Сообщество - Биотехнология и молекулярка
Биотехнология и молекулярка
5 постов 176 подписчиков
27

Студия биологической анимации: как смоделировать биохимию клетки

Основанный в 1915 году Институт медицинских исследований им. Уолтера и Элизы Холл (WEHI) — один из старейших вузов Австралии. Но и один из самых современных: сегодня здесь есть даже своя Лаборатория биомедицинской анимации, которую возглавляет Дрю Берри (Drew Berry). В библиотеке институтского центра WEHI.TV собраны десятки великолепных, научно достоверных роликов лаборатории — трехмерных моделей процессов, протекающих внутри нашего тела.


Одной из самых известных работ студии стала Body Code — наполовину научное, наполовину медитативное путешествие в мир клеток и биохимии человеческого организма. За более чем 10 лет видео демонстрировалось в десятках музеев мира — некоторые научные визуализации давно считаются настоящим искусством.

Судя по статистике WEHI.TV, как всегда, самым большим успехом у зрителей пользуются анимированные модели движения динеина, кинезина и других белков внутриклеточного скелета. Эти забавные молекулы появляются в длинном, но красочном ролике, демонстрирующем процесс деления клетки и расхождения хромосом по дочерним клеткам.


Представленный в 2014 году ролик «Солнечный витамин» был снят для интерактивного учебника биологии: все самое важное о витамине Д — всего за полторы минуты.

На сайте представлено еще много видео


источник

17

Немного биотехнологии...

Давным давно хотел запилить пост о работе в биотехнологической лаборатории ну и о том, чем эта самая биотехнология занимается, да вот только то одно, то другое и всё никак, а потом и вовсе забылось.

Недавно я решил повыделываться поиграть в угадайку в посте https://pikabu.ru/story/geneticheski_modifitsirovannaya_bakt... , где @MedVikt0r случайно напомнил мне, что я ленивая задница, поинтересовавшись, не могу ли я запилить посты по микрооргнизмам. Не смотря на то, что я немного не микробиолог, это заставило задуматься на тему прокрастинации и лени.

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Но, всё же, собравшись с духом и зарядившись кофейком, я сделяль.

Пост получится долгим, и кому данное направление не интересно, могут смело пролистывать эту скукотень.


Для людей, работающих в подобных лабах или имеющих непосредственное к ним отношение: многие детали я пропускаю, потому как люди бы заснули уже на понятиях интрон-экзонной структуры эукариотического генома и реакции обратной транскрипции.



Начну с малого - того, чем занимается лаборатория в которой я работаю. В большинстве случаев работа в нашей лабе упирается в получение белков с помощью микроорганизмов (экспрессионные штаммы могут быть самыми разными). Рабочей лошадкой для производства белков практически в любой лабе является E.coli она же Кишечная палочка. Геном изучен вдоль и поперёк, штаммов - великое множество, да и сам организм не особо сложен и привередлив.

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Итак с организмом-продуцентом мы определились, теперь можем подумать и о том, что бы нам вытащить. Как вариант у нас есть какой-то организм с флуоресцентным белком, позволяющим ему грубо говоря светиться. Организм наверняка эукариотический, так что это сулит нам немного больше геморроя, чем хотелось бы, но не время жаловаться, время вытаскивать ген, кодирующий этот самый белок.

У всех живущих организмов в каждой живой клеточке есть ДНК, которая является набором информации о совокупности всех его генов и попутно регуляторным инструментом, в котором прописаны инструкции к производству белков, которые на этих самых генах и основаны. Так же с начала 80ых годов мы пользуемся методом полимеразной цепной реакци (ПЦР) для того, чтобы многократно преумножить определённый участок ДНК/РНК. Из чего следует, что всё, что нам нужно, это выделить всю ДНК нужного нам организма, насколько это возможно, и поставить с ней ПЦР на нужный нам ген флуоресцентного белка. Схематически ПЦР выглядит примерно вот так:

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Есть у кого-нибудь возникнут вопросы о том, что это такое, из чего состоит процесс и почему юзается в диагностике, я могу ответить в комментах.


И вот, наконец-то вожделенный ген амплифицирован (многократно умножен) и готов к использованию. "Использование" на данной стадии представляет собой впихивание этого самого гена в вектор, который в большинстве случаев из себя представляет плазмида. Плаздима - это очень небольшая закольцованная молекула ДНК. Сегодня в нашем распоряжении есть огромное множество этих плазмид под самые разнообразные нужды и для самых разнообразных организмов. В самой плазмиде есть ген резистентности к определённому антибиотику, промотор для начала транскрипции и, как следствие наших манипуляций именуемых молекулярное клонирование, в плазмиде появляется и наш ген. Схематически выглядит примерно так:

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Остальные надписи вообще смысла не имеют объяснять долго, но если кому будет интересно - отпишу.


Зачем мы в принципе запихали наш ген в плазмиду? Есть сразу несколько причин.

Первая - чтобы нашу вставку просто так не пошинковала клетка, которую мы собираемся трансформировать. Плазмида в данном случае - система доставки.

Вторая - чтобы контролировать экспрессию нашего гена. В плазмиде, как уже описывалось выше есть промотор, от силы которого будет зависеть то, сколько синтезируется нашего белка.

Третья - чтобы отобрать нужные нам клетки в последствие. Плазмиды имеют свойство не только "влетать" в клетку, но и так же благополучно деградировать в ней.

Поэтому, чтобы быть уверенным в том, что наша плазмида точно находится в клетках, которые мы с такой любовью растим, мы добавляем в среду немного йаду - а именно антибиотик, к которому в нашей плазмиде есть ген резистентности, и которого нет в геноме самой бактерии. Таким образом все клетки БЕЗ нашей плазмиды, коих наверняка сыщется не один миллион, тихонько помрут за ненадобностью (ох уж эти люди, ни дня без геноцида). Ну и классическая чашка с колониями:

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Вот и готов наш ГМО (=


Далее мы берём клетки одной из проросших колоний и кидаем их в питательную среду всё с тем же антибиотиком и растим, попутно добавляя индуктор. Индуктор нужен для того, чтобы запустить процесс наработки нашего белка. После инкубации в питательной среде наших клеток с нашей плазмидой, в которой сидит наш ген флуоресцентного белка... о как завернул... в общем после всего этого мы выделяем наш белок из клеточной массы (например, методом металл-аффинной хроматографии) и выглядит он примерно так же как и вот эти ребята:

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Ну и дополнительно можно растить эти клетки сразу на чашке с индуктором, тогда можно делать, вот такие приколы на Новый Год:

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост

Фото этой чашки, кстати, было моим первым постом на пикабу)


Кошка бонусом для тех, кто осилил пост до конца))

Немного биотехнологии... ДНК, Биотехнологии, Белок, ГМО, Длиннопост
Показать полностью 7
15

Открыты черви, поедающие камень

Ученые пока не знают, зачем найденные шашни пропускают через себя известняк.

Открыты черви, поедающие камень Биология, Червь, Камень, Видео, Длиннопост
Открыты черви, поедающие камень Биология, Червь, Камень, Видео, Длиннопост

О необычных существах ученым рассказали жители острова Бохоль, расположенного в Филиппинском архипелаге. Моллюски были обнаружены на реке Атабан, и ученые отметили, что они действительно сильно отличаются от других корабельных червей. В сравнении с остальными видами, они не имеют зазубренного инструмента на передней части туловища, зато обладают похожими на шпатель резцами. Длина их белого тела составляет от пяти до десяти сантиметров.

Местом обитания нового вида червей являются большие камни, в которых они проделывают множество ходов. Во время бурения они поедают кусочки камней, и это было доказано после вскрытия их тел. Поместив червей в аквариум, исследователи выяснили, что впоследствии образованный известняк черви выпускают наружу через сифон, который предназначен для выведения отходов.
Исследователи до сих пор не знают, в каких целях моллюски используют съеденные камешки, но у них есть пара предположений. Возможно, черви используют крохотные частички для измельчения съедаемого ими планктона — таким же образом работает пищеварительная система птиц. Также есть вероятность того, что черви каким-то образом научились получать из камней питательные вещества, но эта теория требует тщательной проверки.

При всем этом, черви Lithoredo abatanica совсем не заинтересованы в поедании древесины — исследователи рассмотрели лежащие рядом с продырявленным камнем деревья, и они оказались нетронутыми. Также у нового вида моллюсков не обнаружилась часть тела с бактериями, которые помогают его собратьям переваривать целлюлозу.
Черви являются одними из самых многочисленных видов живых организмов на планете Земля. В ходе их изучения ученые делают самые неожиданные открытия — например, было выяснено, что некоторые из них выделяют вещества, останавливающие процесс старения.

Показать полностью 1
7

Какие болезни ликвидаторы аварии на ЧАЭС передали по наследству своим потомкам?

Какие болезни ликвидаторы аварии на ЧАЭС передали по наследству своим потомкам? Чернобыль, Изменение ДНК, Генетические заболевания

Сегодня, 26 апреля, в России проходит День памяти жертв радиационных катастроф. Крупнейшая в новейшей истории радиационная авария произошла 32 года назад на Чернобыльской атомной электростанции.

С той поры перед мировым сообществом стоит вопрос не только ликвидации последствий этой аварии, но поиска эффективных путей лечения радиационных болезней человека, а также подробного изучения генетических поломок в ДНК.

Медики знают достаточно о механизме воздействия ионизирующей радиации и оказании первой помощи при облучении. О направлениях работы радиационной генетики рассказывает руководитель лаборатории генетических исследований Basis Genotech Group Вячеслав Романов:

«Генетические поломки обусловлены разрывами в ДНК, если таких разрывов много, то ДНК не может восстановиться и тогда клетка погибает. Если же разрывов немного, то ДНК восстановится, но существует большой риск онкологии.

Наиболее восприимчивы к радиации репродуктивные органы, клетки крови, иммунная система, лёгкие и ЖКТ.

Поломки в восстановленной ДНК могут передаться по наследству, причем максимально это проявляется у второго и третьего поколения. Пример – потомки жителей Хиросимы и Нагасаки, уцелевших при ядерных бомбардировках в августе 1945 года. Заболеваемость у ветеранов Чернобыля с годами только растёт, так же, как и у ликвидаторов аварии на Фукусиме.

Наследственные болезни, которые может передать потомству жертва радиологической катастрофы – умственная отсталость, пороки развития, лейкозы, злокачественные новообразования и хромосомные мутации. Многие учёные считают, что большое количество аутоиммунных заболеваний и лейкозов у детей – последствия облучения родителей».

Первая радиационная катастрофа в СССР произошла 29 сентября 1957 года в г. Озёрск Челябинской области на химкомбинате «Маяк». Территория в 20 тыс. км² стала непригодна для жизни. 12 тысяч человек – население 23 окрестных деревень - покинули свои дома навсегда.

В море причиной радиационных катастроф становятся аварии в реакторах атомных подводных лодок. Известные случаи начиная с 1960-х годов— 4 подлодки проекта «Кит». Класс опасности аварий – 4 и выше по шкале INES. Самая известная – подлодка «К-19», после аварии 4 июля 1961 года получившая негласное прозвище «Хиросима». От лучевой болезни тогда скончались 8 членов экипажа.

С 2011 года Чернобыльская зона отчуждения открыта для посещения. Ежегодно сюда приезжают до 10 тысяч легальных туристов и 2-3 тысячи нелегальных «сталкеров».

В ликвидации последствий Чернобыльской аварии приняли 800 тыс. человек из всех республик СССР и специалисты из-за рубежа. Каждый пятый из них уже умер. По статистике Минздрава России, на учёте в стране состоят 150 тысяч ликвидаторов. Из них у 50 тысяч инвалидность связана с участием в ликвидации чернобыльской катастрофы.


Фото: Игорь Костин, ©РИА «Новости», 1986год

Показать полностью

Кому свежий промокод на AliExpress?

Привет! Если вы проспали все распродажи – не надо расстраиваться. Наши друзья из раздела «Промокоды» подкинули совсем новый скидочный купон на AliExpress.


Вводите pikabu – и активируйте купон 7$ при заказе на сумму от 49$. Всего таких купонов 800 штук, а действуют они до 17 июля, 11.00 (по Москве). Так что сильно долго не раздумывайте. Удачных покупок!

Отличная работа, все прочитано!