ScienceFirstHand

ScienceFirstHand

пикабушник
поставил 20 плюсов и 0 минусов
отредактировал 0 постов
проголосовал за 0 редактирований
сообщества:
37К рейтинг 127 подписчиков 6 комментариев 202 поста 182 в "горячем"
101

«Афганский синдром» оказался эволюционной адаптацией

«Афганский синдром» оказался эволюционной адаптацией Эволюция, Адаптация, ПТСР, Длиннопост

Психотравмирующее событие, связанное с опасностью для жизни, часто оставляет в психике глубокие следы. Это состояние известно как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). Ученые из Университета Западного Онтарио (Канада) исследуют, возможно ли ПТСР у животных, и чем оно является с точки зрения эволюции


«Вьетнамский синдром», «афганский синдром» – это тоже ПТСР. Причиной этого психического состояния может стать не только стресс, пережитый во время военных действий. Оно может развиться в результате сексуального насилия, жестокого обращения в детстве, террористических актов, природных или техногенных катастроф, длительных болезней и смерти близких людей, даже финансовых трудностей... Полученные в этих ситуациях тяжелые психические травмы могут вызывать переживания интенсивного страха, беспомощности и крайнего ужаса в течение долгого времени после самого события.


Только в США 5,2 миллиона человек ежегодно страдают ПТСР, при этом у женщин это расстройство регистрируют в два с половиной раза чаще, чем у мужчин. Врачи считают ПТСР весьма серьезным заболеванием, которое требует медикаментозного лечения. Однако в последние два десятилетия возникла гипотеза, что это не столько болезненное состояние, сколько естественное явление. Одновременно появилось представление, что поведение животного при появлении хищника описывается не только формулой «бей или беги», но и в большой степени в дальнейшем имеет много общего с поведением человека, страдающего ПТСР.


Конечно, возникает вопрос: может ли у животного в принципе появиться расстройство психики, аналогичное человеческому? Как минимум, существуют животные модели ПТСР, которые используют для изучения развития этой патологии и проверки эффективности лекарств. Животных вводят в состояние, подобное ПТСР, с помощью, например, иммобилизационного стресса, то есть, вынужденной неподвижности, или предъявления хищника, как непосредственно (грызунам могут показать кота), так и его запаха или голоса.


Есть принять, что с точки зрения эволюции выживание важнее, чем качество жизни, то память об опасности полезна, если помогает избежать ее в будущем. Тогда ПТСР представляет собой эволюционную адаптацию, увеличивающую вероятность выживания за счет своевременного обнаружения опасности. Но есть и издержки – повышенная пугливость и реакции избегания пугающих сигналов как симптомы ПТСР.


У диких животных такие издержки могут приводить к ухудшению способности напуганных родителей прокормить всех своих детенышей. Но если родители будут беспечны и погибнут сами, скорее всего, умрут и их потомки. Известно, что у птиц взаимодействие с хищниками влияет на родительскую заботу; аналогичные эффекты отмечены и у млекопитающих, но в целом такая точка зрения нуждается в дополнительных доказательствах.


Недавно ученые из Университета Западного Онтарио (Канада) проверили, насколько стойким является страх перед хищником у черношапочных гаичек, небольших птиц из семейства синицевых. В течение двух дней птиц держали в отдельных клетках и давали прослушивать звуки, одной группе – издаваемые хищниками, другой, контрольной, – животных, не опасных для гаичек. Затем вся стая жила на открытом воздухе в обычных условиях, а через неделю ученые оценили реакцию птиц на сигналы опасности.


Они давали птицам в течение 15 минут слушать сигналы опасности, издаваемые их соплеменниками, и у тех, кто слушал хищников, обнаруживались поведенческие признаки, отвечающие критериям животной модели ПТСР. При этом у них в миндалине и гиппокампе (отделах мозга, участвующих в реакции на опасность) почти в полтора раза выросла активность белкового маркера долгосрочной активации нейронов.


Эти результаты подтверждают идею ПТСР как нормального явления в природе, и человек в этом смысле не является исключением: ведь мы лишь совсем недавно, по эволюционным меркам, перестали ежечасно бояться хищников. Они также дают пищу для размышлений ученым, занимающимся биомедицинскими исследованиями, и врачам.


А всем страдающим ПТСР, возможно, станет легче, если они будут знать: то, что они испытывают – не патология, а естественная реакция, отточенная миллионами лет эволюции.


Фото: https://pixabay.com

Показать полностью
226

Клетки-киллеры врожденного иммунитета могут стать ключом к созданию противораковых вакцин

Клетки-киллеры врожденного иммунитета могут стать ключом к созданию противораковых вакцин Иммунитет, Иммунная система, Иммунотерапия рака, Длиннопост, Рак, Вакцина, Медицина

NK-клетка человека. Сканирующая электронная микроскопия. Credit: NIAID

Иммунная система защищает нас не только от инфекций, но и от наших собственных измененных клеток, таких как раковые. Ученые из Университета Оттавы (Канада) исследуют механизмы, благодаря которым клетки нашего врожденного иммунитета – натуральные киллеры – запоминают «врага», чтобы при следующей встрече эффективно его уничтожить. Это свойство можно использовать для создания эффективных и безопасных противораковых вакцин


Различают врожденный и приобретенный (адаптивный) иммунитет. Система врожденного иммунитета заведомо умеет опознавать и эффективно реагировать на конкретного «неприятеля». Система адаптивного иммунитета, к которой относятся Т- и B- лимфоциты, при первом контакте с патогеном, напротив, реагирует слабо и медленно. Но она способна «обучаться», и при повторной встрече работает эффективно. Именно этот феномен иммунологической памяти используется при вакцинации.


Раньше считалось, клетки врожденного иммунитета (NK-клетки), которые являются натуральными киллерами, к такому «обучению» не способны. Они способны убивать без подготовки, защищая нас от вирусов и рака. Однако, несмотря на скепсис многих иммунологов, исследования последних лет показали, что эти клетки также умеют формировать иммунологическую память. Хотя делают это иначе, чем Т- и B- лимфоциты.


Ученые предположили, что в этом процессе участвуют особые ингибиторные рецепторы на поверхности NK-клеток, которые влияют на их активность. Эксперименты проводили на лабораторных мышах, поэтому исследователи обратили внимание на ингибиторные рецепторы семейства Ly49, присутствующие у мышей, но отсутствующие у человека.


С помощью генно-инженерных методов ученые получили животных со слабым адаптивным иммунитетом, т.е. с дефицитом Т- и B- лимфоцитов. Затем им предъявляли разные вещества-антигены, способные вызвать иммунный ответ, а затем с помощью теста на отек уха проверяли, сформировалась ли у них иммунологическая память. Оказалось, что отек наблюдался лишь в том случае, если мыши ранее уже подвергались воздействию этого вещества. То есть в первый раз происходило «запоминание», во второй – активная реакция, и делать это могли только NK-клетки. При этом у животных, у которых дополнительно был создан дефицит рецепторов Ly49, отек не возникал.


Затем исследователи проверили, сможет ли способность NK-клеток к «запоминанию» защитить мышей от меланомы, злокачественной опухоли кожи. Для проверки использовали генно-модифицированные раковые клетки, синтезирующие яичный белок овальбумин, сильный антиген.


Сначала мышей со слабым адаптивным иммунитетом «вакцинировали» чистым овальбумином, а затем заразили меланомой. За время эксперимента у половины вакцинированных мышей опухоль вообще не развилась, а в опухолях остальных было обнаружено большое число активных NK-клеток. Зато животные с дефицитом Ly49 болели и умирали.


У человека есть аналоги рецепторов Ly49, поэтому в дальнейших планах ученых – выяснить, помогают ли они нашим клеткам-киллерам приобретать иммунологическую память. Если помогают, это открывает реальный путь для создания новых противораковых вакцин. Одна из проблем в современной иммунотерапии рака связана с тем, что провоцирование иммунного ответа против опухоли может приводить к появлению аутоиммунных реакций. В этом смысле NK-клетки могут быть гораздо более безопасными терапевтическими мишенями, чем обычно используемые Т-лимфоциты.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью
45

С кем поведешься, от того и наберешься, или Рецепт чимане, как повысить свой статус

С кем поведешься, от того и наберешься, или Рецепт чимане, как повысить свой статус Общество, Социальный статус, Социальное взаимодействие, Сотрудничество

Достижение определенного социального статуса является центральной мотивацией человека. Осознанно или не очень, многие люди стремятся быть ближе к успешным и популярным людям. Ученые выяснили, почему такая стратегия является плодотворной и что именно она отличает человеческие сообщества от сообществ других приматов


Наличие у особи социального статуса, то есть места в иерархически организованной общественной структуре, присуще как людям, так и животным. У обезьян высокий статус достигается обычно путем агрессии по отношению к другим членам сообщества. В отличие от животных, у людей сотрудничество и конкуренция не исключают, а взаимно дополняют друг друга. Чрезмерно агрессивные индивиды редко оказываются на высоком месте в социальной иерархии. В любых сообществах люди сильно зависят друг от друга, и для получения высокого статуса важна ценность человека для общества.


Ученые из США и Германии в течение нескольких лет исследовали общественные отношения у представителей малочисленного коренного народа чимане, живущего в тропических лесах Боливии. Чимане в последние годы являются предметом пристального внимания ученых еще из-за того, что у них самая низкая распространённость атеросклероза коронарных артерий среди всех изученных народов. Артериальное давление, уровни холестерина и глюкозы также практически идеальны. В сообществе чимане нет строгой иерархической структуры, статус имеет довольно неформальный характер и выражается в основном в том, насколько влиятелен голос мужчины во время собраний. Кроме того, мужчины с высоким статусом в этом сообществе, как правило, имеют хорошее здоровье и большее, чем у других мужчин племени, количество выживших детей.


Исследователи просили мужчин чимане оценить статус других мужчин племени и рассказать о своем сотрудничестве с ними во время охоты, рыбной ловли или других совместных работ. Выяснилось, что чимане, уже имеющие высокий статус, со временем приобретают все больше социальных партнеров, а более «простые» чимане «поднимаются», сотрудничая с людьми, имеющими высокое положение в обществе.


Такое непрерывное взаимовлияние на статус друг друга размывает иерархические различия. Поэтому в отличие от обезьян люди, особенно живущие небольшими группами, как чимане, формируют эгалитарные общества, то есть, относительно равноправные. Эта модель дает сбой, когда человеческие сообщества становятся слишком крупными для тесного взаимодействия между его членами. Богатые люди в таких обществах теряют стимул сотрудничать с бедными, и социальное расслоение общества увеличивается. Тем не менее в отличие от животных, люди лучше умеют договариваться. Человеческие иерархии более эгалитарны по сравнению с другими видами приматов, отчасти благодаря большей взаимозависимости между сотрудничеством и статусной иерархией.


Фото: https://pxhere.com

Показать полностью
319

Мутация, защитившая предков человека от малярии, сегодня способствует развитию атеросклероза

Мутация, защитившая предков человека от малярии, сегодня способствует развитию атеросклероза Атеросклероз, Эволюция, Мутация, Длиннопост

Атеросклероз, при котором происходит сужение просвета и закупорка кровеносных сосудов, а органы и ткани получают недостаточное количество кислорода – непосредственная причина многих сердечно-сосудистых заболеваний, инфарктов и инсультов, Но эта патология практически не встречается у других млекопитающих, даже у наших самых ближайших родственников – шимпанзе. Одной из причин таких различий может быть мутация в гене, которая защитила наших далеких предков от малярии, но создала много проблем их потомкам


Факторов риска развития атеросклероза у человека много: нарушения обмена липидов, артериальная гипертония, сахарный диабет, ожирение, курение, употребление красного мяса и т.д. Некоторые из них – например, малоактивный образ жизни и повышенный уровень «плохого» холестерина в крови – возникают и у живущих в неволе шимпанзе, но это редко приводит к развитию у них атеросклероза. Кроме того, примерно в 15% случаев заболевание развивается по непонятным причинам у людей, которые находятся вне «зоны риска».


Однако сейчас картина начинает проясняться, и связано это с исследованиями гена CMAH, продукт которого участвует в метаболизме сиаловых кислот.


Сиаловые кислоты входят в состав сложных белков и жиров (гликопротеидов и гликолипидов), которые являются компонентами клеточных мембран и участвуют во взаимодействии клетки с различными молекулами. У наших дальних предков примерно 2–3 млн лет назад произошла мутация в гене CMAH. В результате в клетках вместо одной сиаловой кислоты (Neu5Gc) стала накапливаться другая (Neu5Ac). И эта мутация закрепилась в предковой популяции человека. Причина, по-видимому, заключается в том, что «поломка» гена CMAH способствовала повышению устойчивости организма к малярии: при заражении возбудитель этой инфекции связывается с молекулой Neu5Gc на поверхности клеток, а в результате мутации именно она и оказалась в дефиците.


Недавно ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) провели эксперименты на мышах с «выключенным» геном CMAH, которые питались кормом с высоким содержанием жиров. В результате уровень атеросклеротического поражения аорты у экспериментальных животных оказался почти в два раза выше по сравнению с контрольными, которых кормили такой же жирной пищей. Также у этих мышей с выключенным геном была отмечена более высокая активность клеток иммунной системы и склонность к развитию диабета.


Эти эксперименты подтвердили один из механизмов провоцирующего влияния мутации CMAH на развитие атеросклероза. Но на этом дело не закончилось.


Как известно, в наш организм с пищей, главным образом с красным мясом, может попадать чужая Neu5Gc, которая может встраиваться в компоненты клеток сосудистой стенки. В ответ на незнакомое, «чужеродное» для организма соединение формируется иммунный ответ с выработкой анти-Neu5Gc антител, что приводит к развитию в стенке сосуда хронического воспаления. Ранее было показано, что у мышей с «выключенным» геном CMAH такая форма воспаления связана с риском развитием рака. Когда же исследователи перевели этих животных на высокожировую диету, богатую Neu5Gc, то обнаружили у них почти трехкратное усиление признаков атеросклероза!


Детали работы всех этих механизмов, в том числе отвечающего за встраивание чужеродной Neu5Gc в наши клетки, пока плохо изучены. Так что в ближайшем будущем мы вряд ли сможем научиться предотвращать или поворачивать вспять эти процессы, как ни соблазнительно это выглядит.


Кстати сказать, в экспериментах на мышах были получены и другие данные: похоже, потеря гена CMAH имела и такие последствия для человека, как ухудшение фертильности и повышение выносливости. А вся эта история служит ярким подтверждением закона, что в природе «ничто не дается даром».


Фото: https://www.maxpixel.net

Показать полностью
286

Воспитывать слонят индийским слонихам помогают младшие сестры

Воспитывать слонят индийским слонихам помогают младшие сестры Размножение, Социальное поведение, Длиннопост, Слоны

Азиатский или индийский слон (Elephas maximus)

Социальные млекопитающие обычно образуют группы из особей, находящихся в кровном родстве. Ученые объясняют это с помощью теории родственного отбора, направленного на сохранение признаков, благоприятствующих выживанию генетически близких индивидов. В матрилокальных сообществах, где брачная пара живет в «семье» самки, наблюдается выраженное альтруистическое поведение самок между собой. Большинство таких знаний получены из наблюдений за мелкими, короткоживущими млекопитающими, но сейчас ученые опубликовали результаты анализа данных наблюдений за индийскими слонами


Не только в человеческом обществе родственники обычно помогают молодой маме, это принято и среди животных. Но детали такого поведения у долгоживущих млекопитающих проследить трудно, так как информацию надо собирать десятилетиями. Известно, что присутствие рядом близких родственников женского пола (матерей и сестер) значительно улучшает репродуктивный успех самок приматов, китообразных и слонов. Например, у слонов проживание вместе с бабушками повышает выживаемость внуков.


Ученые из Университета Турку (Финляндия) проанализировали данные об индийских (азиатских) слонах, которые много лет собирали сотрудники лесопромышленных предприятий Мьянмы (Myanma Timber Enterprise). На этих предприятиях слонов активно используют как верховых и вьючных животных. В исследование вошла информация о 475 самках, которые рождались с 1959 г. и доживали как минимум до 12 лет, то есть, до начала репродуктивного периода.


Днем слоны работают, но по ночам они предоставлены сами себе и могут свободно общаться. Когда рождается слоненок, слониха заботится о нем, пока это необходимо (приблизительно в течение четырех лет), затем его отделяют от матери, приручают, после чего, либо возвращают в «семью», либо переселяют в другой рабочий поселок, где есть нужда в животных. В таком «естественном эксперименте» были собраны данные о слонах, живущих как в своих «семьях», так и в чужих.


При анализе данных выяснилось, что шансы на успешное размножение у молодой, неопытной самки индийского слона возрастают, если рядом с ней находится и «помогает» младшая сестра. В более взрослом возрасте присутствие сестры уже не увеличивает эти шансы. Чем это можно объяснить?


Во-первых, у азиатских слонов довольно часто происходят выкидыши, и, возможно, присутствие сестры каким-то образом снижает действие способствующих потере беременности факторов стресса. Во-вторых, молодые самки могут испытывать дефицит ресурсов, необходимых для беременности и кормления, потому что энергия распределяется между эмбрионом и собственным организмом, развитие которого продолжается еще годы после наступления полового созревания. Слонихи из Мьянмы растут в среднем до 15 лет, а набирают вес – до 35. Также для молодой и неопытной самки помощь сестры в уходе за детенышем может быть особенно ценной, учитывая повышенную смертность слонят от молодых матерей.


Возраст слоних, помогающих с детьми старшим сестрам, варьировался от 7 до 16 лет. Пиковый для размножения возраст – 18–22 года, и младшие сестры, не достигшие этого возраста, в роли помощниц могут, по-видимому, принести больше пользы как для «семьи», так и для себя, приобретая опыт воспитания детенышей.


Не стоит забывать и об общей пользе активных социальных контактов, как для слонов, так и для людей. Известно, что высокая социальность связана со снижением смертности и улучшением физического и психического здоровья, особенно у женщин.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью
24

В поисках темной материи исследователи изучают необъяснимые смерти и надгробные памятники

В поисках темной материи исследователи изучают необъяснимые смерти и надгробные памятники Темная материя, Детектор, Длиннопост

Считается, что «обычная материя» составляет не более 15% массы нашей Вселенной, а все остальное – это так называемые «темная материя» и «темная энергия». Главная проблема поиска темной материи в том, что никто не знает, что это такое, хотя существуют разные гипотезы. Поэтому ученые ищут следы этого «неизвестного» во всех возможных направлениях, чтобы охватить как можно больший спектр возможностей. И даже в таком неожиданном месте, как человеческое тело


Существует несколько моделей темной материи. Основываясь на предположениях о ее свойствах, ученые создают детекторы темной материи, основанные на разных физических принципах. Поиск «темных» частиц основан на наблюдениях событий их предполагаемого упругого рассеяния на атомных ядрах вещества, являющегося рабочим телом детектора.


Большинство физиков сегодня полагают, что частицы темной материи должны быть весьма массивными (порядка сотен масс протона), поэтому для поиска таких частиц более всего подходят детекторы, где рабочим телом является сжиженный ксенон. А новосибирские физики, к примеру, исходят из гипотезы, что частицы темной материи лишь в 2–10 раз массивнее протона, что позволяет использовать в детекторах благородные газы, такие как дешевый и доступный аргон. Такие детекторы располагают глубоко под землей, чтобы максимально избавиться от фонового космического излучения.


Согласно одной из теорий, темная материя состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP). Эти частицы электрически нейтральны и не участвуют в сильных взаимодействиях, но могут слабо взаимодействовать с обычной материей. Подземные детекторы на жидком ксеноне их до сих пор не обнаружили, но недавно ученым пришла мысль рассмотреть в качестве «ловушки» для частиц темной материи новый и очень необычный объект – человеческое тело.


Идея состоит в том, что частицы темной материи могли бы убивать людей, проходя сквозь тело как пуля, оставляя необычное трубчатое повреждение. Другими словами, причину такой смерти можно было бы диагностировать как необъяснимое огнестрельное ранение. Исследования возможного взаимодействия человеческой плоти и WIMP показали, что при попадании в тело человека такие частицы действительно стали бы источниками излучения. Но оно было бы слишком незначительным по сравнению с другими природными источниками, такими как радон и космические лучи, и не могло причинить вреда человеку.


Однако, помимо WIMP, есть другие кандидаты на роль частиц темной материи, и среди них – так называемые макросы, очень маленькие и очень тяжелые частицы, которые, как предполагается, рассеивают обычную материю с большим геометрическим поперечным сечением. Хотя макросы должны встречаться гораздо реже, чем WIMP, любые столкновения с обычным веществом, включая тело человека, должны оставить очевидный след. Пока анализ смертности людей в Канаде, США и Западной Европе за последнее десятилетие не выявил необъяснимых случаев смерти от невидимых «пуль» темной материи. Но частицы макроскопической темной материи в определенном диапазоне физических размеров и массы не могут возникать достаточно часто, так что вопрос о теле человека как возможном детекторе темной материи остается открытым.


Пока же исследователи решили обратиться к более очевидным, хотя и не менее экстравагантным потенциальным «ловушкам» темной материи – гранитным надгробным памятникам. Предполагается, что при столкновении макросы расплавят камень, оставив характерные следы в его толще. В случае светлого гранита расплавленная порода затвердеет с образованием темного цилиндрического включения, подобного обсидиану. Ученые предполагают привлечь людей по всему миру к поиску на надгробных гранитных плитах темных эллиптических пятен – признаков воздействия частиц темной материи.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью
150

Стресс может превратить самку в самца

Стресс может превратить самку в самца Рыба, Самки, Самцы, Экспрессия генов, Длиннопост

Талассома синеголовая (Thalassoma bifasciatum), вверху – самка, внизу – самец

Пол организма – мужской или женский – обычно определяется во время раннего эмбрионального развития и остается неизменным на протяжении всей жизни. У некоторых видов (например, красноухих пресноводных черепах и бородатых ящериц) эмбрион может сменить пол в зависимости от температуры, при которой развиваются яйца. А вот морские рыбы научились делать это уже во взрослом возрасте! Недавно исследователи подробно изучили процесс смены пола у самок талассомы синеголовой, которые были вынуждены заменить «гаремного» самца


Талассома синеголовая (Thalassoma bifasciatum) – небольшая тропическая рыбка, обитатель коралловых рифов. Большинство этих рыб к началу репродуктивного периода являются самками, которые составляют «гаремы» зрелых самцов. Но если этот «падишах» по какой-либо причине из гарема исчезает, его место занимает самая крупная из самок. В течение нескольких часов бывшая самка меняет поведение на более брутальное, а желтую окраску – на голубую, свойственную самцам. Метаморфоза завершается через 8–10 дней, когда яичники превращаются в семенники, успешно вырабатывающие сперматозоиды.


Ученые из Новой Зеландии, Австралии и США исследовали смену пола у синеголовых талассом на молекулярном уровне, работая с рыбами, обитающими у побережья Флориды. Они побуждали самок сменить пол, изымая самцов из устоявшихся социальных групп, а затем исследовали образцы их головного мозга и половых желез на разных стадиях превращения. Для изучения уровня экспрессии (активности) генов и факторов, ее регулирующих, они проанализировали изменения транскриптома (совокупности всех мРНК клетки, считанных с ДНК) и эпигенетическую (надгенную) регуляцию, связанную с метилированием ДНК.


Оказалось, что экспрессия генов в мозге рыб слабо менялась в процессе смены пола, но в половых железах наблюдались серьезные изменения, свидетельствующие о «перепрограммировании» клеток женских гонад в мужские. Инициатором процесса изменения гонад служил гормон стресса кортизол, что подтверждается наблюдаемыми изменениями активности генов, вовлеченных в его метаболизм. Действительно, исчезновение главы гарема вызывает у самок сильный социальный стресс, так как они вынуждены конкурировать между собой за «право» занять его место. Но пока неясно, насколько чувствительность к стрессу, связанная с социальным рангом, влияет на то, кто именно из самок станет самцом.


На следующем этапе трансформации резко снижается экспрессия генов, кодирующих фермент ароматазу, которая превращает мужские гормоны андрогены в женские эстрогены. За этим следует каскадный коллапс работы генной сети, отвечающей за женский фенотип, и активация генов, специфичных для семенников.


Этот процесс сопровождается эпигенетическими изменениями – интенсивным метилированием ДНК в клетках половых желез, отражающим изменение активности генов. Интересно, что на промежуточных стадиях смены пола клетки гонад становятся похожи на стволовые клетки по уровню экспрессии белков Polycomb – эпигенетических регуляторов, подавляющих активность генов, ответственных за дифференцировку клеток.


Еще один механизм связан с наличием паралогичных генов, которые образовались удвоением предковых генов. Например, у талассом продублирован ген wnt4, который у млекопитающих необходим для развития яичников. Один из этой пары – wnt4а, подавляется совместно с геном, кодирующим ароматазу. Второй – wnt4b, активируется на поздних стадиях превращения в самца и только в зрелых семенниках.


Становится понятно, что поддержание половых желез в «мужском» либо «женском» состоянии требует активной работы генных сетей и достаточно пластично. Последнее подтверждается экспериментами на мышах, в которых «выключение» у самок гена FOXL2 приводило к превращению яичников в семенники, а «выключение» гена DMRT1 у самцов – напротив, к превращению семенников в яичники. Это говорит о том, что «переключение» работы гонад по мужскому или женскому типу в зрелом возрасте в принципе возможно не только у рыб, но и у всех позвоночных животных.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью
335

У коренных американцев нашлась родственница, жившая в Сибири 10 тыс. лет назад

У коренных американцев нашлась родственница, жившая в Сибири 10 тыс. лет назад Миграции, Древние люди, Сибирь, Аляска, Палеогенетика, Археология, Длиннопост

Сейчас Северо-Восточная Сибирь и Аляска – холодный малонаселенный край, относительно слабо затронутый цивилизацией. Проживающие там малочисленные народы до сих пор во многом сохраняют традиционный образ жизни. Однако тысячи лет назад, когда вместо Берингова пролива существовал Берингов перешеек, это место больше походило на проходной двор, и ученые до сих пор пытаются распутать многочисленные внутри- и межконтинентальные миграции древнего населения и закономерности генетического смешения у десятков этнолингвистических групп, проживающих в этом регионе сегодня


Недавно две международные группы археологов и палеогенетиков, включая специалистов из России, опубликовали перекликающиеся между собой работы, в которых постарались прояснить, как происходило в древности заселение Восточной Сибири и Северной Америки.


Для этого ученые исследовали полные геномы 34 особей, которые жили в Сибири, на сухопутном мосту Берингии и Аляске от 600 до почти 32 тыс. лет назад, выделив древнюю ДНК из археологических находок.


Самые ранние археологические свидетельства обитания людей в Северо-Восточной Сибири датируются 31,6 тыс. лет и обнаружены в районе р. Яна в современной Якутии. Ученые секвенировали геномы двух индивидов мужского пола с Янской стоянки, выделив ДНК из сохранившихся фрагментов их зубов. Следующим по «старшинству» стал геном, полученный из датированных примерно 9,8 тыс. лет останков женщины, обнаруженной в низовьях р. Колыма (индивид «Колыма1»). Остальные геномы были получены из останков более поздних времен, обнаруженных на Чукотке, на побережье Охотского моря, в Приморье и Прибайкалье, а также на более поздней стоянке на р. Яна и на юго-западе Финляндии.


Результаты исследования показали, что история заселения людьми Северо-Восточной Сибири была гораздо сложнее, чем предполагалось ранее, и включала, как минимум, три крупных миграционных волны.


Первыми эту местность еще в плейстоцене, около 38 тыс. лет назад, заселили древние северные сибиряки, имеющие отдаленное генетическое отношение к ранним охотникам-собирателям Западной Евразии. Позже в регион пришли люди из Восточной Азии, и их смешение с потомками древних северных сибиряков около 20–18 тыс. лет назад привело к формированию древних палеосибиряков. Позднее, в начале и середине голоцена (13-5 тыс. лет назад), опять же в результате миграций восточноазиатских народов образовались нео-сибиряки, от которых происходят многие современные сибиряки.


Палеосибиряки оказались генетически тесно связаны с такими современными народами, как коряки, а также с коренными американцами. Так, геном индивида «Колыма1» примерно на две трети похож на геном коренных американцев, предки которых, согласно полученным данным, откололись от палеосибиряков около 24 тыс. лет назад.


Во втором исследовании ученые проследили родословную генетического семейства, известного как палеоэскимосы. Ученые проанализировали геномы 48 особей, останки которых были обнаружены в Восточной Сибири, на Чукотке, на Алеутских островах, в Канаде и на Аляске, и датируются временем примерно 7000–300 лет назад.


Выяснилось, что многочисленные миграции населения через Берингов перешеек породили довольно запутанное генеалогическое древо народов. Первые люди, которых ученые называют прото-палеоэскимосами, пришли в Северную Америку около 14,5 тыс. лет назад. Позже, около 5 тыс. лет назад, в этот регион пришла еще одна волна миграции палеоэскимосов, чьими предками была группа, в которую входил индивид «Колыма1», и эта волна, смешавшись с «первопоселенцами», дала начало эскимосско-алеутской языковой семье и народам языковой семьи на-дене. Некоторые из этих мигрантов около 2 тыс. лет назад вернулись назад на Чукотку, где образовали культуру эскимосского типа, а затем опять пришли на Аляску и, по-видимому, были предшественниками инуитов и юпикских народов.


Таким образом, в Северо-Восточной Сибири и Северной Америке древние люди вели довольно мобильный образ жизни в отличие, например, от европейских неандертальцев. Это обстоятельство в конечном итоге породило сложно-мозаичный генетический облик современных народов, населяющих обширную территорию северной части Евразии и Америки.


Рисунок из книги «Тайны прошлого» В. М. Кравцов, В. И. Соболев, А. В. Шаповалов; худож. Д. М. Меньшиков, С. М. Меньшиков. Новосибирск: ИНФОЛИО-пресс, 1999

Показать полностью
301

Физические упражнения улучшают память и обучаемость, активируя белок mTOR

Физические упражнения улучшают память и обучаемость, активируя белок mTOR Мозг, Память, Обучаемость, Когнитивные способности, Физические нагрузки

Распространение нервного импульса по аксону нервной клетки

Известно, что физические упражнения оказывают благотворное влияние на память и способность к обучению, в том числе сложным двигательным навыкам. Несмотря на активное проведение исследований в этой области, все молекулярные механизмы влияния физической активности на когнитивные функции пока не выяснены. Сейчас ученые из Китая обнаружили еще один из таких механизмов


Известно, что физические упражнения усиливают экспрессию гена, кодирующего нейротрофический фактор мозга (BDNF). Этот белок стимулирует и контролирует развитие нейронов, а также способен активировать mTOR-киназу, белок, известный как «мишень рапамицина».


Фермент mTOR участвует во множестве клеточных процессов, включая дифференцировку клеток, апоптоз и аутофагию, старение, а подавление активности mTOR рапамицином продлевает жизнь многих организмов. С другой стороны, активация mTOR-киназы способствует процессам синаптической передачи и миелинизации аксонов нервных клеток и усиливает дендритную пластичность, – изменение количества дендритных шипиков, мембранных выростов на отростках-дендритах нейрона. Эти процессы являются ключевыми для формирования памяти и обучения, в том числе, моторной памяти. Исследователи предположили, что сигнальный путь mTOR-киназы играет роль посредника между выполнением физических упражнений и активацией когнитивных функций мозга, тем более, что он еще и активируется в ответ на физическую нагрузку в скелетных мышцах.


Ученые провели эксперименты на лабораторных мышах, которых заставляли бегать по беговой дорожке. В ходе тренировок у животных усиливалось образование дендритных шипиков и постсинаптическая возбудимость, утолщалась миелиновая оболочка аксонов. А эксперименты с ингибированием mTOR-киназы рапамицином показали, что у мышей-бегунов, которые получали рапамицин, активирующего действия упражнений не было. Из этого ученые сделали вывод о том, что активация сигнального пути mTOR-киназы в моторной коре головного мозга важна для обучения двигательным навыкам (у человека это было бы улучшение плавности и точности движений, необходимых для занятий, к примеру, танцами и музыкой).


Исследования процессов энергетического обмена показали, что активация сигнального пути mTOR помогает удовлетворить повышенную при физических нагрузках потребность в энергии, но ингибирование mTOR-киназы рапамицином приводит к недостаточному снабжению энергией тканей головного мозга, что неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности нервных клеток. При этом, у мышей, которые получали рапамицин, но не бегали, клетки мозга функционировали нормально. То есть, активация mTOR необходима для усиления дендритной пластичности при физических нагрузках, но функционировать на базовом уровне ее ингибирование не мешает. Однако этот факт заставляет задуматься, так ли хороша мысль о продлении жизни с помощью ингибирования mTOR, по крайней мере, для любителей активного образа жизни.


Фото: https://vimeo.com

Показать полностью
163

Пиры мягкотелых в эдиакарских морях

Пиры мягкотелых в эдиакарских морях Эдиакарий, Вендская биота, Эрниетта, Ernietta

Современники эрниетт – заросли чарний с плавающими медузами в эдиакарском море

Несмотря на то, что от существа по имени Ernietta из глубины веков до нас дошли только не слишком отчетливые отпечатки, ученым удалось с помощью компьютерных моделей узнать, как питалось это загадочное мягкотелое животное, обитавшее на Земле более 540 млн. лет назад


Международная группа ученых работала с окаменелостями из докембрийских отложений в южной Намибии, пытаясь понять, как формировались и функционировали сообщества древней эдиакарской биоты. С помощью гидродинамических моделей ученым удалось узнать, как жили и питались существа по «имени» Ernietta, одни из самых молодых эдиакарских организмов. Эрниетты жили в позднем эдиакарии (около 548–538 млн. лет назад) и встречались еще в начале кембрия. Они были похожи на мешочки, погруженные своей нижней частью в поверхность дна водоема, и как большинство древних мягкотелых были сидячими формами.


Из возможных в существовавших условиях способов питания эрниетты могли практиковать два: либо пассивно всасывать питательные вещества поверхностью тела, либо активно улавливать пищу из воды. В результате расчета обтекания направленными потоками жидкости пространственной модели тела эрниетт, построенной на основе их отпечатков, удалось выяснить, что поток воды закручивался у краев тела и рециркулировал в его внутренней полости, которую, вероятно, можно назвать аналогом «рта». Это говорит о том, что они активно улавливали пищу из воды.


Эрниетты не были одиночными организмами, а обитали группами из 5–15 близко расположенных особей. По-видимому, это было необходимо для успешного пропитания: одинокая особь быстро «съест» находящиеся поблизости от нее питательные вещества и в дальнейшем ей грозит голод. Совсем другая обстановка в «компании сородичей»: участники сообщества «помогали» друг другу, обеспечивая турбулентность потока воды. В результате как вертикального, так и горизонтального перемешивания воды концентрация питательных веществ увеличивалась в зоне непосредственного обитания организмов, а возможные отходы жизнедеятельности, напротив, вымывались из нее.


Из современных морских беспозвоночных подобно эрниеттам ведут себя мидии и устрицы, ведущие свое происхождение из раннего кембрия.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью

Мы ищем frontend-разработчика

Мы ищем frontend-разработчика

Привет!)


Мы открываем новую вакансию на позицию frontend-разработчика!

Как и в прошлые разы для backend-разработчиков (раз, два), мы предлагаем небольшую игру, где вам необходимо при помощи знаний JS, CSS и HTML пройти ряд испытаний!


Зачем всё это?

Каждый день на Пикабу заходит 2,5 млн человек, появляется около 2500 постов и 95 000 комментариев. Наша цель – делать самое уютное и удобное сообщество. Мы хотим регулярно радовать пользователей новыми функциями, не задерживать обещанные обновления и вовремя отлавливать баги.


Что надо делать?

Например, реализовывать новые фичи (как эти) и улучшать инструменты для работы внутри Пикабу. Не бояться рутины и командной работы (по чатам!).


Вам необходимо знать современные JS, CSS и HTML, уметь писать быстрый и безопасный код ;) Хотя бы немножко знать о Less, Sass, webpack, gulp, npm, Web APIs, jsDoc, git и др.


Какие у вас условия?

Рыночное вознаграждение по результатам тестового и собеседования, официальное оформление, полный рабочий день, но гибкий график. Если вас не пугает удаленная работа и ваш часовой пояс отличается от московского не больше, чем на 3 часа, тогда вы тоже можете присоединиться к нам!


Ну как, интересно? Тогда пробуйте ваши силы по ссылке :)

Если вы успешно пройдете испытание и оставите достаточно информации о себе (ссылку на резюме, примеры кода, описание ваших знаний), и если наша вакансия ещё не будет закрыта, то мы с вами обязательно свяжемся по email.

Удачи вам! ;)

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!