Национальной академии наук США, лауреат Темплтоновской премии, почетный профессор принстонского Института перспективных исследований:

- В истории эволюции есть общее правило: виды животных или вымирают, или же дают начало развитию нескольких других видов. Поэтому и человеку как биологическому существу в будущем предстоит или исчезнуть, или разделиться на множество новых видов. Причем эволюция людей пойдет намного быстрее, чем в прошлом. И на то есть две причины. Во-первых, мы ускоряем изменения, применяя генную инженерию. Во-вторых, человек, возможно, переселится на другие планеты, где предпочтительны иные формы существования. Так что в будущем человек предстанет в многообразии видов, адаптированных к различным условиям внешней среды. Все-таки одного, пусть даже и измененного вида будет недостаточно, чтобы воплотить весь потенциал интеллектуального развития. Когда жизнь выйдет за пределы нашей Вселенной, случится так, что появится много разновидностей интеллектуальных существ.

Елена Година, заведующая кафедрой анатомии и биологической антропологии Российского государственного университета физической культуры, спорта и туризма, доктор биологических наук, профессор:

- Мы не знаем, что нас ждет в будущем. Можно говорить только о современных тенденциях в изменении человека и при этом иметь в виду, что структура достаточно устойчива, но в то же время реагирует на все пертурбации в окружающей среде и обществе. Как мы знаем, на протяжении почти ста тысяч лет человек современного типа анатомически практически не менялся. А вот в последние десятилетия заметны такие тенденции: у современной молодежи поперечные размеры тела становятся меньше, а длина конечностей увеличивается.

Джей Грине, координатор по связям с общественностью Института происхождения человека, США:

- Мы уверены, что эволюция человека проявляется больше в поведении, чем в изменении морфологических признаков. Возможные анатомические изменения в далеком будущем - область теоретических размышлений и гипотез, их никак не проверить.

http://www.itogi.ru/


20 сен 2009, 18:24
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Нобелевская премия по медицине: хромосомы, теломеры и теломераза


"Нобелевская неделя" началась по традиции присуждением премии по физиологии и медицине. В этом году она досталась трем ученым из США.

В Стокгольме были объявлены имена лауреатов Нобелевской премии 2009 года по физиологии и медицине. Присуждением этой самой престижной в научном мире премии традиционно открывается так называемая "нобелевская неделя.

В понедельник 5 октября Каролинский институт в Стокгольме объявил, что Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2009 год удостоились трое американских ученых - Элизабет Блэкбёрн (Elizabeth H. Blackburn), Кэрол Грейдер (Carol W. Greider) и Джек Шостак (Jack W. Szostak). Согласно формулировке Нобелевского комитета, их заслуга состоит в открытии того, "как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы".

Коротко - о лауреатах

Элизабет Блэкбёрн - самая старшая из троих. Она родилась в 1948 году в Австралии, в Хобарте, штат Тасмания. У нее до сих пор, помимо американского, имеется и австралийское гражданство. Блэкбёрн закончила университет на родине, в Мельбурне, докторскую диссертацию защитила в 1975 году в Англии, в Кембридже, а затем вела научные исследования в США - сперва в Йельском университете в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, потом в Калифорнийском университете в Беркли. С 1990 года и по сегодняшний день Блэкбёрн является профессором биологии и физиологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Джек Шостак - второй по возрасту в тройке новоиспеченных лауреатов. Он родился в 1952 году в Лондоне, а детство и юность провел в Канаде. Шостак закончил университет Макгилла в Монреале, а докторскую диссертацию защитил в 1977 году в США, в Корнеллском университете в Итаке, штат Нью-Йорк. С 1979 года Шостак вел научные исследования в Гарвардской медицинской школе в Кеймбридже близ Бостона, штат Массачусетс - одной из лучших в стране. Сегодня он профессор генетики Массачусетской больницы в Бостоне и одновременно тесно сотрудничает с Медицинским институтом имени Хауарда Хьюза в Чеви-Чейз, штат Мэриленд.

Кэрол Грейдер - самая молодая из нынешних лауреатов. Она родилась в 1961 году в Сан-Диего, штат Калифорния, закончила Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, а докторскую диссертацию защитила в 1987 году в Беркли, причем ее научным руководителем была Элизабет Блэкбёрн. Затем Грейдер работала в знаменитой лаборатории Колд-Спринг-Харбор в Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, которую возглавлял Джемс Уотсон, один и первооткрывателей структуры молекулы ДНК. С 1997 года Грейдер - профессор отделения молекулярной биологии и генетики Медицинской школы университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд.

Чуть подробнее - об их работах

Итак, в чем же состоит заслуга нобелевских лауреатов этого года в области медицины и каково значение их открытий? Работы, отмеченные теперь самой престижной в научном мире премией, были выполнены в период с 1979 по 1989 годы, то есть самой "свежей" из них уже 20 лет, а первой - и все 30. Кстати, такой временной лаг типичен для открытий, удостаивающихся Нобелевской премии, однако он свидетельствует не о косности и консервативности Нобелевского комитета, а о его стремлении действовать наверняка, не присудить награду открытию, которое потом окажется недостойным ее.

Так вот, изучая наследственный материал пресноводной ресничной инфузории вида Tetrahymena thermophila (это один из модельных организмов, широко используемых в лабораторных биологических и медицинских исследованиях), Блэкбёрн обнаружила на концах ее хромосом одну и ту же многократно повторяющуюся последовательность нуклеотидных оснований ССССАА. Функция этих структур была неизвестна.

В это же время Шостак в ходе экспериментов с линейными молекулами ДНК, своего рода мини-хромосомами, обнаружил, что они быстро деградируют, если их пересадить в клетки дрожжей. Встретившись на одной из конференций и ознакомившись с работами друг друга, Блэкбёрн и Шостак решили совместно провести опыт по преодолению барьера между двумя столь различными организмами как инфузория и дрожжи. Блэкбёрн изолировала нуклеотидную последовательность ССССАА из хромосом инфузории, Шостак присоединил эти фрагменты ДНК с обоих концов к тем мини-хромосомам, которые он пересаживал в дрожжи - и деградация прекратилась.

Эти специализированные структуры, расположенные на концах линейных хромосом, и получили название "теломеры". А то, что теломеры одного организма смогли защитить от деградации хромосомы в совершенно другом организме, указывало на наличие некоего неизвестного фундаментального механизма.

После открытия теломер встал вопрос об их природе. Грейдер, в то время аспирантка, начала поиск соответствующего фермента, участвующего в их синтезе, и в 1984 году действительно обнаружила такой фермент. Его анализ выявил, что он состоит из РНК и белковых структур. Фрагмент РНК содержал последовательность ССССАА и служил своего рода матрицей для синтеза теломер, а белковый компонент поддерживал сам процесс синтеза. Фермернт получил название "теломераза".

Позднее было доказано, что теломеры присутствуют в клетках практически всех живых организмов, как растительных, так и животных, от амебы до человека, хотя у разных видов они представлены разными последовательностями букв генетического кода. Именно теломеры, как показали лауреаты, предохраняют хромосомы от деградации также в процессе деления клеток. Теломераза наращивает теломеры на концах хромосом, чтобы ДНК-полимераза могла синтезировать полную копию хромосомы, включая и ее концы.

Тем не менее, при каждом цикле деления клетки теломеры слегка укорачиваются, то есть у дочерних клеток длина теломер чуть меньше, чем у родительской клетки. Этот феномен принято называть концевой недорепликацией. По достижении некоторой минимальной критической длины теломер дальнейшее деление клетки становится невозможным, и она погибает. Таким образом, концевая недорепликация является одним из ключевых факторов старения, а длина теломер может служить индикатором биологического возраста организма.

Сегодня уже не вызывает сомнения, что открытый американскими исследователями механизм носит фундаментальный характер и является одним из ключевых механизмов, регулирующих старение. Впрочем, на пресс-конференции, традиционно состоявшейся сразу же после объявления имен лауреатов нынешнего года, особо подчеркивалось, что биологическое старение - процесс комплексный и регулируется не одним, пусть и очень важным, а целым множеством механизмов.

Этот же механизм, судя по всему, связан и с некоторыми патологиями. Так, аномально низкая активность теломеразы замедляет рост и развитие организма, а аномально высокая может, по-видимому, сделать клетки бессмертными, то есть привести к их перерождению в злокачественные.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Deutsche Welle


08 окт 2009, 16:47
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Нобелевская химия – 2009: Премия за структуру

«За исследование структуры и функции рибосом» - так кратко звучит официальный выбор лауреатов Нобелевской премии по химии. Но за этим скрывается колоссальный труд, посвященный одному из ключевых процессов в существовании жизни на Земле.

Одна из органелл практически любой живой клетки – рибосомы. И если жизнь представлять, как поток информации, превращающейся в различные объекты (клеточные структуры) и действия, то рибосомы отвечают за одну из самых важных частей этого процесса. Генетическая информация в виде ДНК транскрибируется (переводится) в форму РНК, и на ней, как на матрице происходит трансляция (синтез) белка, который уже и формирует живые объекты, ведет все необходимые для нее действия.

«ДНК -> РНК -> белок», такова краткая схема жизни, как мы ее знаем. Вторую часть схемы, трансляцию, как раз и проводят рибосомы. Каким бы ни был белок – переносящий кислород гемоглобин, антитела иммунной системы, гормон вроде инсулина, коллаген соединительной ткани и любой другой из тысяч вариантов – все они производятся на «фабриках» рибосом. Понадлюдайте за этим завораживающим процессом: http://www.youtube.com/watch?v=Jml8CFBW ... r_embedded" target="_blank

Будучи одним из ключевых элементов любой живой клетки, рибосомы крайне мало изменчивы – как говорят биологи, «консервативны». Рибосома амебы и человека – в общем-то, одно и то же. Структурно они состоят из двух частей – у эукариот (растений, грибов и животных, в том числе людей) они чуть крупнее (константа седиментации 60S и 40S), чем у прокариот (бактерий – 50S и 30S). Но в любом случае, это – сложнейшие комплексы из многих отдельных белков и почти такого же количества рибосомной РНК. Вся конструкция стабилизируется ионами магния.

Это действительно огромный надмолекулярный комплекс – если молекулу воды увеличить до размеров человека, рибосома обретет величину небольшого городка. Она включает сотни тысяч отдельных атомов, и требовалось узнать положение каждого из них (кроме разве что атомов водорода). Так что неудивительно, что на установление детальной структуры этой органеллы ученые затратили не одно десятилетие. Удалось это лишь совместными усилиями нескольких больших исследовательских групп, которые возглавили недавно награжденные нобелевские лауреаты – Венкатраман Рамакришнан (Venkatraman Ramakrishnan), Томас Стейц (Thomas Steitz) и Ада Йонат (Ada Yonath).

Открытие имеет не только огромный научный смысл, но и важное значение для медицины. Понимание детальной структуры рибосомы позволяет найти ее «болевые точки» и вести точную атаку по белок-синтезирующей системы каких-нибудь бактерий с помощью высокоспецифических антибиотиков. И такие работы на базе результатов Рамакришнана, Стейца и Йонат уже ведутся.

Читайте и о других лауреатах Нобелевской премии этого года – в области физики («Премия за свет»), медицины и физиологии («Премия за старение»).

По пресс-релизу Nobelprize.Org

http://www.popmech.ru/article/6037-nobe ... miya-2009/" target="_blank


08 окт 2009, 16:52
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
ЧУДОДЕЙСТВЕННАЯ "МОЛЕКУЛА ПАМЯТИ": СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ И ОСЛАБЛЕНИЯ ПАМЯТИ



Рафаил НУДЕЛЬМАН


Говорят, что память с годами «слабеет». Многим известно то мучительное состояние, когда хочешь что-то вспомнить, оно уже «крутится» на кончике языка, а не поддается. Или же вышел за дверь, спустился по лестнице и уже не можешь вспомнить: ты только что закрыл дверь на ключ или так и оставил ее открытой.

Память действительно меняется с годами, но если вы спросите ученого, работающего в этой области, он не согласится с определением «слабеет». Он будет настаивать на том, что память именно «меняется». Ведь что такое память? Образно ее можно представить себе как некий склад с подъездными путями и заведующим при складе. Какова реальная природа «склада», ученые все еще спорят. Большинство говорят, что каждое воспоминание — это определенный путь нервного сигнала. В процессе запоминания чего-то электрический нервный сигнал пробежал по сотне каких-нибудь нейронов, перепрыгивая от одного к другому в определенном порядке, и вот — если в мозгу снова «вспыхнет» (активизируется) та же сеть нейронов, в нашем сознании появится «то» воспоминание. А вспыхнет другая комбинация — появится другое воспоминание. Поскольку нейронов в мозгу 100 миллиардов, и каждый связан с соседями пятью тысячами мостиков-синапсов, то возможных комбинаций — астрономическое число, на всех хватит и еще останется.

Меньшинство специалистов с этой картиной не согласны и утверждают, что воспоминания хранятся в каких-то молекулах наших нервных клеток. Но в виде чего — не очень понятно. В любом случае, каким бы ни было хранилище наших воспоминаний, оно-то и называется памятью. А сами запоминаемые сигналы приходят в мозг из органов чувств и идут со всех сторон по специальным нейронам («подъездным путям») к «завскладом», каковым в мозгу является гиппокамп. Этот гиппокамп все входящее как-то помечает, инвентаризует и складирует. А при нужде сознание обращается (хотя мы этого не чувствуем) к нему, и он в ответ на запрос вызывает со склада нужное воспоминание.

Или, как мы говорили выше, не вызывает. И, по мнению ученых, дело не в ослаблении самой памяти (со складом ничего не произошло), а в том, что с годами мозгу становится труднее вызывать нужное ему из памяти в сознание. И это подтверждается прямыми измерениями. Ибо с годами, как говорят ученые на основании своих экспериментов, активность мозга в процессе припоминания не ослабевает, а напротив, усиливается. Например, у молодых людей при выполнении каких-нибудь упражнений со словами обычно включается только «языковая область» мозга в его левом полушарии, а у пожилых включаются также некоторые дополнительные области в правом, и суммарная активность в мозгу оказывается больше. И эта странность легко объяснима, если принять, что мозг как бы призывает на помощь добавочные силы, чтобы скомпенсировать возросшую трудность добывания информации из своей памяти.

Откуда же эта трудность? Дело в том, что с годами некоторые участки мозга сокращаются, и многие нейронные связи из-за этого рвутся, а многие синапсы теряют прежнюю «проводимость». Процесс припоминания требует быстрого последовательного включения всех нейронов, участвовавших в запоминании, причем в том же порядке, как и при запоминании, а тут на некоторых мостиках «рельсы заржавели». И кстати, то же самое происходит с годами при запоминании новой информации, в том числе и самой недавней. Она-то и запоминается: в памяти хранится, что вы только что закрыли дверь, просто добыть это знание оттуда стало много трудней.

Это подтвердил интересный опыт американской исследовательницы Цай. Она научила мышь бояться определенной клетки (потому что там ее ударял слабый, но чувствительный ток). Потом Цай искусственно вызвала у мыши дегенерацию тех нейронов, которые (как показывал ей прибор) участвовали в процессе выработки этого условного рефлекса. И мышь тотчас забыла только что выученный урок. Но — и тут начинается оптимистическая часть, — когда Цай стала давать мыши экспериментальное вещество BDNF, которое усиливает образование синапсов, мышь через некоторое время «вспомнила», какая клетка опасна. «Если воспоминание восстанавливается, — говорит Цай, — значит, оно не исчезло полностью, нужно только помочь ему вернуться».

Иными словами, за память можно и нужно бороться. Специалисты видят два пути. Один — создание лекарств, подобных тому, какое Цай испытывала на мышах, но подходящих также для людей. Такие работы ведутся сейчас полным ходом. Например, одна американская фармацевтическая фирма уже создала вещество, которое избирательно раздражает в мозгу клетки, воспринимающие никотин, и недавно провела пробное небольшое испытание: 80 человек, страдающих болезнью Альцгеймера, были разделены на две группы. Одной в течение 8 недель вводили новое вещество; оказалось, что их долговременная и кратковременная память, а также скорость совершения умственных операций стали лучше, чем у тех, кто вещество не получал. Теперь на очереди — большое клиническое испытание. Другие фирмы ищут того же результата с помощью веществ, которые усиливали бы сами нервные сигналы или активизировали гены, возможно, участвующие в процессах запоминания.

Но есть, говорят ученые, и другой путь. В том же опыте Цай часть «забывших» мышей была помещена в «обогащенную обстановку», в клетку с игрушками и прочими условиями, заставляющими повысить внимание, процессы распознавания и тому подобное. И эти мыши тоже «вспомнили» выученный и забытый урок. Поэтому некоторые специалисты считают, что с помощью тренировок, усиленной физической и умственной активности можно серьезно улучшить «вспоминательность» даже и во вполне почтенном возрасте. Например, физические упражнения, как уже показано в экспериментах, увеличивают образование в мозгу упомянутого выше вещества BDNF, которое способствует образованию новых синапсов и усилению существующих. А умственная активность — решение когнитивных задач, выполнение специальных умственных упражнений — усиливает образование белка «калирин-7», который, по мнению некоторых ученых, благотворно воздействует на те же синапсы. Не так давно на заседании американского Геронтологического общества были доложены результаты эксперимента, в котором участвовали 524 здоровых человека в возрасте 65 лет и выше. Каждый из них в течение 8 недель работал на компьютере по специальной программе, направленной на поощрение внимания, различения и вдумчивости, и все они показали улучшение памяти, которое, по выражению одного специалиста, было равносильно «омоложению на 10 лет».

И еще о памяти.

В марте 2009 года газета «Нью-Йорк таймс» торжественно объявила,
что ученые из Медицинского центра в Бруклине под руководством доктора Сактора открыли «молекулу памяти», воздействуя на которую можно будет вскоре стирать в мозгу человека любое нежелательное ему воспоминание, тем самым облегчая ему всю последующую жизнь. Это сенсационное сообщение не было, однако, сенсацией для множества ученых, которые уже почти два десятилетия подряд ищут пути к такому воздействию на человеческую память. Понять истинное значение открытия Сактора можно только на фоне всех этих поисков.

Каждый год миллионы людей прибавляются к списку тех, кто хотел бы усилить свою ослабевшую с годами или в результате болезни способность запоминать и припоминать. И в то же время миллионы других людей прибавляются к числу тех, кто столь же страстно хотел бы «стереть» хранящиеся в их памяти неприятные и мучительные воспоминания. Это не преувеличение: в одних только Соединенных Штатах в каждый данный момент до 8 миллионов человек жалуются на так называемое посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), то есть на тяжелые психические последствия недавно пережитого шока, проявляющиеся, в частности, в невыносимо навязчивых припоминаниях пережитой психической травмы.

Ученым известны причины таких расстройств. Дело в том, что природа сделала нас такими, чтобы мы сильнее всего запоминали то, что сопровождается самыми сильными эмоциями, — страхом, болью, горем, удивлением, радостью и так далее. При каждом событии, которое сопровождается такими эмоциями, в организме усиливается выделение стрессовых гормонов из желез, находящихся над почками. Эти гормоны, и в частности адреналин, поступают в мозг, где активизируют особый участок — амигдалу, в которой происходит обработка всех эмоциональных сигналов, поступающих в мозг (прежде всего — страха). Эти сигналы как бы «говорят» амигдале, что данное событие следует запомнить хорошенько. А выражаясь более точно, активизация амигдалы за счет стрессовых эмоций ведет к усиленной работе механизма долговременного запоминания.

Из этого следует, что, заблокировав пути воздействия стрессовых гормонов на мозг, можно надеяться в какой-то мере предотвратить образование долговременных воспоминаний о том событии, которое вызвало этот стресс. И такая возможность действительно была показана в опытах, проведенных в 1999 году американскими нейробиологами. Они демонстрировали группе добровольцев 12 слайдов, сопровождая демонстрацию пересказом довольно скучной, не вызывающей эмоций истории. Другой группе под эти же 12 слайдов рассказывали много более драматичную историю. Оказалось, что вторая группа запомнила больше слайдов, чем первая. Третьей группе перед показом и тем же драматичным рассказом было дано вещество, блокирующее выделение стрессовых гормонов, так называемый «бета-блокатор». И что же? Оказалось, что третья группа запомнила слайды так же плохо, как первая.

Это и подобные исследования показали, что существует вполне реальная возможность предотвращать появление сильных стрессовых воспоминаний. Такая возможность, естественно, заставляла задуматься над следующим шагом — как «стереть» нежелательные стрессовые воспоминания, если они уже образовались в результате пережитого потрясения? Тут, однако, возник серьезный этический спор. Против таких поисков высказались специалисты по биоэтике. Они заявили, что такое вмешательство в память само может привести к нежелательным последствиям. В 2001 году Совет по биоэтике, действующий при президенте США, опубликовал меморандум, в котором, в частности, говорилось, что «блокирование или удаление воспоминаний, связанных с травматическими событиями, может помешать нормальной работе психики и уменьшить адаптивную ценность эмоционально нагруженных воспоминаний».

Что означали последние слова? В переводе на понятный язык они напоминали о том, что природа не случайно заставляет нас запоминать эмоционально окрашенные события сильнее, чем тривиальные. Воспоминания, связанные с пережитыми шоковыми эмоциями, какими бы болезненными они ни были, имеют свое эволюционное назначение: мозг запоминает их лучше и дольше, и это помогает живым существам усваивать уроки жизни, обучаться, приспосабливаться и в конечном счете выживать. Если бы не воспоминания о сильнейшей боли, испытанной в схватке со львом, первобытные люди не запомнили бы, что лев опасен, и если бы не память об обожженной руке, дети не помнили бы, что нельзя трогать раскаленный утюг.

Но эксперты Совета по биоэтике опасаются также социальных последствий чрезмерного вмешательства в память. В том же меморандуме они приводят три примера такой опасности. Преступник, искусственно лишенный воспоминания о своем преступлении, легче может его повторить. Жертва насилия, облегчившая свою боль искусственным стиранием воспоминаний о ней, не сможет помочь правосудию найти виновника насилия. Люди, забывшие о катастрофе и других «неприятных» событиях истории, притупляют свою моральную чуткость и чувство сострадания. «Забывая о злом, люди перестают быть людьми», — завершает меморандум.

Во всем этом есть несомненная правда: чрезмерное вмешательство в нашу биологию всегда опасно. Но ученые говорят, что опасности чрезмерного вмешательства в память нисколько не отменяют необходимости искать пути облегчения посттравматических психических расстройств.

Первые эксперименты такого рода провели в 2002 — 2003 годах американские и французские ученые. В одном из опытов группе добровольцев из числа людей, только что переживших тяжелую автокатастрофу, в течение месяца давали таблетку вещества из группы так называемых бета-блокаторов. Другой группе таких же людей давали плацебо, то есть пустышку. Оказалось, что в первой группе никто через месяц не испытывал болезненных ощущений при воспоминании о пережитом, а во второй такую реакцию проявила почти половина группы. Дело в том, что бета-блокаторы — это вещества, которые расширяют кровеносные сосуды и замедляют прохождение нервных сигналов по сердцу, блокируя возбуждающее действие стрессовых гормонов (и в первую очередь адреналина) на организм. Как показали эти опыты, они также блокируют те участки мозга (включая амигдалу), которые участвуют в образовании долговременной памяти. Благодаря этому память как бы отделяется от эмоций, и воспоминания (даже о тяжелых, травматических событиях) теряют эмоциональную окраску.

К сожалению, у этого бета-блокатора обнаружился существенный недостаток: он влиял на память только в том случае, если люди принимали его сразу же или вскоре после травматического события. Однако в 2004 году было показано, что можно стереть память даже после образования устойчивого долговременного воспоминания, во всяком случае у мышей. Группу мышей обучили бояться двух звуков — сирены и звонка, потому что вместе с ними мыши получали электрошок. Убедившись, что рефлекс оказался устойчивым, ученые разделили мышей на две подгруппы: для одной воспроизводился только звук сирены, для другой — только звук звонка, причем вместе со звонком они получали препарат, который подавлял образование в амигдале белков, участвующих в долговременном запоминании. На следующий день при воспроизведении тех же звуков мыши второй подгруппы боялись сирены, но уже не боялись звонка.

При всей интересности этого результата оценить его мешал тот факт, что непонятно было, что же здесь на самом деле произошло — стирание специфического воспоминания или просто подавление эмоции страха? Более четкий результат получили в 2006 году английские ученые. Они пристрастили мышей к кокаину, сопровождая получение его вспышкой света. Этот рефлекс на свет был затем закреплен многократным повторением, так что при подаче света мыши немедленно начинали бегать по клетке в поисках кокаина и торопливо производить те действия, которые вознаграждались выдачей его. После этого мышам вводили вещество, которое блокирует работу определенных белков (рецепторов NMDA), тесно связанных, как считается, с обучением и запоминанием (таких веществ в настоящее время известно несколько). Те мыши, которые получили такое вещество, даже после вспышки света не начинали искать кокаин. В данном случае было уже понятно, что имело место именно «стирание» специфической памяти.

Несколько позднее, уже в 2008 году, американский ученый Джо Цьен показал, что главную роль в этом воздействии на рецепторы NMDA играет особое вещество (протеин-киназа СаМК11), образующееся в мозгу при обучении и запоминании выученного. Воздействуя на скорость и уровень образования этого вещества, Цьен научился стирать любое новое воспоминание, возникшее у мыши в процессе обучения (мышь не находила среди игрушек именно ту, после знакомства с которой ей «стирали память»). На этом фоне в декабре 2008 года появилось также сообщение группы доктора Сактора из Бруклина, в котором говорилось об открытии еще одного вида молекул из той же группы протеин-киназ — в данном случае «протеин-киназы-М-дзета» (сокращенно ПКМ-дзета). Оказалось, что, воздействуя на процесс образования этой молекулы, тоже можно почти мгновенно стирать специфическую долговременную память. Эксперименты Сактора также были проведены на мышах. Именно об этих результатах как о самых последних и сообщила несколько месяцев спустя газета «Нью-Йорк таймс» в своей статье о чудодейственной «молекуле памяти».

Судя по различию экспериментальных подходов разных авторов, таких «молекул памяти», видимо, существует изрядное множество, и это понятно: ведь мозговые процессы, которые обеспечивают все этапы долговременной памяти (от переживания через его запоминание и до повторного вызова этого воспоминания) невероятно сложны и наверняка требуют участия многих молекул. И хотя пути воздействия на них, как видим, уже нащупаны, но отсюда еще далеко до широких опытов на людях. Борьба с травматической памятью пока еще не увенчалась победой.

Источник: "Знание - Сила"
http://www.inauka.ru/analysis/article96216.html


19 окт 2009, 11:23
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
УЧЕНЫЕ ИЗУЧИЛИ МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РАКА ПРОСТАТЫ


Ученые выяснили, каким образом воздействие определенного гормона на клетки организма, с последующим нарушением ДНК, приводит к возникновению рака предстательной железы, и надеются, что новые знания помогут разработать методики по предотвращению или раннему обнаружению опасного заболевания, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science. Иными словами ученым удалось выявить внутриклеточные процессы, являющиеся спусковым крючком для дальнейшего развития рака простаты.

Несколько лет назад команда Арула Чиннаияна из Мичиганского университета в США, автора новой публикации, показала, что развитие рака предстательной железы связано с тем, что в ядрах клеток тканей этого органа происходит слияние генов TMPRSS2 и ERG. Такое слияние наблюдается в 50% случаев развития рака простаты. Теперь ученые показали, как эти гены, находящиеся на разных и удаленных друг от друга участках хромосомы могут оказаться рядом и при небольшом повреждении ДНК могут слиться воедино.

В своем эксперименте ученые использовали клетки тканей, пораженных раком простаты, в которых не произошло слияния генов, однако которые обладают чувствительностью к гормону андрогену. Этот специфический мужской гормон, регулирующий работу гена TMPRSS2, уже привлекал внимание ученых, изучающих рак простаты, уточняет РИА "Новости".

Ученые с удивлением для себя обнаружили, что воздействие андрогена на эти клетки приводит к изменению трехмерной структуры упаковки хромосом, так что гены TMPRSS2 и ERG оказываются рядом. Как выяснилось в последствии облучение клеток ионизирующим излучением, способным вызвать разрыв двойной цепи ДНК, приводит к тому, что разорванные концы наследственной молекулы вновь сходятся неправильно, вызывая слияние генов.

"До сих пор мы считали, что слияние генов, которое наблюдается в тканях предстательной железы, происходит случайно, однако, как выяснилось, на самом деле все обстоит иначе. Положение хромосом в пространстве друг относительно друга под действием гормонов может быть изменено, и если их участки оказываются рядом, то их частичное повреждение может привести к слиянию генов", – считает Рам-Шанкар Мани, ведущий автор статьи, слова которого приводит пресс-служба Мичиганского университета.

Авторы статьи полагают, что их работа имеет большое значение и для других типов рака, где слияния генов так же играют важную роль. Понимание того, как происходит слияние генов, по мнению ученых, может привести к появлению методик раннего обнаружения риска возникновения рака, или даже предотвращения болезни.

http://www.inauka.ru/news/article96519.html


31 окт 2009, 12:49
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
29 октября 2009 г.

Фиона Макри | Daily Mail

Необходимость в мужчинах и женщинах отпала: ученые вырастили яйцеклетки и сперматозоиды из стволовых клеток

Мужчины больше не нужны, и женщины тоже, оповещает читателей The Daily Mail. Впервые в истории ученые вырастили из стволовых клеток яйцеклетки и сперматозоиды, поясняет корреспондент Фиона Макри.

В результате могут появиться новые методы лечения бесплодия, в том числе у тех, кто не может иметь биологических детей после курса радиологической терапии рака. Однако встает масса морально-этических вопросов: уж не отстранят ли живых людей от процесса размножения? На базе тех же исследований возможно и создание "таблетки от менопаузы", которая позволит женщинам рожать в более зрелом возрасте, сообщает издание.

Яйцеклетки и сперматозоиды из пробирки появились на свет в Стэнфордском университете (Калифорния): ученые сумели подобрать правильный комплекс химикатов и витаминов для их выращивания. Сперматозоиды, по-видимому, достигли зрелости. Яйцеклетки сильно от них отстали, но все же прожили рекордно долго по сравнению с другими экспериментами, сообщает газета.

Использовались стволовые клетки, взятые у эмбрионов в первые дни после зачатия, но американские ученые надеются повторить свой успех на материале клеток кожи человека. Сначала клетки погрузят в смесь, которая переведет их биологические часы назад, до эмбрионального состояния стволовых клеток, а затем превратят в сперматозоиды или яйцеклетки. Появляется шанс выращивать из кожи мужчин "мужские яйцеклетки", а из кожи женщин - "женскую сперму" - конечно, если удастся обойти проблему отсутствия Y-хромосомы в клетках женщин. "Это позволит гомосексуальным и лесбийским парам обзаводиться биологическими детьми", - пишет издание.


Источник: Daily Mail


04 ноя 2009, 13:06
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Гены пьянства: Но не алкоголизма

Идентифицированы гены, влияющие на количество употребляемого алкоголя, но не на вероятность развития алкоголизма.

Американские ученые идентифицировали у крыс и у человека гены и связанные с уровнем их экспрессии метаболические пути и нейронные механизмы, ассоциированные с количеством употребляемого алкоголя, но не влияющие на вероятность развития алкоголизма. По мнению авторов, «счастливчики», получившие в наследство определенное сочетание аллелей (форм) изученных генов, могут долгое время оставаться на уровне бытовых пьяниц, не превращаясь в алкоголиков.

В экспериментах на крысах авторы идентифицировали генетические особенности, влияющие на формирование «алкогольного поведения». Они в очередной раз подтвердили, что развитие алкогольной зависимости у животных связано с механизмами реакции на поощрение, получения удовольствия, а также регуляции насыщения и аппетита. После этого они сравнили гены крыс, вовлеченные в механизмы отношений с алкоголем, с их человеческими аналогами, идентифицированными в генотипах двух групп мужчин, проживающих в Монреале (Канада) и Сиднее (Австралия).

Отношение к выпивке и у крыс, и у людей определяли общепринятым для изучения любых зависимостей методом ‘Two-Bottle Choice Paradigm’ (как нетрудно догадаться, испытуемых при этом относят к одной из двух групп, условно: группа «Спасибо, хватит» и группа «Дайте две»).

Анализ полученных результатов показал, что гены, способствующие развитию тяги к выпивке, совершенно не совпадают с генами, обуславливающими предрасположенность к алкоголизму.

Хорошо известно, что употребление большого количества алкоголя повышает риск развития алкоголизма у людей с генетическим профилем, ассоциированным с предрасположенностью к развитию этой зависимости. Эта взаимосвязь является результатом взаимодействия между генами и факторами окружающей среды.

Так что на получение конкретных значений положительной корреляции между частотой и количеством принимаемого спиртного и вероятностью развития алкоголизма можно было не тратить время и бумагу. Но это был только первый этап обработки данных, а при дальнейшем анализе авторы обнаружили, что выраженность этой взаимосвязи варьирует в очень больших пределах, так как тяга к выпивке и предрасположенность к алкоголизму обуславливаются разными комплексами генов.

Индивидуумам, генетически предрасположенным к умеренному потреблению алкоголя, могут достаться другие аллели генов, обуславливающие возможность утери контроля над желанием выпить и даже развития алкогольной зависимости. И наоборот, генетическая предрасположенность к обильным возлияниям, в силу отсутствия определенных генов, может никогда не перерасти в алкоголизм. Авторы отдельно подчеркивают тот факт, что все принявшие участие в исследовании индивидуумы не страдают алкогольной зависимостью. По крайней мере, на момент исследования.

О генах, определяющих склонность к развитию алкоголизма, можно прочесть в заметке «Мутанты и алкоголики».

«Вечная молодость»
http://www.popmech.ru/article/6179-genyi-pyanstva/


10 ноя 2009, 01:16
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 май 2009, 00:24
Сообщения: 13477
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Холодная война как планетарный эксперимент

Ядерные испытания 50-х годов прошлого века неожиданно дали науке метод определения способности к делению клеток человека, с помощью которого удалось ответить на давнишние вопросы, такие как, могут ли размножаться клетки сердечной мышцы.

Для изучения активности деления клеток ученые используют метод введения радиоактивных меток в организм, которые встраиваются в ДНК изучаемых клеток. С помощью этого метода определяют долю делящихся клеток в данный момент и узнают, сколько новых клеток образовалось в данной ткани в течение длительного периода. Эти знания чрезвычайно важны, так как лечение многих опаснейших заболеваний станет возможным, если научиться регулировать способность тех или иных клеток к размножению. Например, это направление перспективно для лечения инфаркта миокарда или при тяжелых отравлениях печени.

Однако «радиоактивные» клеточные исследования обычно проводят на животных, результаты которых автоматически не могут быть перенесены на человека. Неожиданное «счастье» принесли испытания ядерного оружия, проводившиеся в 1950-х и начале 1960-х годов – человечество невольно осуществило эксперимент по радиоактивному мечению своих клеток. Ведь ядерные испытания вызвали многократное увеличение содержания в атмосфере радиоактивного изотопа 14С, концентрация которого там стала снижаться быстрыми темпами (по экспоненте) после 1963 года, когда США, СССР и Великобритания подписали договор о запрещении ядерных испытаний в атмосфере, под водой и в космосе.

Радиоактивный изотоп углерода в составе углекислого газа аккумулировался в растениях, откуда по пищевым цепям (напрямую и через домашний скот и птицу) попадал в организм человека, т. е. в его клетки и ДНК. Таким образом, уровень изотопа 14С в геномной ДНК отражает возраст клетки. Сопоставляя содержание радиоизотопа углерода в той или иной клеточной популяции с его концентрацией в атмосфере, можно примерно узнать возраст клетки. При этом концентрация изотопа 14С в клетках с низкой способностью (или неспособностью) к размножению должна быть близка к его уровню в атмосфере в год рождения человека. Напротив, в активно делящихся клетках содержание изотопа будет близко к его концентрации в атмосфере в момент взятия биологического материала на анализ.

Впервые метод выявления способности клеток к обновлению на основе изучения содержания в них 14С в 2005 году предложили в своей работе исследователи из Каролинского института в Стокгольме (Швеция). Позже та же научная группа, с успехом использовала предложенный подход для доказательства неспособности нейронов коры головного мозга к делению (после рождения человека) и показали, что клетки жировой ткани (адипоциты) регулярно обновляются со скоростью 10% в год. И, наконец, в этом году были опубликованы результаты исследования способности к делению сердечных клеток кардиомиоцитов.

Сначала авторы работы проанализировали содержание радиоактивного изотопа в образцах тканей сердца (взятых при вскрытии или из Британского банка тканей человека) у людей, родившихся в период ядерных испытаний, т.е. когда содержание 14С в атмосфере было высоким. Уровень радиоизотопа в исследованных клетках миокарда соответствовал его концентрации в атмосфере, наблюдавшейся через несколько лет после их рождения. Это говорит о синтезе ДНК в кардиомиоцитах человека, т.е. об их способности к размножению.

Затем аналогичный анализ был проведен у людей, родившихся в разные годы до начала ядерных испытаний. Оказалось, что во всех образцах, в том числе и взятых у людей, родившихся за 22 года до ядерных испытаний, содержание 14С было повышенным. Это означает, что обновление клеток сердца происходит на протяжении всей жизни человека.

После этого дополнительные эксперименты ученых подтвердили, что размножаются именно кардиомициты, а не другие клетки миокарда. Также углубленные исследования показали, что накопление радиоизотопа в кардиомиоцитах происходит именно вследствие их регенерации. Другие процессы или болезни, как удалось доказать, могут вносить лишь весьма незначительные изменения в содержание 14С в тканях – ниже границы чувствительности метода.

Затем исследователям предстояло решить вопрос, как быстро могут обновляться кардиомиоциты. Для этого они испробовали несколько математических моделей, подбирая ту, что наилучшим образом описывает экспериментальные данные. Выбранная модель позволила рассчитать, что в возрасте 25 лет у человека делятся примерно 1% кардиомиоцитов в год. С возрастом их активность становится меньше, и к 75 годам составляет около 0,45%. Таким образом, обновляемость кардиомиоцитов в течение жизни низкая, однако так называемый регенеративный потенциал у ткани сердца есть. Это означает, что есть прочное основание для создания лекарственных препаратов, усиливающих обновление кардиомиоцитов, то есть способствующих восстановлению сердечной мышцы.



Автор: www.nkj.ru
Источник: По материалам журнала "Клеточная трансплантология и тканевая инженерия"


19 ноя 2009, 14:12
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Раскрыт секрет механизма восстановления последовательности ДНК

Над секретом механизма восстановления последовательности ДНК работали ученые из Мексики, Украины и США и пришли к выводу, что молекулы ДНК, которые имеют неравномерную проводимость, оказывают помощь в восстановлении поврежденных участков ДНК. Восстанавливающий фермент может свободно ориентироваться по изменениям произошедших в самой характеристике ДНК.

Если произошли незначительные изменения в последовательности ДНК, то термодинамические механические свойства молекулы остаются прежними, а электрическое сопротивление колеблется, даже если произошла замена одного нуклеотида.

Авторами были проведены расчеты самой электропроводности для некоторых генов человека. В результате ученые установили, что каждая область генов имеет свои свойства. Так экзоны хранят информацию о первичной структуре белка, а интроны это своеобразные фрагменты диэлектрика. Благодаря этому открытию любую последовательность ДНК можно разбить на маленькие области, что упростит поиск мутации.

Автор: Анатолий Журба
(Источник: Science.YoRead.ru)


22 ноя 2009, 17:59
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Гены под током: «Электрики» для ДНК

Известно, что ДНК живых организмов – отнюдь не простая молекула, и во многом загадки ее еще предстоит раскрыть. Впрочем, одной тайной недавно стало меньше.

Известно, что ДНК в клетке постоянно повреждается в результате тех или иных событий – эти повреждения и называются мутациями. Происходит это как в ходе нормального биосинтеза ДНК, так и под воздействием внешних факторов – ионизирующего излучения, химических агентов. Мутации необходимо исправлять, для чего существуют развитые биохимические механизмы восстановления – системы репарации. Прочесть некоторые подробности об их работе можно в заметке «Ремонтный цех для генов».

Системы репарации быстро обнаруживают поврежденные фрагменты ДНК и моментально их чинят. И если механизмы самого «ремонта» более-менее известны, остается открытым вопрос о том, каким образом ферменты систем репарации ищут повреждения.

Существует версия, что они просто «плавают в растворе» в окрестностях ДНК и в ходе случайных столкновений рано или поздно наталкиваются на нужное место на нити этой молекулы. Но цифры не очень-то сходятся. Один ген может составлять в длину от 1 тыс. до 1 млн азотистых оснований – звеньев, из которых состоит цепочка ДНК. А мутация, как правило, затрагивает 1 или несколько оснований. Если учесть внушительное количество генов в клетке, пассивным случайным перебором найти нужное звено окажется слишком сложно и ненадежно. Нужен какой-то активный механизм.

Возможно, в мутации меняются электрические свойства цепочки ДНК, что и служит сигналом соответствующим белкам – как разрыв в электроцепи привлекает электромонтеров, так и нарушение в ДНК привлекает их. Но и это вряд ли: против этой гипотезы говорит хотя бы тот факт, что по ДНК никакого тока не течет, и «механизм электромонтера» должен иметь какие-то другие физические основы.

Но вот работающий сегодня в США наш соотечественник Аркадий Крохин с коллегами предложили для объяснения этой загадки собственную идею. Прежде всего они обратили внимание на тот факт, что разные фрагменты ДНК обладают разным распределением заряда, в зависимости от конкретного набора азотистых оснований. Исходя из этой посылки, ученые подсчитали распределение заряда и попытались найти в нем закономерности. Оказалось, что закономерности имеются.

Разные части ДНК обладают разными особенностями распределения заряда. Экзоны – кодирующие части генов – отличаются способностью поддерживать существование свободных электронов. А это означает: в принципе, по этим участкам ток может течь. С другой стороны, интроны, части генов, несущие иные функции, кроме кодирования белка, к такому неспособны. Они могут служить естественными «изоляторами» тока.

Это позволяет представить цепочку ДНК, как набор проводящих и непроводящих фрагментов. Нарушение даже в одном азотистом основании приводит к нарушению проводимости всего фрагмента, что, видимо, может быть замечено белками систем репарации и понято, как сигнал к действию.

Такая остроумная картина, предложенная Крохиным и его коллегами, позволяет ответить и на вопрос о том, почему некоторые мутации остаются «неотремонтированными», что, кстати, и есть один из путей появления изменчивости для последующего отбора в ходе эволюции. Получается, что некоторые мутации меньше сказываются на «электрическом профиле» ДНК, чем другие. Они как бы маскируются и делаются незаметными для репарирующих белков.

По сообщению physics arXiv blog
http://www.popmech.ru/article/6222-genyi-pod-tokom/


24 ноя 2009, 22:52
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Естественный отбор - эволюционный механизм вчерашнего дня

{L_ATTACHMENT}:
XY.jpg
XY.jpg [ 11.1 Кб | Просмотров: 5727 ]


В эволюции человека естественный отбор никакой роли сегодня уже не играет, она управляется совсем иными механизмами. К такому выводу пришли итальянские и британские ученые.

Современный человек анатомически сформировался около 100 тысяч лет назад в Африке, после чего и началось его победное шествие по планете. Какими путями происходило это расселение, исследователи изучают, анализируя, в частности, и наследственный материал представителей разных народов и этнических групп в разных странах мира.

Главная улика - Y-хромосома

Итальянский генетик Лука Луиджи Кавалли-Сфорца (Luca Luigi Cavalli-Sforza) ранее преподавал и вел исследовательскую работу в США, в Стэнфордском университете, а теперь, выйдя на пенсию - как-никак ученому 87 лет! - проводит время преимущественно на родине, но свою науку не забросил. Современные достижения телекоммуникационных технологий позволяют ему ничуть не менее продуктивно трудиться, не выходя из дому. Сидя у компьютера, профессор Кавалли-Сфорца проанализировал результаты ряда международных исследований, посвященных мужской половой хромосоме - так называемой Y-хромосоме.

Эта самая маленькая по размеру хромосома, содержащая всего 78 генов, обусловливает принадлежность человека к мужскому полу, то есть она имеется только в геноме мужчин и наследуется по мужской линии. Особенность Y-хромосомы состоит в том, что она не рекомбинирует, то есть не обменивается фрагментами наследственного материала с парной ей женской Х-хромосомой, как это делают при спаривании все аутосомы, то есть неполовые хромосомы, а потому передается из поколения в поколение в практически неизменном виде. Поэтому, анализируя и сравнивая Y-хромосомы представителей самых разных народов, исследователи имеют возможность проследить историю миграции и особенности эволюции далеких предков этих людей.

Дрейф генов - недооцененный фактор

"Есть один генетический механизм, которому не принято придавать большого значения, но который, судя по всему, сыграл чрезвычайно важную роль в эволюции человека, - говорит профессор Кавалли-Сфорца. - Это так называемый дрейф генов. Я имею в виду статистически случайные, ненаправленные генетические изменения, не дающие никаких эволюционных преимуществ в процессе естественного отбора - таких, например, как повышенная приспособляемость к новым климатическим зонам при миграции. Потому-то генетические различия между людьми столь малы".

Поначалу ученый полагал, что хотя бы в некоторых регионах планеты ему все же удастся обнаружить генетические признаки естественного отбора у людей. Вместо этого он снова и снова находил свидетельства случайных мутаций Y-хромосомы, не дающих никаких эволюционных преимуществ. А поскольку за минувшие десятки тысяч лет отдельные - обычно небольшие - группы людей мигрировали постоянно, фактор случайности, по словам профессора Кавалли-Сфорца, играл при мутациях гораздо более важную роль, чем было принято считать до сих пор. А это позволяет значительно детальнее проследить пути распространения человека из Африки по всему земному шару до самой Южной Америки.

А где же естественный отбор?

"Оказалось, что сочетанием дрейфа генов и миграционных потоков вполне можно объяснить практически все наблюдаемые нами различия между отдельными популяциями людей, - говорит ученый. - Для нас это стало большой неожиданностью - отсутствие каких бы то ни было признаков естественного отбора. Очевидно, на каком-то этапе этот механизм применительно к человеку перестал работать, потому что сформировалась более эффективная альтернатива - культурная эволюция со всеми ее изобретениями. Людям, добравшимся до Сибири, вовсе не обязательно было с ног до головы обрастать шерстью, чтобы защититься от холода, - вместо этого они закутались в мех животных. Да и обмен новыми идеями происходил гораздо быстрее, чем обмен генами".

Британцы разделяют мнение итальянца - но с оговорками

Точку зрения итальянского ученого в общем и целом готов разделить и видный британский генетик Крис Тайлер-Смит (Chris Tyler-Smith) из Института Сенгера в Кембридже, одного из самых авторитетных центров геномных исследований. Однако он делает две оговорки. Во-первых, изучение Y-хромосомы позволяет делать выводы только касательно мужской линии развития человечества. А во-вторых, работа итальянского коллеги - лишь начало долгого пути, и в процессе дальнейших исследований ученых ждет еще не один сюрприз.

Но уже сегодня не вызывает сомнений тот факт, что история эволюции человечества делится на два этапа. "Поначалу в процессе расселения человека естественный отбор еще играл важную роль, - говорит Стив Джоунз (Steve Jones), генетик университетского колледжа в Лондоне. - Примером таких относительно недавних генетических мутаций могут служить, скажем, светлая кожа у народов, живущих за пределами африканского континента, или распространенная в некоторых регионах мира резистентность против малярии. Но с тех пор, как 10 тысяч лет назад начали интенсивно развиваться земледелие и скотоводство, человек в генетическом отношении почти не изменился. Разве что в Центральной и Северной Европе еще успела получить распространение способность усваивать молочный сахар - лактозу. Если в Голландии или Швеции непереносимость лактозы отмечена лишь у 1-2 процентов взрослого населения, то в странах Юго-Восточной Азии - у 98 процентов. По сравнению с тем, что было всего каких-то 300-400 лет назад, роль естественного отбора снизилась на 80 процентов. Проще говоря, сегодня естественный отбор применительно к человеку не работает".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Deutsche Welle


26 ноя 2009, 20:38
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
Молекула времени: Ключ от цикла

Циклические изменения активности нашего организма в течение суток регулирует целый набор сложных физиологических систем. И ключом к их работе является одна небольшая молекула.

Люди, как и подавляющее большинство живых организмов на Земле, демонстрируют циклические изменения активности с периодом около суток. Хотя эти циркадные ритмы связаны с ритмическим движением планеты, стимулируют и регулируют их внутренние механизмы организма. Наши «внутренние часы» расположены в мозгу и связаны со множеством циклических изменений: самый яркий пример – это чередование сна и бодрствования. Наука показала наличие и эндогенную природу этих ритмов у человека уже более 150 лет назад. Но лишь недавно, с появлением электрических инструментов измерения активности нейронов, их механизмы стали понемногу расшифровываться.

Один из ученых, работающих в этой области – израильтянин Себастьян Каденер (Sebastian Kadener), группе которого удалось недавно совершить интересное открытие. Они выяснили, что ключевым элементом наших «внутренних часов» являются сравнительно небольшие молекулы микроРНК. Прежде всего эти молекулы участвуют в контроле за трансляцией – активностью производства белка на генной матрице. Однако этим функции микроРНК в нашем сложном организме, выходит, далеко не исчерпываются.

Смена сна и бодроствования – самое хорошо изученное проявление циркадных ритмов. Их периодичность задается специальной группой нейронов, которая имеется у большинства сложных животных. Причем у всех, от человека до насекомых эти группы нейронов практически идентичны по структуре. Консервативность этой системы свидетельствует о ее жизненной важности. Показано, что эта группа нейронов действительно работает на манер «генетических часов», отсчитывая время с высокой точностью. Только вместо стрелок здесь работают сложнейшие взаимозависимые циклы стимулирования и подавления активности множества генов.

Эту систему и изучает Себастьян Каденер со своей командой. И недавно им удалось показать, что в том, чтобы «генетические часы» с достаточной точностью повторяли 24-часовой суточный ритм, критическую роль играют микроРНК. Более того, ученые сумели установить, что ответственен за это один тип микроРНК – «бентам» (bantam).

Эта молекула уже не раз привлекала внимание ученых. Хотя бы тем, что, в отличие от большинства других микроРНК, она регулирует не синтез белка, а активность РНК. Имеются данные и о том, что «бентам»-микроРНК участвует в контролируемой смерти клеток, апоптозе. В остальном эта молекула остается загадочной. Неизвестно даже, что контролирует ее собственный синтез.

Кстати, элементарный способ «переводить стрелки» своих внутренних часов – менять режим питания. Если вы часто и далеко путешествуете, прочтите нашу заметку «Запасные часы». Вам пригодится.

По пресс-релизу Hebrew University
http://www.popmech.ru/article/6293-molekula-vremeni/


04 дек 2009, 01:59
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Волновая Генетика и ДНК Человека
3 декабря 2009 г.Элена Дузи | La Repubblica

США дали "зеленый свет" исследованиям в области стволовых клеток

Обама осуществил резкую смену курса по сравнению с жесткой политикой Буша в сфере исследований со стволовыми клетками, пишет Элена Дузи в статье, напечатанной в газете La Repubblica.

Вчера Национальные институты здравоохранения (НИЗ) дали разрешение на частное финансирование исследований по 13 новым линиям стволовых клеток (из каждого эмбриона можно выделить одну линию стволовых клеток, то есть семейство клеток, которые можно воспроизводить в лабораторных условиях). По словам директора НИЗ Фрэнсиса Коллинза, в ближайшее время в лабораториях институтов могут проводиться исследования уже на 200 новых линиях. В Италии, напоминает автор статьи, создание новых линий эмбриональных клеток запрещено. Лишь горстка лабораторий в очень сложных условиях работает с эмбриональными клетками, импортированными из-за рубежа.

"Панорама начинает меняться. Это только первый шаг в длинной череде новых шагов. Научное сообщество, наконец, получит возможность определить масштабы исследований со стволовыми клетками", - заявил Фрэнсис Коллинз, один из ведущих генетиков мирового уровня и одновременно убежденный христианин. Ученым уже предложено размещать в интернете информацию о своих проектах. Кроме того, уже готово финансирование в размере 21 млн долларов. Стволовые клетки, из которых на 100% состоят эмбрионы, умеют делиться до бесконечности и превращаться в любые типы тканей. Манипулируя ими, ученые пытаются "ремонтировать" ткани, поврежденные в результате бесчисленного количества болезней, от повреждения спинного мозга до диабета, от инфаркта до Альцгеймера.


Источник: La Repubblica


3 декабря 2009 г.Питер Олдхауз | New Scientist

Означает ли существование мыши, рожденной от двух матерей, что мужчины больше не нужны?

Если верить некоторым изданиям, будущее - за сверхчеловеческой расой генетически модифицированных женщин-долгожительниц, которые будут размножаться без мужчин, отмечает New Scientist. Эти утверждения основаны на результатах недавнего эксперимента: мыши, рожденные от двух матерей, прожили намного дольше зачатых обычным путем, поясняет журналист Питер Олдхауз.

Японские ученые Томохиро Коно и Манабу Кавахара предположили: у млекопитающих самцы живут меньше самок, так как в их организме более активны гены, унаследованные от отцов. "Чтобы проверить гипотезу, ученые создали методом наподобие клонирования группу мышей женского пола, вообще не имеющих отцовских генов, - то есть рожденных от двух матерей, из двух яйцеклеток", - пишет газета. Средняя продолжительность жизни этих мышей составила 840 дней - более чем на 180 дней дольше, чем у особей из контрольной группы, но они были мельче.

Геронтологи, однако, подчеркивают, что японцы экспериментировали с необычной породой мышей (ее самцы живут дольше самок) и со слишком малочисленной группой особей. К тому же для создания мышей с двумя матерями Коно и Кавахаре пришлось модифицировать два гена - возможно, при этом и получился ген долгожительства. "Итак, мужчин рано отправлять на свалку истории", - отмечает газета.


Источник: New Scientist


04 дек 2009, 02:05
Профиль
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 178 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 12  След.


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 19


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти: