20

Генетические исследования потомков Рюрика. Анализ происхождения от Russian Nobility DNA Project

Для начала краткий анонс генетических исследований:
Все современные мужчины имеют общего предка, жившего примерно 150 тысяч лет назад. По Y-хромосоме люди делятся на десяток крупных гаплогрупп - объединений, имеющих общего предка на рубеже нескольких десятков тысяч лет. Эти группы называются латинскими буквами и цифрами: R1, N, C, G, I2 и др.
Каждая из этих групп определяется специфической мутацией - снипом (SNP).
Новые мутации происходят постоянно, поэтому гаплогруппы делятся на множество других гаплогрупп или клад / субклад / ветвей / кластеров.

Поиском и исследованием потомков Рюрика и Гедемина занимались: «Русский Newsweek»,  Family Tree DNA, Russian Nobility DNA Project (В.Волков и С.Думин).
Часто, это представители бывших боярских и дворянских родов, ныне живущие в Европе.
Людей тестировали на наличие огромного количества маркеров, и что не мало важно, устанавливали степень их родства в пределах даже одной ветви.
Ведь наличие единого предка этого и требует.

Результаты получились интересными:
Оказалост, что  "документальные" потомки Рюриковичей принадлежат к разным ветвям и имеют несколько гаплогрупп.

Генетические исследования потомков Рюрика. Анализ происхождения от Russian Nobility DNA Project Рюрик, Генетика, Ярослав Мудрый, ДНК, Гаплогруппа, Скандинавия, Мутация, Snp, Длиннопост

В результате исследования выделилась гаплогруппа N1c1 c маркером L550
N1c1 появилась примерно 9 000 лет назад, а её носители двигались по северным широтам на запад. N1c1 (общая) встречается у народов финно-угорской языковой группы, в Прибалтике и у тюркских народов.
Рюриковичи N1c1 принадлежат к особому субкладу этой гаплогруппы – N1c1d1, со снипом L550 (N-L550).
N1c1d1 в свою очередь делится на 2 ветви "скандинавскую" и "южно-балтийскую (Пруссия, Литва, Латвия, Белоруссия)". По данным генетиков они "разошлись" 3000 лет назад (примерно 1000 г. до н.э.) в районе Смоленска.
К "южно-балтской" ветви относятся Гедеминовичи.
Гаплотипы всех протестированных потомков Рюриковичей, имеющих N1c1 относятся именно к  «скандинавской» ветви.

Согласно официальной родословной общим предком Гагариных, Хилковых, Лобановых-Ростовских, Ржевских, Шаховских, Кропоткиных и Путятиных является Владимир Мономах (1053-1125)

Более детальное рассмотрение маркеров привело к построению "родственного дерева N1c1d1"

Все протестированные Рюриковичи N1c1, за исключением Мышецкого (его общий предок с остальными тестируемыми N1c1 жил ок. 1900 лет назад), являются явными генетическими родственниками, на это указывает незначительное количество мутаций между гаплотипами и определенные значения маркеров.

Однако, кто-то явно находится не на своем месте, согласно документальной версии.

Генетические исследования потомков Рюрика. Анализ происхождения от Russian Nobility DNA Project Рюрик, Генетика, Ярослав Мудрый, ДНК, Гаплогруппа, Скандинавия, Мутация, Snp, Длиннопост

Наиболее выверенная родословная, вызывающая доверие у многих исследователей, присутствует у Гагариных, Кропоткиных, Вадбольских, Шаховских, Лобановых-Ростовских, Ржевских, Мосальских. Официальный статус эти родословные получили еще в 1555 г. в Государевом Книге.

Установлено, что Вадбольские, Лобановы-Ростовские, Хилковы, Гагарины, Шаховские, Кропоткины, Ржевские, Путятины, Пузыны, Массальские и Корибут-Воронецкие являются потомками одного предка, жившего около 1000 лет назад.
Предполагается , что в 862 году варяг Рюрик был призван на княжение, а Ярослав Владимирович Мудрый (предполагаемый предок) жил в рамках 978-1054 годов.

По данным Family Tree DNA «скандинавские» N1c1 встречаются в основном в Финляндии, Швеции, Норвегии, Британии, а также в России.
Однако, в базах данных по маркеру "Рюриковичей" DYS458=18 удалось установить их точных родственников.

Генетические исследования потомков Рюрика. Анализ происхождения от Russian Nobility DNA Project Рюрик, Генетика, Ярослав Мудрый, ДНК, Гаплогруппа, Скандинавия, Мутация, Snp, Длиннопост

Наиболее близки к гаплотипам Рюриковичам N1c1 гаплотипы: Петерсона из Швеции, Корсстрома, чьи предки переселились в Финляндию из Швеции (Готланд), Дидэвинпорта-Стюарта (Шотландия) и Притиваара (Финляндия).

Согласно базе www.yhrd.org 12-маркерные гаплотипы , сходные с гаплотипами Рюриковичей N1c1, чаще всего встречается в районе Уппсалы, столицы древнего шведского королевства.

Генетические исследования потомков Рюрика. Анализ происхождения от Russian Nobility DNA Project Рюрик, Генетика, Ярослав Мудрый, ДНК, Гаплогруппа, Скандинавия, Мутация, Snp, Длиннопост

Что интересно, провинция Уппланд с центром в Уппсале является частью прибрежного региона Руслаген (Roslagen). Однако интерпретировать это, как не-совпадение, конечно, не стоит.
Что, интересно гаплотипы Рюриковичей R1a1 относятся к разным субкладам:
Волконский, Оболенский и Барятинский – субкладу (R-L260),
Шуйский (R-P278), Друцкой-Соколинский (R-Z280*).
Белосельский-Белозерский и Карпов (R-Z92).

Близкими генетическими родственниками между собой являются только Волконский, Оболенский и Барятинский, имеющие определенный маркеры.
Сам же вариант R-L260 или R1a1a1g2* - встречается у славян в Польше, Силезии, Чехии.
Но в Балтике он отсутствует. Вычисленное время жизни этого предка составляет около 800 лет назад.

В результате тестирования представителя рода Святополк-Четвертинских выявилась принадлежность его к гаплогруппе I2a.
Она чаще встречается на Балканах - у боснийцев и хорватов от 40 до 60%, у сербов и македонцев 20-30%, примерно столько же в Молдавии у гагаузов. В Западной Украине, частота распространения гаплогруппы I2a достигает 15-16%.
В Белоруссии регионы с наибольшей частотой — это западная ее часть (22%) и восточное Полесье (27%), в центральной части около 14-16%, и резкое снижение к северу страны, где частота падает до 7%. В России частотный градиент также направлен с юго-запада (Белгородская, Курская области 18-20%) на север с понижением почти до нуля. В центральных областях России I2a не имеет резких всплесков частот и держится на уровне в среднем 5-10%).
В остальных европейских странах распространенность гаплогруппы I2a крайне низкая. В Скандинавии от 0 до 1%, в Чехии 5-8%, в Турции в среднем 1-2%. В Азии и на Ближнем Востоке, а также в Африке гаплогруппа I2a имеет нулевые частоты

Дубликаты не найдены

+5
Где можно сделать такой интересный анализ, только чтоб результаты не только кандидат антропологических наук смог осмыслить и понять, но и я тоже.
+1

Да, с Мышецкими, конечно, интересная история.

0

- Надежа-царь говорит, что я князь Милославский. Устраивает это вас? ©

0
Все современные мужчины имеют общего предка, жившего примерно 150 тысяч лет назад.

Всем здешним диванным расистам распечатать и повесить над монитором.

раскрыть ветку 6
+2

Тут ты зацепил сложную тему:
с одной стороны 150 тысяч лет это огромная отметка. Хоть и приблизительная, но та нем пахнет никакой организацией людской. Но людские виды - расы не успели еще дистанцироваться и изолироваться, чтобы не скрещиваться (Как было с неандертальцами).
С другой стороны геном многих африканцев оченнь отличен от нашего. Так, что найдется ближе предок среди австралийских аборигенов или представителей американоидной расы Америки, чем среди племен Африки

раскрыть ветку 2
0

расизм, вообще-то, это не только Африка и негры.

раскрыть ветку 1
0

Если уж мезолит - среднекаменный век начинается с отметки 15 000 лет назад, а где-то и 5, то отметка в 150 000 - это в десять раз больше

раскрыть ветку 2
+2

это не отменяет того факта, что все люди - братья.

раскрыть ветку 1
0
Ооочень познавательно и в то же время понятно. Спасибо!
0

Зачем я это прочитал оО

0

У меня гаплогруппа H73.

Ищу братьев!

раскрыть ветку 8
0

Не могу найти в базе такого маркера по Y-хромосоме H73.
А так H у индусов (до 30%) и цыган (60%), 20% у пакистанских калашей.
Минимум - курды, таджики, сирийцы.
Вроде + Балканы

раскрыть ветку 7
0

Какие курды?!

http://www.eupedia.com/europe/Haplogroup_H_mtDNA.shtml

Дания-Германия


Все со светло-светло голубыми глазами.

раскрыть ветку 6
0
Можно же сдать кровь на генетический маркер и узнать примерную родословную?
раскрыть ветку 4
+2

Можно узнать приблизительный ареал расселения предков, и найти дальних родственников.

0

Я сделал это пару лет назад.

Неплохо потраченные 100 долларов.

Много пищи для размышлений.

Несколько двоюродных кузин написали из Европ.

раскрыть ветку 2
+3

Поделишься названием центра, который производил анализ ?)

раскрыть ветку 1
-1

всего-лишь доказательство крайней неэффективности домостроя для обеспечения уверенности в том, что дети от мужа.

раскрыть ветку 1
0

Объяснитесь, сударь.
Возникновение "Домостроя" датировано 15-16 веками. Но...
Думаю, что люди не настолько глупы, чтобы увидеть явное различие. Впрочем, тайны хранит и история семей.
Но некоторые протестированные действительно не родня другим.

-2

Путин где?

Похожие посты
98

Как укладка ДНК в клетке может вызывать наследственные болезни

В последние годы в генетике сформировался новый взгляд на геном: не просто цепочка генов, а трехмерная сеть, архитектура которой играет важную роль в реализации информации, заложенной в ДНК. Изучением и моделированием того, как молекула ДНК располагается внутри клеточного ядра и как это влияет на вероятность развития ряда наследственных заболеваний, занимаются сотрудники сектора геномных механизмов онтогенеза ФИЦ ИЦиГ СО РАН. Ряд результатов их работы был представлен на XII международной мультиконференции «Биоинформатика и системная биология» (BGRS/SB-2020). Подробности об этой работе в нашем интервью с руководителем сектора, к.б.н. Вениамином Фишманом.

Как укладка ДНК в клетке может вызывать наследственные болезни Академгородок, ДНК, Генетика, Наследственные болезни, Копипаста, Длиннопост

– Расскажите, в чем заключается цель проводимых Вашей группой исследований 3D-моделей генома человека?

– Когда в геноме возникает какая-то поломка, мутация, которая ведет к развитию патологии, возникает вопрос – по какому пути протекает этот процесс. Если мутация затрагивает какие-то кодирующие участки ДНК, отвечающие за синтез белка, то все, в принципе, очевидно: вот причина, а вот – ее следствие. Но когда мы имеем дело с какими-то крупными перестройками, которые не затронули белок-кодирующие гены, все становится намного сложнее. Потому что не ясно, если все белки остались те же самые, то что вызвало болезнь? Так родилась гипотеза, которая потом была подтверждена в ряде работ разных исследователей, что само изменение 3D-организации генома (то, как цепочка ДНК укладывается в ядре клетки) влияет на работу генов и количество того или иного белка, который синтезируется в клетке. Отсюда и вытекает наша цель – смоделировать, как уложен геном в известных случаях хромосомных перестроек и, следующий шаг, понять, как это влияет на работу генов и синтез белка.

– Как Вы строите эти модели?

– Есть два класса моделей. Физические модели удобны тем, что в них можно заложить какие-то биофизические параметры. Например, в такой модели ДНК может гнуться, протягиваться. Причем, все это обусловлено довольно простыми физическими законами, которые изучают в рамках школьной программы. Проблема в том, что есть очень много биофизических параметров, которые надо учитывать при создании модели: насколько легко изгибать ДНК, насколько сильно воздействие электростатического отталкивания и так далее. Но их очень сложно измерить, поскольку сама ДНК находится глубоко в ядре клетки, там все организовано не так, как мы можем воссоздать, условно говоря, «в пробирке». Поэтому физические модели замечательны с точки зрения понимания каких-то механизмов, но часто неприменимы для реальных задач, поскольку мы не можем создать полную картину для какого-то конкретного варианта мутаций, только описать общие принципы связи архитектуры генома и его работы.

– Есть какой-то выход?

– Конечно. В своей работе мы чаще используем второй тип моделей, построенных методом «черного ящика». В его основе лежит машинное обучение: мы измеряем в эксперименте те свойства ДНК, которые можем, и загружаем их в компьютер. А дальше машина сама находит взаимосвязи между известными нам параметрами и разными вариантами укладки ДНК, которых тоже известно немало. Конечно, мы не можем таким образом понять, как именно последовательности на разных участках генома связаны с физическими свойствами ДНК. Физики их тестируют, но у них в среднем на одну такую взаимосвязь уходит года три, а их существует множество. То есть, это работа на века, по крайней мере, при нынешних темпах развития науки. Поэтому пока мы просто ищем такие взаимосвязи, фиксируем результат, пусть даже не понимая до конца, почему он получился именно таким. И для этого метод «черного ящика» очень хорошо подходит, потому что он выдает очень точные ответы с точки зрения практики.

– То есть, Вы видите, что получилось, пусть не всегда понимая, почему именно так, а не иначе?

– Можно сказать и так, хотя есть и какие-то взаимосвязи, которые мы можем понять. Например, поменять одну букву в последовательности ДНК и посмотреть, как наш черный ящик в ответ изменит укладку. Да, полная цепочка событий нам по-прежнему неизвестна, но мы можем с уверенностью говорить, какие участки ДНК более важны, какие – менее в данном сценарии. А потом, рассмотрев биологические функции этих участков, сформулировать гипотезу о том, как они вовлечены в этот сценарий. И уже на основе этого – переходить к созданию физической модели. Но все же, мне кажется, основная прелесть моделей второго типа как раз в том, что они дают достаточно точный результат, даже когда мы не изучили сам механизм его получения.

– Вы сейчас говорите о прогнозе развития у человека какой-то конкретной наследственной патологии?

– Совершенно верно, но не только об этом. Есть еще одно направление, я называю его методическим. Мы говорим о довольно сложных вещах: 3D-укладка генома, белки садятся, ДНК гнется, все это имеет сложную систему связей. Но есть очень простой вывод, когда случается хромосомная перестройка, меняется укладка, и по этим изменениям можно предсказывать риск развития наследственного заболевания. Причем, это недавняя история, еще несколько лет назад никто не смотрел на организацию ДНК у таких людей, просто искали изменения в линейной последовательности. Теперь же, в силу прогресса способов исследования ДНК, подход вообще можно кардинально развернуть: предсказать эти линейные перестройки на основе информации о том, как ДНК уложена в ядре. Это, по сути, новый метод изучения наследственных заболеваний, который мы сейчас тоже развиваем. Конечно, мы не одни, и даже – не первые, такие идеи бродят года с 2012-го. Но, обычно, стараются предсказывать на основе укладки крупные перестройки, а мы разрабатываем метод, который, при определенных изменениях протокола, позволит посмотреть и на точечные полиморфизмы. А это совсем другой диагностический подход. Раньше совместить оба подхода в рамках одного метода никому особо не удавалось, изучали либо крупные перестройки, либо искали точечные мутации. Это проблема, потому что пациенту надо, по-хорошему, делать два дорогостоящих анализа. И часто, если во время первого анализа что-то находили, то второй просто не делали, а может, основная причина была как раз там. Если у нас получится совместить оба подхода в рамках одного анализа, это будет очень важно. Предварительные результаты, которые мы представили на конференции BGRS/SB-2020, внушают оптимизм.

– А с точки зрения пациента, какая от этого польза? Ведь если причина болезни в мутации ДНК, то современная медицина все равно не сможет ее вылечить.

– Для пациента есть два важных нюанса. Первый – дать родителям возможность понять, какой из вариантов генома приводит или может привести к появлению заболевания у их детей. Можно определит, от кого из родителей ребенку достался этот вариант. И если родители прибегнут к процедуре ЭКО, можно, используя наш метод, выбрать эмбрион без «плохой» мутации в геноме. Проще говоря, родить здорового ребенка. Второй нюанс относится к людям, которые уже родились с каким-то наследственным заболеванием. К сожалению, такие болезни пока не поддаются полноценному лечению, но, зная на раннем этапе о мутации, которая вызывает заболевание, в ряде случаев можно предложить стратегии его сдерживания, поддержания более комфортного уровня жизни. А там, где это пока невозможно, даже сам точный прогноз, как и в какие сроки все будет протекать – как мне кажется, нужная для родителей вещь. Потому что такое случается, и родителям важно понимать, что их ждет и что дальше делать.

Источник

Показать полностью
2011

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными

Каждый человек уникален, и мы очень часто слышим эту фразу. Но Мать Природа вывела эту идею на совершенно новый уровень. Результатом является очень маловероятная комбинация генов, которая приводит к самым необычным человеческим чертам, на которые хочется смотреть с открытым ртом.

Этот ребёнок страдает от синдрома Ваарденбурга — наследственного заболевания, которое наградило его таким цветом глаз

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

Синдром непослушных волос (Uncombable Hair Syndrome) — очень редкое состояние, в мире известно всего около 100 человек с таким генетическим заболеванием

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

"У моего сына родимое пятно в форме сердечка"

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

У половины моего лица витилиго

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

У этого парня витилиго распространилось только на одну половину лица

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

У меня эльфийские ушки

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

Мой пацифик немного шире, чем у всех остальных

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

Мне говорят, что у меня необычный пупок

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

У моей дочери полидактилия и на одной руке у неё есть два больших пальца

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

У меня растут ресницы только на одном глазу

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

У этой женщины большой палец имеет три фаланги вместо двух

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

"Я родился с 12 пальцами на руках и ногах. Вот вам мои детские фотки в доказательство"

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

"Мой средний и указательный палец соединены"

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

"Иногда люди останавливаются в середине разговора, чтобы посмотреть мне в глаза. Интересно, почему?"

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

"У моего мужа редкая генетическая мутация, из-за которой его ногти растут вверх"

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

Моя кожа на шее достаточно эластична, чтобы я мог так делать

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети

"Я родилась без мизинца"

Люди с необычной внешностью, чья генетика сделала их уникальными Странности, Мутация, Генетика, Наследственность, Длиннопост, Интересное, Дети
Показать полностью 16
844

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить

UPD к посту есть вопросы: #comment_163870237

_____________

Случилось так, что прошлом году я озаботился вопросом своего происхождения и решил сделать расшифровку своего ДНК через сервис MyHeritage.com.


От заказа набора по сбору ДНК до момента его расшифровки прошло около 2 месяцев. В этот срок входит доставка пакета из США - 2 недели, доставка пакета из Москвы в США - 10 дней, 2 недели на расшифровку ДНК в лаборатории и еще 7-10 дней у меня заняло дойти до почты, собрать образец и отправить его обратно. Возможно, у вас это выйдет немного быстрее. Кстати, проблем с отправкой образцов слюны по почте не возникло никаких, вопросов со стороны сотрудников не было.

Важный UPD. На текущий момент (14.03.2020) ни сайт MyHeritage.com, ни сайт 23andme.com не отправляют наборы по сбору ДНК в Россию. Скорее всего, это случилось после обращения депутата Госдумы РФ от Единой России в Генпрокуратуру. https://www.kommersant.ru/doc/4277236, статья от 5.03.2020.

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

В итоге, за 74 доллара я получил расшифровку своего ДНК и анализ происхождения. Из полученного анализа я узнал, что я на 55,7% Прибалт, на 35,1% Восточноевропеец и на 2,4% Ашкеназский еврей (таки да). А также, что из 3000 найденных людей с совпадениями по ДНК, 800 человек проживает в США (скорее всего потому, что там делается наибольшее количество тестов).

UPD 2. Полученные данные по происхождению, похоже, сомнительны. Ссылку на отличный разбор алгоритмов, применяемых в ходе подобных тестов предоставил в ходе нашего спора пикабушник @Jockel, за что ему большое спасибо. https://biomolecula.ru/articles/samaia-bolshaia-semia

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

https://www.23andme.com/, кстати, берет за это подобное исследование - 199$.


На этом я тогда и остановился, так как дополнительная расшифровка по здоровью стоила еще баксов 70, а большого смысла я ней не видел.


Но недавно российский конкурент MyHeritage и 23andMe, компания Genotek, запустила акцию, в рамках которой, можно загрузить на их сайт данные расшифровки своего ДНК и получить информацию по нескольким разделам - здоровье, питание и характер по очень вкусной цене - 2495 рублей за раздел, что по нынешним временам составляет ~35$. Это при том, что обычно Genotek гораздо более жадные и за расшифровку каждого раздела берут по 9995 рублей.

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост
О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

Данные уже расшифрованного ДНК легко сгружаются в формате .csv из вашего личного кабинета MyHeritage, расшифровка на сайте Genotek занимает немногим менее суток

И вуаля, меньше чем за 100$ (с учетом текущих скидок у MyHeritage) вы получаете и анализ происхождения и анализ генетических рисков по 123 заболеваниям.

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

Примерно такой же анализ на MyHeritage стоит сейчас в районе 60$ и гораздо менее информативен, но более интересен тем, кто хочет проверить себя на наличие наследственных передающихся заболеваний типа муковисцидоза или болезни Канавана.

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

Данные, как тот или иной вариант гена влияет на здоровье, Genotek берут в том числе с сайта https://www.snpedia.com, это такая Википедия по человеческому геному, с выводами и предположениями по генам, основанными на опубликованных научных работах (зарубежных в основном), там вообще много интересной информации в открытом доступе, для тех, кому интересно.

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

Но все это меркнет по сравнению с тем, какую бездну информации по вашему ДНК (у меня около 20 тыс записей) выдает сайт https://promethease.com, где в формате удобного кастомизируемого отчета можно увидеть описания различных генов и их вариантов как с сайта https://www.snpedia.com, так и открытые данные из базы 23andme.


Анализ уже расшифрованного ДНК с сайтов 23andme, MyHeritage и тд стоит у них всего 12$.


В отчете можно обнаружить какие-то базовые вещи - вроде цвета кожи и глаз, так и предрасположенности к заболеваниям типа рака или диабета. Также есть и совсем интересные вещи типа гена чувствительности к кислому вкусу, которая нормализуется с возрастом или, что стало для меня неожиданностью - вариант сочетания 5 генов, при котором достигается в 2,5 раза более эффективный сброс веса с помощью диеты с низким содержанием жиров (а не углеводов, как рекомендуют практически все фитнес-тренеры).

О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост
О генетических тестах и расшифровке вашего ДНК. Для тех, кто хочет узнать о себе больше и сэкономить ДНК, Днк-Тест, Днк-Генеалогия, Здоровье, Генетика, Медицинская генетика, Длиннопост

Рекомендую сразу скачать отчет от https://promethease.com себе на компьютер и запускать его в отдельном браузере, так как может время отклика может сильно увеличиться


Кто хочет тотально погрузиться в тему расшифровки ДНК вот https://isogg.org/wiki/Wiki_Welcome_Page целая база ресурсов по этой области знаний


Для меня это был полезный опыт, я обнаружил несколько рисков, которые буду еще дополнительно проверять - в тч низкая усвояемость железа (в связи с чем пониженный гемоглобин), повышенная чувствительность к кофеину а также информация по правильной диете с низким содержанием жиров.


Все вышеописанное - результат моего личного опыта и ни в коем случае не реклама, скорее полезный контент для интересующихся.


Для ЛЛ.

Расшифровку своего ДНК, анализ происхождения и генетические риски по здоровью можно осуществить примерно за 2 месяца времени и с бюджетом от 80$ через расшифровку ДНК на сайте MyHeritage (59$ сейчас) и дальнейший подробный анализ на сайтах компании Genotek (по 35$ за отчет) (если мало времени и не владеете английским) и https://promethease.com (12$ за отчет, гораздо больше информации и интересных моментов, но только на английском). Так что если вы давно об этом задумывались, но до сих пор не решались - сейчас отличный момент для этого.


Отдельная благодарность за пост Как я плевал в банку, чтобы познать себя камраду @gdemoyaboroda, который разбирал вопросы расшифровки ДНК гораздо более подробно, и где я и обнаружил в том числе информацию по https://promethease.com и по https://isogg.org/


Скрины мои, фотографии набора MyHeritage и схема по определению лучшей диеты и графика упражнений - взяты из интернета.

Итоговый UPD. В ходе дискуссии со специалистами в комментариях выяснилось следующее.


1. Проводимое компаниями типа MyHeritage, 23andMe, Генотек и тд генетическое тестирование затрагивает только 0,1% вашей ДНК (примерно 600 тыс генетических вариантов). Полученные в результате данные научно не достоверны, так как далеко не факт, что эти компании изучают важные участки генома. Практически полная расшифровка ДНК (95%) называется расшифровкой генома (590 миллионов генетических вариантов) и стоит гораздо дороже. Полную расшифровку генома в коммерческих целях не делают еще никому.


2. Полученные данные по вашему происхождению, похоже, сомнительны. Ссылку на отличный разбор алгоритмов, применяемых в ходе подобных тестов предоставил в ходе нашего спора пикабушник @Jockel, за что ему большое спасибо. https://biomolecula.ru/articles/samaia-bolshaia-semia.


3. Все общедоступные тесты, в данном случае и в наше время, пока что еще являются обычной профанацией. Да, они дают некоторое представление о потенциальных группах риска, но только и всего.


4. Исследования на конкретные предрасположенности к заболеваниям и наследственные заболевания пока еще стоят дорого. Примеры

https://www.kdlolymp.kz/pricelist/petropavlovsk

https://genetico.ru/prices?id=124


5. Открытые базы данных генетических вариантов SNPedia и https://promethease.com НЕ ЯВЛЯЮТСЯ достоверным источником информации, правильно соотнести полученные генетические варианты с их интерпретацией не представляется возможным.


6. Более достоверные открытые базы данных для изучения генетических вариантов - это ncbi, ensembl, genecards, geneontology, www.lrg-sequence.org - в них можно смотреть без биологического образования, но с хорошим английским и консультацией грамотного специалиста.


Итоговые выводы: Данные генетические тесты можно использовать только в развлекательно-познавательных целях, если не жалко денег. Для медицински достоверных результатов пока еще нужно идти в клиники и делать исследования на отдельные заболевания и панели. Можно сделать частичную расшифровку генома, но это будет гораздо дороже генетического теста и потом вам все равно придется дополнительно платить за интерпретацию данных в сторонних клиниках.


А пока ждем дальнейшего удешевления секвенирования и развития новых методов ускоренной генетической диагностики.

Показать полностью 8
57

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др

Примесь является доминирующей в формировании моделей генетической изменчивости. А сравнение последовательностей геномов древних и современных людей зафиксировало многочисленные случаи скрещивания, включая поток генов от неандертальцев и денисовцев, а также от ранних современных людей к неандертальцам. Тем не менее, относительно редкие находки и трудности с получением древней ДНК затрудняют анализ вклада древних популяций в генетическое разнообразие людей. Но тут на помощь приходят новые методы, которые позволяют определять древние примеси, и с каждым годом эти методы становятся всё точнее.

В этой статье собраны некоторые самые новые данные из работ этого года. Речь пойдёт как об анатомически современных людях из относительно недавнего прошлого из Западной Африки, так и о неандертальцах, денисовцах и их предках со странным названием - неандерсовцы, которые в свою очередь смешивались с более древней популяцией, вероятно эректусов, заселившей Евразию 1,9 млн лет назад.

Начну с менее далёкого прошлого.

Сразу отмечу, что многие люди, часто делают одну и ту же ошибку, неверно представляя себе климат в прошлом и Африка не исключение. В качестве примера можно привести, новые данные, полученные благодаря анализу фауны возрастом от 10200 до 4650 лет из пещеры Такаркори в пустыне Сахара на территории Ливии. Где были обнаружены останки рыб, таких как цихлиды и сомообразные, а также животных, которых употребляли в пищу обитатели пещеры.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Поэтому представляя регионы Африки стоит делать поправку на разницу в климате в разные периоды, ведь некоторые регионы когда-то были влажными и богатыми как водой, так и жизнью, о чём свидетельствуют находки многочисленных поселений людей и разнообразия фауны.


Древние западноафриканские охотники и собиратели в контексте истории африканского населения


В работе, опубликованной в феврале этого года, авторы приводят данные ДНК всего генома четырех детей возрастом от 8000 до 3000 лет из пещеры Шум Лака в Камеруне, одного из самых ранних известных археологических памятников в пределах вероятной родины языковой группы банту — бенуэ-конголезской семьи. Хотя всего было проанализировано 18 человек, ДНК только 3-х мальчиков от 4 до 15 лет и одной девочки 4-х лет, оказалась пригодной для дальнейших анализов. В любом случае это первые геномы с этой территории.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

У более древних ребят была гаплогруппа мтДНК L0a2a1, довольно распространённая в Африке и гаплогруппы Y-хромосомы В и A00. Гаплогруппа В распространена у современных охотников и собирателей Центральной Африки, а A00, является древнейшей линией, которая появилась от 200 до 300 тыс. лет назад.

Результаты анализов показали, что современные охотники и собиратели не являются потомками популяции, чьи представители захоронены в пещере Шум Лака, как и большинство современных носителей языков банту. Представители Шум Лака генетически ближе к носителям грассфилдской группы бантоидных языков. И они проживали в регионе, как минимум 5 тыс. лет, после чего были заменены разнородными группами людей, чьи потомки и населяют эти территории в настоящее время.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Были определены 3 основных центра разветвления популяций с 4 отдельными линиями, которые проще воспринимать на графике. Стоит отметить, что узловые точки не означают одновременное расхождение и последовательность, а лишь схематически обозначают относительно небольшой интервал времени.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Ключевыми моментами являются:


1. Раннее разделение людей на популяции, связанные с центральноафриканскими охотниками-собирателями около 300-200 тыс. лет назад (черный цвет), на южноафриканских охотников-собирателей около 250-200 тыс. лет назад (красный цвет), на другие популяции современных людей (оранжевый цвет), и на неизвестную популяцию, по которой нет данных (голубой). Линия, связанная с центральноафриканскими охотниками-собирателями в свою очередь делится на восточную и западную, а последняя и ведёт к представителям Шум Лака.


2. В этом узле происходит разделение на базальную западноафриканскую линию (зелёный цвет), на популяцию людей, которые в последствии вышли за пределы Африки (желтый), на восточноафриканских скотоводов-земледельцев (сиреневый), и на популяцию, связанную с обитателем эфиопской пещеры Мота, возрастом 4500 лет. Выделение популяции, связанной со всеми неафриканцами, произошло между 80 и 70 тыс. лет назад. Что согласуется с филогеографией мтДНК-в частности, с выделением гаплогруппы L3, которая, вероятно, возникла в Восточной Африке около 70 000 лет назад. А также согласуется с выделением гаплогруппы Y-хромосомы CT в тот же период. Эти мутации присутствуют во всех современных мужских линиях человека, за исключением A и B-M60.


3. Узел связан с расширением родословной, связанной с носителями языков банту.


В целом результаты подтверждают недавние аргументы генетиков и археологов по поводу того, что происхождение человека в Африке могло включать глубоко расходящиеся, географически разделенные популяции. Но также стоит отметить наличие в районе расхождения с неандертальцами ещё одной неизвестной предковой линии людей.


Выявление и интерпретация явной неандертальской родословной у африканцев


Суть этого исследования заключается в описании новой методики, которая позволяет обнаружить древние примеси в геномах современных людей. Самым интересным было обнаружение 0.3% неандертальского генома у африканцев.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Хотя ранее считалось, что примесь неандертальцев есть только у неафриканских популяций, около 2%. Примечательно, что некоторые из обнаруженных гаплотипов связаны с реакцией на ультрафиолет. Но ведь африканцы не могли встречаться с неандертальцами. Также 94% неандертальской примеси у африканцев присутствует и у людей за пределами Африки. Результаты дополнительных исследований показали, что имела место обратная миграция в Африку, людей уже с неандертальской примесью. Но также, в меньшей степени, была примесь от сапиенсов к неандертальцам до того, как современные люди вышли из Африки. Также новый метод показал, что следов неандертальцев у азиатских популяций больше всего на 8% чем у европейских, хотя ранее считали, что эта разница составляет 20%.

В целом метод довольно интересный, но он работает только в случае с поиском генетического вклада известных древних популяций, чей геном уже секвенирован.

Но в следующей работе, опубликованной, менее чем через 2 недели, после вышеописанной, для определения уже использовался метод, при помощи которого можно идентифицировать сегменты ДНК древнего происхождения без наличия секвенированного образца генома их носителей.


Восстановление сигналов неизвестной древней примеси в африканских популяциях


В этой работе исследователи предоставили дополнительные линии доказательств архаичной примеси в четырех популяциях Западной Африки. Эти популяции представлены народом Ишан из Южной Нигерии, населением Гамбии, народностью менде в Сьерра-Леоне и группой родственных народов йоруба из Нигерии. Анализ показал, что эти популяции получили от 2 до 19% своего генетического происхождения от древней популяции, которая происходит от общей линии до разделения неандертальцев и современных людей.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

А также этот вклад был обнаружен и у европейских популяций, что подтверждает время примеси до выхода анатомически современных людей из Африки. Используя метод, который может идентифицировать сегменты древнего происхождения без необходимости ссылаться на секвенированные древние геномы, авторы построили карты геномного происхождения перечисленных ранее популяций. Их анализ и выявил сегменты неизвестного древнего происхождения с высокой частотой.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Результаты показывают существенный вклад древнего происхождения в формирование генофонда современных западноафриканских популяций. Но на графике примесь от древней популяции была перед выходом людей из Африки.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Одна из интерпретаций недавнего времени примеси, которую документируют исследователи, заключается в том, что архаичные формы сохранялись в Африке до сравнительно недавнего времени. С другой стороны, древняя популяция могла ранее внести генетический вклад в современную человеческую популяцию, которая затем скрещивалась с предками популяций проанализированных в этом исследовании. Хотя эти модели не являются взаимоисключающими, и вполне вероятно, что история африканцев включает генетические вклады от множества отличающихся популяций, о чем свидетельствует большой эффективный размер популяции, которая генетически связана с архаичной. В то время как анатомически современные люди появляются в ископаемой летописи около 200 тыс. лет назад, относительно молодые окаменелости с сочетанием архаичных и современных анатомических особенностей были найдены в Африке к югу от Сахары и на Ближнем Востоке.

Примерами таких окаменелостей являются череп из Иво Элеру, на юго-западе Нигерии, возрастом 13 тыс. лет и человеческие останки из Ишанго в современной Демократической Республике Конго, дотированные около 20 тыс. лет, которые не вписываются в рамки изменчивости современного человека. А это может указывать на то, что ещё относительно недавно по Африке бродили люди, отличающиеся от современных и вносили свой вклад в геномное разнообразие африканцев, демонстрируя сложную историю взаимодействия современных и архаичных людей в Африке. Неафриканские популяции также демонстрируют аналогичные смеси, предполагая, что компонент архаического происхождения присутствовал до разделения африканского и неафриканского населения. Детальное понимание архаичной генетической примеси и ее роли в адаптации к разнообразным условиям окружающей среды потребует анализа современных и древних геномов по всему географическому диапазону Африки.


Предки неандертальцев и денисовцев скрещивались с дальними родственниками людей


Авторы этой работы "копнули" ещё глубже чем предыдущие, на сотни тысяч лет назад, когда представители рода людей с более крупным мозгом появляются в окаменелостях Европы вместе с ашельскими каменными орудиями. Существуют разногласия по поводу того, как следует интерпретировать этих первых европейцев. Некоторые видят в них общих предков современных людей и неандертальцев, другие - в качестве эволюционного тупика, которых позже заменили выходцы из Африки, а третьи - в качестве первых представителей линии неандертальцев. Новые оценки наиболее соответствуют последним из этих взглядов. Они подразумевают, что 600 тыс. лет назад неандертальцы были уже отдельной линией, отделенной не только от линии современных людей, но и от денисовцев. Эти результаты разрешают противоречия с окаменелостями гейдельбергского человека из Сима-де-лос-Уэсос, которые вначале были датированы как минимум в 350 тыс. лет. Генетические данные показали, что они были представителями более ранней популяции предков до неандертальцев и, следовательно, после разделения неандертальцев и денисовцев. Однако генетические данные указывали на то, что этот раскол произошел около 381 тыс. лет назад. Это было трудно согласовать с предполагаемым возрастом окаменелостей из Сима-де-лос-Уэсос, но позже нестыковка увеличилась, ведь усовершенствованные методы датирования показали возраст окаменелостей, около 600 тыс. лет и намного старше молекулярной даты разделения денисовцев и неандертальцев. Это несоответствие частично объясняется различными калибровками скорости мутаций. Исследователи кафедры антропологии, университета Юты, также отмечают, что новые результаты по численности неандертальцев отличаются от тех, которые они опубликовали в 2017 году и которые были подвергнуты критике их коллег. Кстати это хороший пример признания учёными своих ошибок. По новым оценкам авторов исследования, этот конфликт разрешается, переносом даты разделения далеко за пределы возраста окаменелостей из Сима-де-лос-Уэсос, используя геномы с более высоким покрытием - неандертальца из пещеры Виндия в современной Хорватии, а также алтайских денисовца и неандертальца. При этом неандертальцы, которые поделились своей ДНК с современными европейцами, генетически были больше похожи на неандертальца из пещеры Виндия, чем на неандертальца из Денисовой пещеры. Здесь стоит отметить, что на Алтае жили разные неандертальцы. Относительно недалеко от Денисовой пещеры, расположена Чагырская пещера, где жили неандертальцы из второй волны заселения, которые отличались от своих более древних соседей, как по каменной индустрии, так и генетически.

Сложная популяционная история и модели примеси в роду людей. Неандертальцы, денисовцы, эректусы и др Наука, Антропогенез, Эволюция, Генетика, Происхождение человека, Видео, Длиннопост, ДНК, Гифка

Новая реконструкция включает в себя три волны миграции рода людей из Африки в Евразию:


1. Миграция ранних Homo или "супердревней" популяции около 1,9 млн. лет назад. Что совпадает с датировкой дманисских гоминидов.


2. Миграция около 700 тыс. лет назад предковой линии неандертальцев и денисовцев до их разделения. Именно эту популяцию исследователи для простоты назвали, совместив два слова - неандертальцы и денисовцы. Для нас это что-то на подобие "неандерсовцев".


3. Миграция современных людей около 50 тыс. лет назад.


При этом, результаты показывают, что "неандерсовцы" скрещивались с представителями "супердревней" популяции в начале среднего плейстоцена, вскоре после их прихода в Евразию. Скорее всего это были евразийские эректусы. Это самая ранняя известная смесь между популяциями из рода людей. Кроме того, эти две популяции были более отдаленно связаны друг с другом, чем другие популяции, из известных на данный момент, которые скрещивались между собой. Они были разделены по происхождению на 1,2 млн лет. Позже, когда представители "супердревней" популяции людей обменивались генами с денисовцами, эти две популяции были еще более разделены во времени. Для сравнения, неандертальцы и денисовцы, которые скрещивались с современными людьми, были отдалены друг от друга менее чем на 700 тыс. лет. Вполне вероятно, что "супердревние" люди произошли от первоначальной популяции людей в Евразии, чья расчётная численность составляла от 20 до 50 тысяч человек. Такой размер указывает на то, что эта популяция включала по меньшей мере две глубоко разделенные подгруппы, одна из которых смешана с неандерсовцами, а другая - с денисовцами. Исследователи предполагают, что около 700 тыс. лет назад неандерсовцы вышли из Африки в Евразию, испытали эффект бутылочного горлышка или сокращение генофонда, скрещивались с древними популяциями людей Евразии, которые уже там жили более миллиона лет, а потом в значительной степени заменили их в свою очередь разделившись на восточные и западные субпопуляции - денисовцев и неандертальцев. Похожие события произошли 50 тыс. лет назад, когда анатомически современные люди вышли из Африки и сменили неандертальцев и денисовцев.

Эта работа также примечательна тем, что демонстрирует, сколько нужно времени, чтобы изолированные друг от друга популяции людей всё ещё могли скрещиваться. Получается, что как минимум 1,2 млн лет в тех же условиях.

В завершении хочу акцентировать внимание на том, что все упомянутые работы были опубликованы с небольшим перерывом в этом году. Поэтому представьте, как много информации появляется в различных направлениях науки каждый месяц.

Источники:
1. Lipson, M., Ribot, I., Mallick, S. et al. Ancient West African foragers in the context of African population history. Nature 577, 665–670 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-1929-1 Identifying and Interpreting Apparent Neanderthal Ancestry in African Individuals
2. Lu Chen, Aaron B. Wolf, Wenqing Fu, Liming Li, Joshua M. Akey, Show footnotes Published:January 30, 2020 https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.01.012
3. Recovering signals of ghost archaic introgression in African populations Arun Durvasula and Sriram Sankararaman https://doi.org/10.1126/sciadv.aax5097
4. Neanderthal-Denisovan ancestors interbred with a distantly related hominin Alan R. Rogers*, Nathan S. Harris and Alan A. Achenbach https://doi.org/10.1126/sciadv.aay5483 5. Van Neer W, Alhaique F, Wouters W, Dierickx K, Gala M, Goffette Q, et al. (2020) Aquatic fauna from the Takarkori rock shelter reveals the Holocene central Saharan climate and palaeohydrography. PLoS ONE 15(2): e0228588. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228588

Показать полностью 8
194

Интересное о ДНК

Можно ли отличить близнецов по ДНК? А составить портрет преступника? Найти дальних родственников?

Интересное о ДНК Биология, Генетика, Биотехнологии, ДНК, Наука, Длиннопост, Фонд эволюция, Гены

Оборудование для чтения генома становится все изящней и совершенней. Например, маленькое устройство, подключенное к ноутбуку на фотографии – это секвенатор третьего поколения, нанопоровый MinION, способный прочитать до 2 млн нуклеотидов за один проход. А как это можно применить, например, в криминалистике?


Однояйцевые близнецы развиваются из одной клетки, разделенной пополам, и изначальный набор генов у них был одинаков. Но в ДНК происходят мутации еще с самых первых дней зародыша, и продолжаются всю жизнь. Полногеномное сканирование может выявить отличия всего в несколько нуклеотидов! Так можно выявить преступника. Правда, в случае установления отцовства это не поможет)


Чтобы иметь возможность составить портрет по ДНК, нужно собрать огромные массивы данных. Геном не сканируется полностью в каждом случае, лишь анализируются характерные кусочки и сопоставляются с внешними признаками. Есть сложность: для каждой популяции надо создавать свою базу. В итоге можно определить пол, цвет кожи, предположить рост и склонность к полноте, примерный возраст и генетические заболевания. Для черт лица пока что есть лишь вероятность в процентах. Но какие-то признаки могут быть «точно не»: не карие глаза и не вьющиеся волосы, к примеру. В США с помощью этой технологии уже удавалось найти преступников. В странах СНГ с 2017г. тоже работает аналогичный проект «ДНК-идентификация».


Генетика помогает не только криминалистике, но и истории. Y-хромосома, в отличие от других, почти неизменная передается по мужской линии. Исключение – совсем небольшие участки, где происходит обмен, и точечные мутации, которые накапливаются из поколения в поколение. С ее помощью можно отследить родственные связи аж на несколько тысячелетий! А общие характерные признаки (гаплотип) могут рассказать, какой группе принадлежит эта хромосома – европейцы, африканцы, азиаты… Правда, если чей-то забытый прапрапрадедушка приехал издалека, его потомков будет ждать сюрприз) Но в областях, где народ жил обособленно на протяжении долгого времени, может сформироваться свой уникальный гаплотип. Это помогло в 2011 г. узнать имя террориста-смертника, взорвавшего бомбу в Домодедово.


А что у нас по женской линии? А по ней есть митохондрии – энергетические станции клетки, имеющие свой небольшой геном (около 16 тысяч нуклеотидов, в отличие от ядерного генома, в котором около 3 млрд). В большинстве случаев они все передаются от матери вместе с яйцеклеткой. Таким образом, родственные связи по женской линии тоже можно отследить.


Данная статья представляет собой краткий обзор книги Е.В. Клещенко "ДНК и ее человек", 2019г. Уточнение по наследованию митохондий: в 2018 г. был установлен факт возможности их наследования от обоих родителей в редких случаях: https://www.pnas.org/content/115/51/13039

Показать полностью
148

Заметки фелинолога: мутации

Давно не писала, пардон. Загрузили работой по самые уши, только откопалась. Кроме того, в комментариях меня упрекнули, что я пишу в основном об окрасах. Так вот...

Сегодня я хочу порассуждать на несколько злободневную тему о человечестве на примере породистых кошек. Казалось бы, при чем тут кошки?

Давайте разбираться.

Доводилось ли вам принимать роды у кошек? Если речь о беспородной кошке, то она и родит сама (частенько где попало), и котят сама обработает, и выкормит. А те ещё и умудряются выжить в практически любых условиях.

А вот если говорить о породистых... Мне частенько приходилось участвовать в родовспоможении. Лишь одна из (в среднем) 30 кошек рожала сама. Ещё меньше обрабатывали котят от плаценты. Редко кто из породистых кошек может полноценно выкормить многоплодный помет. А уж сколько нужно особых кормов, витаминов, подкормок и прочего... Поэтому цены на породистых котят вполне оправданы.

А теперь о мутациях. Что меня ужаснуло, так это то, что большинство врождённых мутаций у котят встречаются в том же виде и у людей. И некоторые случаи я видела в обоих вариантах.

Слабонервным дальше лучше не смотреть.

1)Заячья губа и волчья пасть. Первое - это несращение середины верхней губы, второе - сквозная дыра в нёбе, ведущая в носовую пазуху.

Заметки фелинолога: мутации Кот, Фелинология, Мутация, Генетика, Длиннопост

Чаще всего они встречаются вместе. И если у новорожденных детей это чинится сшиванием губы и установкой пластины в нёбе, то у котят это не лечится. Котенок захлёбывается молоком, молоко попадает в лёгкие и животное умирает.

2)Плоскогрудие. Одна из распространенных патологий у кошек И У ЛЮДЕЙ в наши дни.

Заметки фелинолога: мутации Кот, Фелинология, Мутация, Генетика, Длиннопост

В момент рождения это не всегда заметно, зато к двум-трём неделям, когда уже поздновато что-то менять, становится ярко видно. Узкая, а точнее плоская грудная клетка не даёт развиваться лёгким и сердцу и котенок умирает. Со временем заводчики научились бороться с видимым проявлениям этого недуга с помощью массажей и корсета из втулки от туалетной бумаги. Но. Это же только видимая сторона медали. Кто вам скажет, что котенок родился с плоской грудью?

Моя дочь имела обратную сторону медали - ее ребра торчат наружу и я любила пороги многих врачей, чтобы понять, опасно ли это. На что мне однозначно говорили - искривление грудных клеток у нынешних детей чуть ли не норма уже. Нам повезло, у дочки не критичная ситуация.

3) Гидроцефалия. Пожалуй, фото прикреплять не буду. Из названия ясно, что это скопление жидкости в мозге. Сейчас в школе, где я преподаю, "учится" мальчик, прооперированный после гидроцефалии. Ему 8 лет, развитие максимум на 3-4 года. И это его потолок. Котята с таким недугом не живут.

4)Несращение черепной коробки. Я это видела. Это страшно. Пульсирующий открытый мозг у живого котенка. Умрет в течение минуты.

5)Несращение брюшной полости - причина, по которой я не пошла на Вета. Я поняла, что не смогу это переживать ещё раз. Когда живой котенок ползет к мамкиной титьке, а за ним волокутся его кишки... Он хочет жить. А ему уже не помочь.

6)Менее опасными мутациями являются: •кенгуровость (когда задние лапы длиннее передних) - в дикой природе не выживают. Фото корректного не смогла подобрать.

•Дисплазия суставов - очень распространено у людей и у кошек, особенно у мейн-кунов.

Заметки фелинолога: мутации Кот, Фелинология, Мутация, Генетика, Длиннопост

И ещё много, много, много различных дефектов внешних и внутренних органов.

Так вот к чему это я. Беспородные кошки из поколения в поколение жили за счёт естественного отбора. Они не прибегали к инбридингу (близкородственным связям) для закрепления окраса или типа. Не вытягивали слабых. И поэтому они более сильные, здоровые, выносливые. Правильно многие говорят. Эти кошки ели все подряд, им не делали прививок. И они не болели. А породистые? Ошибся с кормом? Лови аллергию. Не дал фолиевую кислоту во время беременности - получай мутации во всей красе.

То же и с людьми. Да, смертность среди детей была высокой, а медицина значительно более отсталой. Но выживали сильные. А сейчас стараются вытянуть всех. И эти самые все дают потомство, ещё более слабое, чем они сами. И в итоге мы сами себя выраждаем как вид.

Когда я была маленькой, ОРВИ лечилось корнем солодки, мукалтином, ну максимум бронхолитином и бесептолом. Сейчас на каждое ОРВИ врачи пишут перечень из 5-7 разных лекарств, а аптечка в доме изобилует всем, чем угодно. Потому что иммунитет слабый.

В Казахстане у огромного количества детей в возрасте до 5 лет диагностируют бронхиальную астму. Детский диабет становится бичом 21 века. И примеров ещё множество.

Тут не в детальной диагностике дело. Дело в закреплении мутационных генов. В нашей негуманной гуманности.

Я ни к чему не призываю. Только задуматься.

Фото взяты из сети. Я эти случаи не снимала. У меня рука не поворачивается такое снимать. Прошу прощения за резкость.

Показать полностью 2
77

Томас Кран о секвенировании генома

Томас Кран, генетик, руководитель лаборатории YSEQ участвовал в организованной ИОГен РАН международной конференции "Столетие популяционной генетики человека" в Москве и любезно согласился дать нам интервью. Мы спросили, что такое гаплотипы, как их определяют и зачем это нужно.

Благодарим за предоставленное помещение библиотеку "Научка".


Оператор: Алла Пашкова.

Интервьюер: Андрей Шкиперов.

Перевод: Олег Науменко, Андрей Шкиперов.

Озвучка: Андрей Шкиперов, Павел Камушкин.

Дизайн: Алла Пашкова.

Монтаж: Александр Афанасьев.

Интервьюер: Здравствуйте, Томас. Рады возможности пообщаться с вами здесь, в Москве. Первый вопрос — мы называем большие группы людей, которые имели очень давнего общего предка, гаплогруппами. Они так называются, потому что их гаплотипы очень похожи…


Томас Кран: Да, на самом деле они не только похожи, но и в определенной степени идентичны. Раньше мы использовали STR-маркеры, краткие тандемные повторы, но у них очень высокая скорость мутаций. Поэтому результаты получались немного расплывчатыми — мутации были и прямыми, и возвратными тоже. Но сейчас мы все больше и больше погружаемся в SNP-филогению (SNP – single nucleotide polymorphism, однонуклеотидные замены, также в русскоязычной среде часто используется жаргонизм “снип” – прим. ред.) и можем даже говорить о гаплотипах, состоящих из снипов — и вот они не только похожи, но и в значительной степени идентичны для разных индивидов в одной группе.


Интервьюер: Вы сейчас затронули два вопроса, так как мой второй вопрос касался STR-маркеров — почему они слабы для наших целей? Тогда следующий вопрос — почему именно STR-гаплотипы раньше были главной характеристикой хромосомы?


Томас Кран: Раньше нам были доступны только STR-маркеры, потому что эта технология гораздо проще для тестирования, и вы всегда проверяете одни и те же маркеры. Но сейчас появились новые способы секвенирования и значительно более совершенные процессы для тестирования SNP. Мы приближаемся к точке, когда сможем проводить тесты SNP, снипов в Y-хромосоме, с той же точностью за ту же цену, даже скорее с гораздо большей точностью.


Интервьюер: Спасибо. При генотипировании в своей лаборатории вы используете снипы, панель маркеров SNP. Но вы не используете олигонуклеотидные полиморфизмы — когда несколько снипов идут подряд. Также вы обычно не используете вставки и делеции для своих тестов. Почему?


Томас Кран: Не совсем так. Прежде всего, вставки и делеции могут быть очень хорошими, надежными и стабильными, если есть только два-три нуклеотида, которые удаляются или вставляются, и нигде в этой последовательности нет повторов. Однако если один и тот же кусок повторяется, скажем, восемь раз или больше, то это становится проблемой. Тогда у нас есть по сути настоящий участок STR, который может мутировать взад-вперёд — и таких участков мы стараемся избегать ради стабильности филогенетического дерева. Поэтому мы пытаемся использовать повторы вплоть до, может быть, четырёхкратных, а если больше — считаем, что дерево становится слишком нестабильным. Но в целом вставки и делеции НЕ ненадежны или плохи, их просто сложнее протестировать используемыми технологиями, и обычно для их оценки требуется человек, работающий вручную, потому что их можно описать совершенно по-разному. И очень трудно найти для этого устойчиво качественный метод.


Интервьюер: Спасибо. И когда вы читаете снип, как вы находите точное место во всей ядерной ДНК, где находится этот снип? То есть, речь идет о технологии: как вы читаете конкретный участок молекулы?


Томас Кран: Сейчас это очень распространённая процедура — мы применяем методы NGS (секвенирование нового поколения). По сути NGS — это нарезка всей ДНК на короткие фрагменты и их секвенирование, а затем сборка паззла на референсной последовательности с помощью компьютера. Это то, что мы обычно делаем. И если мы видим разницу с референсной последовательностью, то как правило это означает, что есть какая-то вариация. Конечно, нам нужно рассортировать и каталогизировать все эти вариации и посмотреть, какие из них являются общими для нескольких людей, а какие — просто индивидуальная мутация у конкретного человека. Сейчас мы занимаемся доработкой филогенетических деревьев до мельчайших деталей, поэтому индивидуальные мутации очень ценны для человека, который сдал новый тест. Мы пытаемся определить для него новые маркеры, помещаем их в каталог, чтобы другие люди могли сравнить себя с ним. И когда два человека находят у себя одну и ту же мутацию, это говорит о том, что они — родственники, и мы находим новый узел дерева — это то, что нам нужно.

Томас Кран о секвенировании генома Генетика, Популяционная генетика, Секвенирование, ДНК, Генеалогия, Видео, Длиннопост

Интервьюер: Но если кто-то просит всего один SNP, вы делаете праймеры или…?


Томас Кран: Да, обычно у нас есть результат анализа всего генома или NGS-секвенирования, в котором люди находят новый маркер. Но проводить исследование всего генома для каждого члена большой семьи — это очень дорого. Поэтому мы думали о том, как всё удешевить. Если вы уже знаете мутации, характерные для вашей семейной ветви, нет необходимости исследовать Y-хромосому целиком. Вы просто смотрите на один маркер, и он уже есть в нашей лаборатории. Часть процесса — это проверка маркера: надёжен ли он, можем ли мы сделать праймеры? И если можем, мы ставим маркер в очередь, всё занимает буквально несколько недель — и вот у нас есть праймеры, которые мы сразу же можем включать в тесты.


Интервьюер: Тогда вопрос — как разрабатываются праймеры? Если можно, пару слов об этом. Какие с этим бывают трудности?


Томас Кран: Мы уже разработали около сорока тысяч пар праймеров. Обычно мы берем участок из референсного генома вокруг снипа, плюс-минус, например, пятьсот пар оснований, и пытаемся найти идентичные области в другом месте генома. Например, мы просто... удаляем Y-хромосому из референсной последовательности, что делает ее женской референсной последовательностью, а затем сопоставляем нужный кусок ДНК с остальной частью генома, и мы очень часто видим: о, он совпадает с X-хромосомой, он идентичен на — может быть 90%, может 95, иногда бывает даже 100% — вообще различий нет. И чем выше сходство, тем выше вероятность того, что на этом участке была рекомбинация хромосом друг с другом, что плохо для филогенетического дерева, потому что тогда у нас будут обратные и параллельные мутации. Мы стараемся избегать такого. И у нас есть более или менее случайная, но довольно чёткая грань, где это действительно становится проблематичным — это 95%. Конечно, можно возразить, что это число взято с потолка, но таков наш опыт работы со многими, очень многими созданными нами праймерами, и мы пришли к выводу, что слишком обидно разрабатывать пограничные праймеры, платить за них деньги и видеть, что они не работают. Вот так мы пришли к этому числу.


Интервьюер: Что касается сложностей, также существуют палиндромные участки. Может быть, какие-то ещё есть трудности? Расскажите об этом.


Томас Кран: Ну, я только что упомянул, что мы сопоставляем с женской эталонной последовательностью, но, конечно, есть повторяющиеся единицы, участки и на самой Y-хромосоме. Y-хромосома имеет самую большую палиндромную последовательность, и у нас есть, например, палиндром P1 — 1,6 миллиона оснований — которые, я бы сказал, более чем на 99% идентичны с обеих сторон. Это по сути последовательность, которая идёт вперед, разворачивается и возвращается с обратной комплементарной последовательностью.

Томас Кран о секвенировании генома Генетика, Популяционная генетика, Секвенирование, ДНК, Генеалогия, Видео, Длиннопост

Таким образом, вы можете себе представить, что практически идентичные участки некоторых палиндромов также рекомбинированы друг с другом, мы видели это и в прошлом с маркерами STR. Так что да, эти участки, конечно, являются проблемой для филогении. Но они хороши для выживания Y-хромосомы, потому что она может сама себя восстановить, и эти участки следуют очень сложной логике. Но самое интересное, что некоторые гаплогруппы — как J1 — имеют огромную делецию в этой палиндромной области, поэтому в их большом палиндроме не хватает одного плеча. Так что для них мы можем использовать эту последовательность, так как она не рекомбинирована, а уникальна. Таким образом, последовательности для некоторых гаплогрупп на Y-хромосоме могут быть использованы для филогенетического дерева, в то время как в других гаплогруппах этот же участок не пригоден для таких целей.


Интервьюер: Интересная информация. Вы сказали, что палиндромные участки могут быть огромными, но целая хромосома во много раз больше, поэтому вы получаете огромное количество данных. Как вы управляетесь с ними? Какие инструменты вы используете для работы с этими данными?


Томас Кран: Конечно, секвенирование нового поколения даёт массу данных. Интересно, что это только один процент генома, Y-хромосома. Так что, по сути, мы стреляем из пушки по воробьям. В любом случае, это все еще двадцать миллионов оснований, на которые мы смотрим. И эти двадцать миллионов оснований... Мы по существу из них извлекаем различия с референсной последовательностью, что сводит информационное содержимое только к важным вещам — по сути, к снипам, которые мы наблюдаем. Инструменты, которые мы используем — это BWA-MEM для мэппинга, стандартная программа для мэппинга, поэтому у нас уже есть только те участки, которые можно наложить на Y-хромосому. Далее, мы используем samtools, vcftools для извлечения мутаций, необработанных мутаций. Затем нам нужно сравнить их с базой известных SNP — по сути, это база данных, которую мы публикуем под названием Ybrowse. И из этой базы данных мы уже знаем, какие из них находятся в предковом (отрицательном) или мутировавшем (положительном) статусе. И по этой информации мы можем точно определить, где именно на дереве находится человек. И теперь любая другая найденная в ДНК мутация, которой нет в каталоге, является потенциально новой. И да, это собственно то, что мы делаем: просто регистрируем её в нашем каталоге, в нашей огромной базе данных как новую мутацию. И мы надеемся, что когда-нибудь кто-нибудь другой придет и будет иметь те же мутации, тогда мы сможем развить Y-хромосомное древо, улучшить его разрешение.


Интервьюер: Тестирование с помощью методов NGS стало существенным шагом в уменьшении цены на полногеномные исследования. А какие ещё перспективы удешевления существуют? Или, может, быть, какие-то ещё варианты, как сделать исследование всего генома более доступным для большого числа людей?


Томас Кран: Существует известное предположение, что секвенирование становится дешевле, дешевле и дешевле. Так что люди даже не определились, имеет ли смысл оставить информацию в пробирках с извлечённой ДНК, и секвенировать позже, потому что так будет дешевле, или даже повторное секвенирование станет дешевле, чем дисковое пространство для хранения результатов. Хотя я думаю, что нам ещё далеко до этого. Так что да, секвенирование становится дешевле, появляются новые технологии. Теперь у нас есть секвенирование нового поколения методом синтеза, где доминирует компания Illumina. Есть несколько других компаний, занимающихся, по сути, очень похожим бизнесом, не так хорошо известных — как, например, Ion Torrent Technology, которые измеряют результаты секвенирования по изменению pH. Китайцы придумали протокол секвенирования методом синтеза «nano-balls», ДНК-наношарики.

Томас Кран о секвенировании генома Генетика, Популяционная генетика, Секвенирование, ДНК, Генеалогия, Видео, Длиннопост

Далее, есть очень интересная технология «nanopore» — ДНК просто проталкивают через мельчайшую пору, и пока ДНК проходит через это маленькое отверстие, сопротивление меняется в зависимости от основания... Аденин, гуанин, цитозин и тимин — все они имеют различные сопротивления. И от той маленькой закорючки, которую мы получаем, мы можем с помощью значительных вычислительных мощностей рассчитать последовательность, которая прошла через эту пору. Так что это технология, где вы можете по сути.... Со всеми остальными технологиями вам понадобятся некоторые сложные измерения флюорисценции или pH, а с нанопорами вы непосредственно секвенируете ДНК.

Томас Кран о секвенировании генома Генетика, Популяционная генетика, Секвенирование, ДНК, Генеалогия, Видео, Длиннопост

Интервьюер: Мы слышали такие слова, как секвенирование и генотипирование. В чем разница между генотипированием и секвенированием?


Томас Кран: Ну, генотипирование заключается в том, что вы специально смотрите на мутации, позиции которых уже известны, тогда как при секвенировании вы проходите через всю последовательность ДНК, не зная, есть ли мутация или нет. И вы можете найти уже известные мутации, но вы также можете найти новые мутации.


Интервьюер: Вторая часть беседы — о популяциях и так далее. В каких областях знаний мы можем использовать данные о ДНК, применять результаты нашей работы с геномами? Допустим, медицина, где-то ещё?


Томас Кран: Где ещё можем использовать? Как я уже говорил, медицинская и популяционная генетика, безусловно, являются одними из основных целей этой технологии. Но, допустим, вы можете использовать ДНК для хранения цифровых данных. Вы можете синтезировать ДНК сегодня и использовать её в качестве жёсткого диска. Вы можете заглянуть в окружающий мир, в микробиологию, и это очень интересно. При полногеномном секвенировании всегда присутствует около пяти процентов последовательностей из бактерий, из тех видов микроорганизмов, которые мы носим с собой — это часть нас на самом деле. Мы состоим не только из ядерной ДНК и митохондрий, но и из микробиома, который, конечно же, различен во рту и в других частях организма. Это ещё один аспект. Так что да, ДНК — это про биологию в целом.


Интервьюер: Какие обычно цели у людей, делающих тесты в вашей лаборатории?


Томас Кран: Я думаю, YSEQ немного отличается от привычных компаний потребительской генетики. Мы находимся более или менее в той сфере, которая поддерживает «гражданскую науку». Клиенты, которые приходят к нам, как правило, уже тестировались в одной из крупных американских компаний, или имеют некоторые результаты STR, или начинают с уровня, где они пытаются уточнить свои находки. Хорошо, что каждый может сам решить, каким путём он хочет идти и какой из них наиболее эффективен для ответа на его вопросы. У нас, конечно, много генеалогов, которые, по сути, хотят создать родословную своих близких и родственников. Они хотят получить подтверждение своих записей, или даже выйти за рамки того, что даёт им бумажная генеалогия. Также к нам приходят просто частные исследователи, которые очень интересуются гаплогруппами, к которым они принадлежат. Они пытаются определить происхождение своей гаплогруппы. И что самое интересное, многие наши клиенты фактически выходят за рамки того, что написано в научных публикациях. Они с энтузиазмом читают все публикации, принимают то, что делается в науке, но стараются внести свой вклад в это дело, и действительно находят очень интересные вещи. Без генеалогов гаплогруппа А00 не была бы открыта. Просто один чернокожий американец хотел узнать о своём происхождении. Мы не смогли ничего сказать и провели дополнительные исследования. Много таких «гражданских учёных» внесли свой вклад и даже потратили деньги на эти исследования — потому что это приносит определённое удовлетворение: о, то, что мы делаем, влияет ещё и на науку вообще.


Интервьюер: Может быть, некоторые люди задают вопросы, выходящие за рамки ДНК, вопросы, на которые невозможно ответить с помощью ДНК-тестов, но они думают, что смогут найти ответы?


Томас Кран: К сожалению, граница между тайнами и реальностью очень тонкая. Так что, конечно, иногда желаемое принимается за действительное, и иногда люди очень разочаровываются, когда результаты ДНК не подтверждают их ожидания или даже идут вразрез с их ожиданиями. Конечно, иногда результаты разочаровывают, но, знаете, я раньше проводил тесты на отцовство, и всегда очень трудно сказать отцу: "Это не ваш ребёнок". В итоге это практически та же самая ситуация, но мы должны быть честными, это продвигает нас вперёд. А иногда разочарование в дальнейшем оборачивается очень захватывающим открытием. Например, мы поехали на Камчатку и взяли образцы. И мы надеялись найти связи с американскими индейцами, поэтому просмотрели все образцы. И у нас было только два образца, которые могли иметь какое-то отношение к Америке. Но оказалось, что они были, по существу, в два раза дальше, за два шага до того, что было известно как типичная американская ветвь гаплогруппы Q. Мы только руками развели: ну, очень жаль — мы что-то нашли, но это нам почти ничего не говорит. В итоге всё же это была интересная ветвь, и мы секвенировали весь геном. И обнаружили много новых снипов и решили: хорошо, отложим эту находку в сторону. А потом, всего два месяца назад, мы нашли в Америке древний образец ДНК, который был секвенирован не нами, а другой группой — и они также испытали некоторое разочарование, они тоже сказали: о, наш образец не соответствует ни одной из известных нам американских филогенетических клад. Так что они были разочарованы, я был разочарован. Но потом мы сравнили эти два гаплотипа, эти два набора снипов, и вдруг поняли: о, двадцать из сорока найденных нами и ими мутаций — совпадают. Таким образом, это говорит нам, что была другая линия, которая пришла в Америку, а затем в Америке просто исчезла. Так что это очень интересная находка, которая является результатом двух разочарований.


Интервьюер: А какие ещё линии вы нашли на Камчатке? Может быть, какие-то интересные этнические группы или что-то в этом роде?


Томас Кран: Камчатка — это пример практически неизученной местности. Я не знаю... Многие из русских даже не были там. Так что это был очень интересный опыт. Я бы сказал, что каждый образец, который мы тестировали, буквально привёл нас на неизведанную землю. Это были редкие гаплотипы, которых мы никогда раньше не видели, хотя мы могли их определить и сказать: "о! они из той ветви", но на этих ветвях раньше было максимум по одному образцу. Нужно проделать ещё много работы, чтобы по-настоящему понять связи с южнокитайскими линиями гаплогруппы С и так далее… гаплогруппы О. И мы даже нашли на Камчатке человека из гаплогруппы D, который, вероятно, имеет некоторые связи с Японскими островами. Так что предстоит узнать много нового, того, что мы пока не знаем.


Интервьюер: Возможно ли что однажды все люди будут секвенированы?


Томас Кран: Я думаю, это просто здравый смысл. То есть, когда-то мы ездили на лошадях и представить себе не могли, что повсюду будут машины. И тут точно так же. Я думаю, что в определённый момент каждый человек на этой планете будет секвенирован — например, чтобы с медицинской точки зрения просто убедиться, что заранее известно, с какими рисками вы столкнётесь. И, возможно, в будущем мы сможем принять эффективные меры, чтобы избежать хотя бы некоторых из этих опасностей. Может быть, это будут простые методы, может быть, будут прекрасные фантастические методы, которые мы откроем в будущем. Я всегда говорю, что лучше знать своего врага, чем быть неподготовленным. Так что, при действительно дешёвом секвенировании — конечно. Я думаю, рано или поздно так и будет. И в этом есть смысл. Конечно, когда секвенированы будут все, появится много ответственности, вопросов конфиденциальности, и их необходимо будет решать. Но их нельзя решить запретом на секвенирование вашей собственной ДНК, или запретом на секвенирование вашей ДНК для всех остальных. Так не работает. Поэтому нам нужно принять законы и найти приемлемые для общества правила. Это не та проблема, которую мы можем просто отложить в сторону, мы должны признать её и искать решения.


Интервьюер: Вы говорили о человеке из гаплогруппы A00, но вы и сами бывали в Африке и тестировали там людей. Может быть, вы можете рассказать об этой работе?


Томас Кран: Да, обычно я использую любую возможность, чтобы попасть в другие страны и связать это с чем-то полезным, что может помочь нам лучше понять филогенез Y-хромосомы. «Моё хобби — это моя работа», да, но мне это интересно, я не собираюсь проводить отпуск на круизном лайнере, где всё вокруг происходит ради меня. Я хочу действовать, быть активным. Так, я ездил в Камерун, Судан, на Камчатку. Мы побывали в Мексике и собрали образцы — в основном, у людей, которые действительно хотели внести свой вклад в исследования. И, конечно, мы платим за их тестирование, они получают результаты. Это своего рода диалог. И у нас есть очень хорошие друзья во всех этих странах, хорошие отношения. Это здорово, и это пополняет копилку наших знаний.


Интервьюер: Как вы думаете, какие этнические группы или гаплогруппы будет интереснее всего исследовать, изучать в дальнейшем?


Томас Кран: Вообще, каждая гаплогруппа интересна, особенно для тех, кто принадлежит к этой гаплогруппе. Кроме того, есть вопросы, из-за которых у нас в дереве огромные пробелы. Подумайте: у гаплогруппы D и E есть общий предок. D чаще всего встречается в Японии, E чаще всего встречается в Африке. Так как же они связаны друг с другом на самом деле? Что же произошло в эти тёмные века, около восьмидесяти тысяч лет назад, что случилось в то время, из-за чего люди перемещались на громадные расстояния? С одной стороны, они заселили большой остров, с другой — огромный континент. Как всё это связано? Конечно, туда трудно попасть, но нужно ехать туда, где всё случилось. Естественно, мы не знаем, где именно жил общий предок: в России, в Казахстане, в Индии — где-то в этом регионе. Может быть, в Гималаях. Так что именно туда нам нужно ехать и собирать больше образцов, потому что зачастую это бедные страны, люди не могут себе позволить ДНК-тестирование, у них другие проблемы: они просто выживают, а не тратят свои деньги на ДНК-тесты.


Интервьюер: Кстати, вчера мы узнали, что в Китае нашли образец DE*.


Томас Кран: На самом деле Китай — это очень интересно. Это полное изменение перспектив геномики. Так, я посетил конференцию по судебному ДНК-тестированию в Китае, они начали с нуля и обогнали все другие страны. Китайцы уже протестировали больше образцов ДНК, чем все другие страны. Конечно, данные не являются общедоступными, и они только начинают. Работы свидетельствуют, что они много секвенировали для медицинских целей. И некоторые данные сейчас всё-таки становятся достоянием общественности, что, я уверен, коренным образом изменит наше понимание Центральной Азии.


Интервьюер: Также сложилась интересная ситуация с гаплогруппой Q в Норвегии...


Томас Кран: Да, это ещё одна интересная находка, к которой мы приложили некоторые усилия. Мы на самом деле ездили в Норвегию и взяли там образцы, но, к сожалению... по-моему, мы нашли только один новый образец гаплогруппы Q, и он рассказывает нам историю, которую мы уже слышали. Но о чём эта история? Обычно гаплогруппа Q встречается в Америке, особенно та часть дерева, в которой доминируют последовательности американских индейцев. Как из Северной, так и из Южной Америки. Но эта конкретная ветвь является более поздней, чем переход через Берингов сухопутный мост. Но! Её больше нет на американском континенте, зато есть в Норвегии... Если посмотреть на людей группы Q-L804 — в Земле фьордов, в Скандинавии или на Британских островах (это всё регионы, где такие группы встречаются), у всех этих людей был общий предок. Но этот предок восходит, вероятно, к трём-четырём тысячам лет назад — в таком промежутке. И это большой вопрос. Если вы сперва подумаете: «О, да, конечно, это викинги отправились на Ньюфаундленд, взяли там людей — мужчин — и привезли их в Европу», то так не объяснить эти четыре тысячи лет, такое случалось где-то тысячу лет назад. Так что мы рассматриваем некоторые несоответствия в этой модели. Существует мнение, что, может быть, в это время Q пришла из Центральной Азии. Но тоже нет следов! Нигде в России, нигде в Финляндии нет промежуточных гаплотипов — только в Норвегии и несколько в Швеции. Но шведские, на самом деле, из более поздней ветви. В любом случае нам нужно придумать более сложные модели. Если мы будем следовать тезису, что Q попала из Америки в Норвегию с викингами, то мы получим вымирание этой группы в Америке, потому что больше мы её там не находим. Это не лишено смысла, потому что европейцы принесли болезни и многие линии — особенно в восточной части континента — вымерли. Однако в таком случае, мы можем считать, что в Норвегию тогда прибыли не меньше чем двое-трое разных мужчин из похожих, но не идентичных линий, последний общий предок которых жил, скажем, за две тысячи лет до того, как они попали на корабль к викингам. Так что иногда всё не так-то просто объяснить.


Интервьюер: Может, инуитские корни — это возможно?


Томас Кран: Да, мы знаем, что инуиты — это гаплогруппа Q, но это другая линия гаплогруппы Q, в действительности независимая от них.


Интервьюер: Когда мы говорим о всяческих миграциях, у нас возникают общие вопросы о том, откуда вообще люди взялись. Наверное, вы можете высказать какие-то соображения по этому поводу?


Томас Кран: Ну, тогда давайте от истоков. Итак, вы в курсе, что существует Денисовская пещера на Алтае, в России. И мы уже знаем некоторые ранние виды людей, которые были в какой-то степени развитыми: они были охотниками, жили в пещерах, у них была какая-то культура, может быть, примитивные рисунки — не знаю точно, спросите у антропологов. Но, в общем, они были людьми. Долгое время геном неандертальцев не был полным, потому что все секвенированные неандертальцы были девочками. Так что у нас была некоторая проблема, и это наблюдалось пару лет: «следующий опубликованный геном — снова неандертальский. Проклятье, опять девочка!» Это не давало никакого вклада в моё исследование Y-хромосомы. Но, к счастью, в прошлом году появилась пара мужских последовательностей из разных стран. Кроме этого, удалось получить очень разреженные мужские последовательности денисовской ДНК. Похоже, там копали ещё и ещё и нашли несколько костей и идентифицировали их по ДНК. Так что, случаются интересные вещи. Так, теперь... Мы стараемся использовать эти очень скудные данные. Это как если человек, посмотревший свой BAM-файл, остался недоволен десятикратным покрытием, то он бы очень удивился, узнав, что в денисовском или неандертальском образце покрытие менее чем однократное. Очень сложно определить, где шум, а где — реальная информация. К сожалению, мы очень мало знаем об этом — о химии деградации ДНК. Итак, мы видели признаки деградации ДНК в этих мутациях. Если есть мутация из цитозина в аденин, всегда нужно быть осторожным. Это значит, что полимераза отремонтировала последовательность неправильно, так как на самом деле основание отсутствовало, деградировало. Таким образом мы можем определить, какая ДНК — старая, а какая — современное загрязнение, бесполезная ДНК. И, опять же, для оценки мутаций в этой последовательности мы можем взять только неповреждённую ДНК. И когда есть разреженное распределение прочитанных участков по референсной последовательности, только короткие сегменты там и сям, нужно быть очень, очень удачливым, чтобы найти случайное место, где в денисовской и неандертальской последовательностях сегменты ДНК совмещаются друг с другом и чтобы именно в этом месте была ещё и мутация. Так, на всех этих двадцати миллионах оснований Y-хромосомы мы нашли всего горстку, где-то двадцать мест, где мутации у денисовцев и неандертальцев могли бы совпадать. И тогда мы берём человеческую референсную последовательность, последовательность шимпанзе, может быть, гориллы, и сравниваем: есть ли между ними некоторая преемственность? Видим ли мы определённое направление? Во всех этих огромных [референсных] участках есть множество мутаций, потому что между ними десятки тысяч лет. Найти общие мутации — это как искать иголку в стоге сена. Но последовательно группы, которые опубликовали данные ДНК, и мы, анализируя эти последовательности на наших референсах, используя наши сравнительные данные, в том числе с нашей последовательностью A00, мы нашли одинаковые структуры. Что говорит нам о том, что денисовцы и неандертальцы — это не одна группа, но происходят из одной ветви. Сначала отделились денисовцы, и у нас осталась ветвь сапиенсов и неандертальцев. Потом неандертальцы и люди разделились.


Интервьюер: Так что, денисовцы отделились раньше?


Томас Кран: Намного раньше, чем неандертальцы от нас, от нашей главной линии.


Интервьюер: Спасибо, Томас. Я думаю, это всё.

Показать полностью 4
97

Пересадка почки: от«сборища дураков» до Нобеля

Пересадка почки: от«сборища дураков» до Нобеля Трансплантация, Почки, Генетика, ДНК, Анестезия, Биотехнологии, Видео, Длиннопост

23 декабря 2019 года исполнилось 65 лет с тех пор, как доктор Джозеф Мюррей в госпитале Питера Бента Бригэма в Бостоне, штат Массачусетс, впервые провел успешную операцию по трансплантации почки. В 1990 году Мюррей получил за это Нобелевскую премию по медицине. Об истории трансплантации органов, об эскулапах -бессребрениках,  и о том, зачем людям свиные сердца, - в этом посте.


Благодаря революционному методу доктора Мюррея удалось спасти более полумиллиона жизней. Тогда, в 1954 году, наблюдая за врачами, готовящимися провести первую пересадку почки от здорового брата-близнеца больному, коллеги называли их за глаза «сборищем дураков». Но Джозеф Мюррей не обращал на них внимания – и оказался прав. «Если вы будете беспокоиться о том, что говорят люди, вы никогда не добьетесь прогресса», — сказал 90-летний Мюррей, выступая на мировом симпозиуме трансплантологов.


Наверное, таким отважным людям, как этот бостонский хирург, мы обязаны многими новшествами, которые вначале страшат и изумляют, а потом становятся частью повседневной жизни. К счастью, новаторы существовали даже в очень далекие времена.


История трансплантологии: от святых Козьмы и Дамиана до наших дней.


По преданиям, в 4-м веке до н.э. китайский врач Пиен Цяо обменивал друг с другом сердца человека с сильным духом, но слабой волей, и человека со слабым духом, но сильной волей в попытке достичь равновесия в них обоих. О том, как он измерял силу воли и духа, остается только догадываться. Как и о результатах смелого эксперимента.

Козьму и Дамиана – братьев, святых-бессребреников, живших в конце 3-го – начале 4-го века н.э., также причисляют к отцам трансплантологии, хотя, согласно легенде, эти целители проявили искусство пересадки частей тела через тысячу лет после своей смерти. Житие святых гласит, что они явились во сне дьякону Юстиниану, у которого сильно болела нога – никакие лекарства не помогали. Святые отрезали его больную ногу и пришили вместо нее конечность умершего мавра. Наутро Юстиниан проснулся здоровым – хотя и двухцветным..

Пересадка почки: от«сборища дураков» до Нобеля Трансплантация, Почки, Генетика, ДНК, Анестезия, Биотехнологии, Видео, Длиннопост

Основатель индийской медицинской школы Сушрута, живший предположительно в 8-м веке н.э., не во сне, а наяву использовал аутотрансплантацию кожи при пластической операции носа. В 16-м веке итальянец Гаспар Тальякоцци также успешно применял ринопластику.


Достижение Джозефа Мюррея базировалось на более чем столетнем опыте его коллег —чеха Эдуарда Цирма, в 1837 году пересадившего роговую оболочку глаза, швейцарца, нобелевского лауреата Теодора Кохера, впервые в 1883 выполнившего трансплантацию щитовидной железы, американца Чарльза Гатри, который с коллегой-французом Алексисом Каррелем пересаживал вены и артерии.

Анестезия: Made in МА.

Все эти эксперименты, конечно, были бы невозможны без анестезии. 16 октября 1846 года массачусетский дантист Томас Мортон впервые применил эфир в качестве обезболивающего средства.

Как отмечает энциклопедия Брокгауза и Эфрона, «пациент начал испытывать приятное чувство благости и легкости в теле» и не реагировал на боль. Аудитория в местной больнице, где была сделана операция, занесена в Национальный реестр исторических памятников США.

Слово «анестезия» тоже родом из Массачусетса: его придумал бостонский писатель Оливер Холмс. Вскоре появилась врачебная специальность — анестезиология, а День анестезиолога во всем мире отмечают 16 октября (теперь вы знаете, почему).


Но вернемся к первому реципиенту донорской почки Ричарду Хэррику. Он прожил еще почти 10 лет, женился на операционной медсестре и стал отцом двоих детей.Конечно, оперировавшего его и его брата доктора Мюррея терзали сомнения: «Нас, врачей, учили не причинять вреда. Но, оперируя здорового человека, извлекая у него почку пусть даже с его согласия, мы делаем это без пользы для донора», — рассказывал он. На вторую операцию по пересадке почки в 1956 году потребовалось разрешение Верховного суда Массачусетса. Сегодня это уже история трансплантологии: в США трансплантацию органов по жизненным показаниям покрывает медицинская страховка, врачи успешно пересаживают не только почки, но и сердце, печень, легкие, поджелудочную железу, кишечник, сетчатку глаза и даже лицо.


В 2009 году хирурги в больнице Brigham and Women’s Hospital выполнили вторую в мире пересадку лица, которая понадобилась человеку после укуса гориллы. Операция проходила одновременно в двух операционных и длилась 17 часов. В 2011 году там же 14 хирургов при поддержке 36 анестезиологов, рентгенологов, медсестер в течение 12 часов работали над трансплантацией обеих рук 65-летнему мужчине, потерявшему руки в результате инфекции.


Massachusetts Eye and Ear Infirmary также успешно пересаживает роговицу глаза, возвращая людям зрение. Долгие годы этот медицинский центр был в числе мировых лидеров по данной специализации, которая возвращает зрение 150 тысячам людей в год; сейчас центр занимает 4-е место в мире по проводимому количеству таких операций. С накоплением клинического опыта трансплантация органов становится все более обыденной процедурой. И, хотя в Соединенных Штатах ежегодно проводится более 30 000 трансплантаций, в списках ожидания — 113 000 пациентов, а 20 человек ежедневно умирают, так и не дождавшись операции.

Пересадка почки: от«сборища дураков» до Нобеля Трансплантация, Почки, Генетика, ДНК, Анестезия, Биотехнологии, Видео, Длиннопост

3D-печать органов: сердце можно напечатать или одолжить у свиньи


Поскольку будущее — за биотехнологиями, ученые видят выход в 3D-печати органов. До сих пор, однако, это было из области научной фантастики — что-то вроде очередной серии из «Черного зеркала». Ведь все человеческие ткани с 3D-печатью не имели необходимой клеточной плотности.


И вот в апреле 2019 года исследователи из Института биоинженерии клеток при Гарвардском университете (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) и Школа инженерии и прикладных наук Гарвардского университета (John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences) применили новую технологию печати клеток SWIFТ. Она включает в себя двухэтапный процесс, который начинается с формирования сотен тысяч агрегатов, полученных из стволовых клеток пациента, в плотную, живую матрицу OBBs, содержащую около 200 млн клеток на миллилитр.


На втором этапе матрица внедряется в организм человека, образуя новый орган. Внутри матрицы, созданной с помощью SWIFТ-технологии, можно напечатать широкую сеть каналов, имитирующих кровеносные сосуды. Таким образом печать органов на 3D-принтере достигла совершенно нового уровня.

Еще один стартап, еGenesis из Кембриджа с профессором генетики Гарвардской медицинской школы Джоржем Черчем (George Church) в качестве соучредителя, пытается с помощью CRISPR-технологий изменить геном свиней и сделать их органы совместимыми с человеческими. Тогда можно будет, например, пересаживать свиные сердца непосредственно людям, не боясь их отторжения. По словам Черча, необходимо провести еще множество испытаний, прежде чем это станет возможным, и ученые работают над этим.

Показать полностью 2 1
323

От ДНК до белка. Базовые вещи

Очередная озвучка. Анимационный ролик о процессе считывания генетической информации из ДНК и последующем процессе синтеза белка. Всё на базовом уровне, без лютой биохимии, под забавную музыку. Расслабляйтесь, на следующей неделе будет уже серьёзный ролик.


Перевод и озвучка мои.

Исходник видео: https://www.yourgenome.org/video/from-dna-to-protein (лицензия Attribution 4.0 International (CC BY 4.0))

Музыка: Andrew Huang - Accordion.

42

Генетическая картина викингов

На днях вышло масштабное исследование эпохи викингов (Population genomics of the Viking world) - было изучено 442 геномов древних людей со всей Европы (в т.ч. Фарерских островов, Эстонии), Исландии и Гренландии от бронзового века (около 2400 г. до н.э.)  до периода около 1600 года. Российские образцы были взяты в основном из Ладоги и Гнёздово,

Все древние образцы делятся на 5 категорий: Бронзовый век (BA) - c 2500 до н. э. - 900 до н. э.; Железный век (IA)  c 900 до н. э. до 700 г. н. э.; ранний век викингов (EVA) - c 700 до 800 CE; Эпоха Викингов (VA) c 800 до 1100 ; средневековье c 1100 до 1600 .

Генетическая картина викингов Викинги, Генетика, Варяги, Скандинавия, Популяционная генетика, Швеция, Ладога, Длиннопост, Геном

"Ядром" эпохи морских набегов считают Данию, Норвегию и Швецию.К концу железного века в 8 веке н. э. Скандинавия образовала лоскутное одеяло конфликтующих и конкурирующих земель с общим культурным фоном. За несколько веков  эти войны достигли Северной Америки (Wallace, B. The discovery of Vinland. in The Viking World 604–612 -Routledge London, UK, 2008), заселили Гренландию и Исландию, попали на Русь, а также отметились в Византии в составе "варяжской стражи". Принято считать, что миграцию и набеги на запад осуществляли в основном люди из тех мест, где сейчас находятся Норвегия и Дания (9-10 века нашей эры.) В отличие от западных движений, обычно считается, что экспансия на восток осуществлялась шведскими викингами, торговавшими по судоходным речным системам и сухопутным караванным маршрутам . Шведским викингам также приписывают участие в формировании первого русского государства.

Eriksen, M. H., Pedersen, U., Rundberget, B. & Axelsen, I. Viking Worlds: Things, Spaces and Movement. (Oxbow Books, 2014).
Sindbæk, S. M. & Trakadas, A. The World in the Viking Age. (Viking Ship Museum in Roskilde, 2014).

Итоги: исследователи сделали вывод, что компоненты из Норвегии, Швеции и Дании всё же можно различить между собой. В то время как в целом особи из большинства скандинавских поселений ЭВ имеют смешанные (датские, норвежские и шведские) генетические корни, особи ва из Ютландии (Дания) не имеют значительных шведских или норвежских генетических компонентов. Юго-западная часть Швеции в Эпоху Викингов генетически более похожа на датские популяции VA, чем восточные районы материковой Швеции (т. е. область вокруг долины Меларен), вероятно, из-за географических барьеров, которые препятствовали потоку генов в Швеции.

Генетическая картина викингов Викинги, Генетика, Варяги, Скандинавия, Популяционная генетика, Швеция, Ладога, Длиннопост, Геном

Викинги-британцы. "Датско-подобный" компонент родословной более выражен в современной Англии. Важно, отметить, что в настоящее время сложно отличить датское происхождение на Британских островах от англов-саксов-ютов-фризов, которые мигрировали в 5-6 веках нашей эры из Ютландии и Северной Германии. Иначе выглядят 4 образцы (VK201, VK202, VK203 и VK207) которые примерно на 85% имеют местных предков и генетически похожи на современные ирландские и шотландские популяции.

Датчане как авангард викингов. Результаты соответствуют палеодемографическим исследованиям, основанным на данных топонимики и археологических данных, свидетельствующих о том, что плотность населения в Дании была выше, чем в других странах Скандинавии эпохи викингов  . Поток генов из Дании на север также параллелен языковому сродству средневековых скандинавских языков: в исландском тексте 12-го века Grágás говорится, что общим языком шведов, норвежцев, исландцев и датчан был dǫnsk tunga ("датский язык"). Наличие датского происхождения у древнего образце из Гнездова (Восточная Европа - Россия) указывает на то, что восточные миграции не были полностью составлены викингами из Швеции.

Викинги-пикты. Интересными выглядят и результаты с самого севера Великобритании. 4 образцв обладали местными генетическими предками с небольшим скандинавским вкладом. VK204 и VK205 - показали 50% норвежских и датских предков.  Тем не менее, аналогичный индивид был найден в Ирландии (VK545) и 5 в Скандинавии, подразумевая, что пиктские популяции были интегрированы в скандинавскую культуру в эпоху викингов.

Генетическая картина викингов Викинги, Генетика, Варяги, Скандинавия, Популяционная генетика, Швеция, Ладога, Длиннопост, Геном

Викинги с саамскими корнями. Хотя большинство геномов викингов в Скандинавии и Европе показывают родство с датским, норвежским, шведским или британским населением, есть некоторые заметные исключения. Индивилы (VK518 и VK519), происходящих из северных районов Норвегии имеют сходство с современными саамами.


VK519  является смешанным индивидуумом как с норвежскими, так и с саамскими предками - представляется, что генетические контакты между этими группами уже происходили в Норвегии.

Эланд и Готланд. Выбиваются из общей картины шведские острова в Балтийском море - Эланд и Готланд. Вероятно, из-за того, что они были важными торговыми пунктами еще  с римского периода [Andersson, K. I skuggan av Rom: romersk kulturpåverkan i Norden. (Atlantis, 2013).]. На Готланде гораздо больше датских, британских, балтийских и финских генетических компонентов, чем шведских, что подтверждает мнение о том, что остров, возможно, был отмечен обширными морскими контактами во время VA. На Эланде в Швеции  высокое генетическое разнообразие и самые изменчивые образцы.

Миграции в Скандинавию в эпоху Викингов. Обратные миграции должны были принести не-скандинавский компонент. Западные регионы Скандинавии имеют гораздо более высокий вклад  из  Британских островов, по сравнению с восточными регионами Швеции. В Швеции же сильнее вклад из региона Балтики. Несколько особей эпохи викингов отмечены большим количеством южноевропейских предков  - в Дании и Юго-Западной Швеции.

Первые набеги: в Сальме (Эстония) более 40-ка мужчин-викингов похоронены в двух лодках в сопровождении оружия . Важно отметить, что погребение лодки Сальме предшествует первому текстуально документированному набегу (в Линдисфарне в 793 году). Сравнивая геномы 34 особей из погребения Сальме с помощью анализа родства, мы обнаруживаем, что эти элитные воины включали родных братьев, близких родственников и людей с общими предками. Это говорит о том, что этот рейд проводился генетически однородными людьми высокого статуса. Изотопный анализ показывают, что рейд вышел из района Меларен на востоке Швеции.

Родственники, разделенные морем. (VK279) был найден в Дании, а его близкий родственник (VK144) был найден в Великобритании (Оксфорд). Родственные узы  у мужчина на острове Эланд (VK342) и женщина из Skämsta, Уппсала (VK527) - причем у них было одинаковое аномальное развития скелета.

Пигментация. фенотип пигментации у скандинавов VA, возможно, не сильно отличался от современных жителей региона. Тем не менее, важно подчеркнуть, что существует довольно много вариаций образцов и что поэтому сложно выделить "фенотип Викинга". Самый качественных охват генетических данных у 2 образцов: VK42 из Скары, Швеция, имеет аллели, связанные с карими глазами и более темной окраской волос, в то время как VK1 из Гренландии, вероятно, имел голубые глаза и светлые волосы.

Гаплогруппы. Это по истине фундаментальная работа дает очень много информации. Поэтому дам некоторые результаты из России и Польши. (Male - мужчина, Female - женщина)

VK14 Russia_Ladoga_5680-12 Russia Ladoga Ladoga 10-12th centuries  Male I1 J1c1a

VK158 Russia_Pskov_7283-18 Russia Pskov Pskov 10-11th centuries CE  Female N/A N1b1a

VK159 Russia_Pskov_7283-20 Russia Pskov Pskov 10-11th centuries CE  Male R1b1a1b1a1 U2e2a1d

VK160 Russia_Kurevanikka_7283-3 Russia Kurevanikha Kurevanikha 10-13th centuries CE  Male R1a1a1b1a1a1c1c C4a1a+195

VK161 Russia_Kurevanikka_7283-4 Russia Kurevanikha Kurevanikha 10-13th centuries CE  Male F T2b

VK20 Russia_Ladoga_5680-1 Russia Ladoga Ladoga 1062 ± 27  Male I1 H6c

VK21 Russia_Ladoga_5680-18 Russia Ladoga Ladoga 10-12th centuries CE Female N/A H5a1

VK22 Russia_Ladoga_5680-13 Russia Ladoga Ladoga 10-12th centuries CE Male I T2b

VK23 Russia_Ladoga_5680-9 Russia Ladoga Ladoga 10-12th centuries CE  Male I1 U4a1a

VK200 Poland_Czersk gr. 609 Poland Czersk Czersk 11-12th centuries CE  Male R J1b1a1b

VK211 Poland_Cedynia gr. 435 Poland Cedynia Cedynia 11-13 centuries CE  Male R1b1a1b W6

VK212 Poland_Cedynia gr. 558 Poland Cedynia Cedynia 11-12th centuries CE  Male R1a1a1b H1+152

VK218 Russia_Ladoga_5680-4 Russia Ladoga Ladoga 10-12th centuries CE  Male R1b1a1b1a1a2c H5

VK219 Russia_Ladoga_5680-10 Russia Ladoga Ladoga 992 ± 27 1.581 Male I1a1b1 T2b6a

VK220 Russia_Ladoga_5680-11 Russia Ladoga Ladoga 10-12th centuries CE  Male I1a1 J2b1a

VK221 Russia_Ladoga_5757-14 Russia Ladoga Ladoga 911+-27  Male I1a1b1 K1d

VK223 Russia_Gnezdovo 75-140 Russia Gnezdovo Gnezdovo 10-11th centuries CE Male I1a H13a1a1c

VK224 Russia_Gnezdovo 78-249 Russia Gnezdovo Gnezdovo 10-11th centuries CE  Male N1a1a1a1a1a H7a1

Показать полностью 2
66

Слюна из жвачки: палеогенетики взяли на вооружение методы криминологии

Слюна из жвачки: палеогенетики взяли на вооружение методы криминологии ДНК, Археология, Скандинавия, Мезолит

Шведская береза

Как только генетики научились выделять и анализировать ДНК из ископаемых останков, они начали работать совместно с биологами, археологами и историками. Но и в таких совместных исследованиях есть много проблем. Например, антропологические останки часто находят при раскопках погребений и ритуальных сооружений, из-за чего их трудно связать с предметами материальной культуры, позволяющих изучить быт древних обществ. Скандинавские ученые смогли преодолеть это затруднение, выделив человеческую ДНК из древних «жевательных резинок»
Люди появились в Скандинавии более 10 тыс. лет назад. Предполагается, что расселение по Скандинавскому полуострову в конце последнего ледникового периода шло по двум направлениям – с запада и с востока, что согласуется с археологическими данными, касающимися технологий изготовления орудий труда и предметов быта. Но строгих доказательств того, как именно происходили миграции и как распространялись технологии, невозможно было получить обычными для археологов методами.
В этом случае могли бы помочь исследования ДНК из ископаемых человеческих останков, но их в этом регионе сохранилось крайне мало. Однако команде норвежских и шведских ученых удалось решить проблему: ископаемую ДНК выделили из «жвачки», точнее – из слюны, сохранившейся в древней «жвачке», представляющей из себя что-то вроде мастики из березовой коры. Эту смолу древние скандинавы и просто жевали, и использовали в качестве «клея» при изготовлении и ремонте каменных орудий, а также деревянных и керамических сосудов.
Образцы для исследования были получены с местообитания Хусеби-Клев, стоянки охотников времен раннего мезолита на западном побережье современной Швеции. Раскопки здесь были произведены еще в начале 1990-х гг., но тогда технологий секвенирования древней ДНК еще не существовало. Сейчас же удалось получить геномные последовательности для двух женщин и одного мужчины.
Оказалось, что эти люди находились в близком генетическом родстве с западными охотниками-собирателями, тогда как археологические данные указывали на восточное происхождение производственных технологий. Что говорит о том, что нельзя делать выводы о генетическом составе древней популяции исходя исключительно из материальных археологических свидетельств.
Результаты этой работы открыли для палеогенетиков еще один многообещающий потенциальный «объект» для изучения. Кроме того, древние «жевательные резинки» могут рассказать и о микробиоме полости рта представителей доисторических популяций человека, и дать дополнительную информацию о среде, в которой они жили.
Фото: https://www.flickr.com

127

Мутанты и аномалии: главные мифы о Чернобыле

Мутанты и аномалии: главные мифы о Чернобыле Чернобыль, Припять, Чернобыль: Зона отчуждения, Мутант, Мутация, Генетика, Биология, Длиннопост, Видео

33 года назад, 26 апреля 1986 года в половину второго ночи, город Припять в Киевской области содрогнулся от серии взрывов. Торопливо собирая снаряжение, местные пожарные не подозревали, что едут ликвидировать последствия крупнейшей аварии в истории атомной энергетики. Помимо разрушений и высокого радиационного фона катастрофа породила мифы и легенды, пережившие большинство очевидцев произошедшего.


«Лаба» решила разобраться, что же стоит за будоражащими воображение историями, связанными с зоной отчуждения Чернобыльской АЭС, которую фанаты уважительно называют просто Зоной.

Миф 1. Окрестности Припяти населяют мутанты!

Если отбросить совсем уж спекулятивные публикации в блогах и «свидетельства очевидцев» о замеченных в зоне отчуждения людоедах о двух головах, то под мутантами обычно подразумеваются животные, которые получили дозу радиации после катастрофы на АЭС. Речь идет как о диких животных (фауна в окрестностях Припяти весьма разнообразна и включает в себя косуль, волков, медведей, лис, кабанов) и домашних – например, молочных коров, оставшихся после эвакуации людей на вольном выпасе.


За минувшие с момента катастрофы три десятилетия в сети неоднократно появлялись фотографии и видеозаписи с якобы мутировавшими животными, птицами и рыбами. Одна из наиболее известных записей запечатлела плавающих в пруду-охладителе ЧАЭС гигантских сомов. По словам очевидцев, вес в 50 с лишним килограмм является следствием воздействия радиации.

Рыбаки, знакомые с этой рыбой не понаслышке, только посмеялись: сомы, если не мешать им нагуливать жирок регулярным выловом, легко вырастают до 100 и более килограмм.


Если обратиться к научным работам, то, по их данным, авария в Чернобыле парадоксальным образом лишь пошла на пользу местной фауне. Так, например, в 2016 году в издании Current Biology были опубликованы результаты исследования, которое показало: популяции диких животных – лосей, косуль, кабанов – в зоне АЭС достигли численности, сопоставимой с популяцией этих животных в заповедниках Белоруссии. А если говорить об отельных видах. например, волках, то их популяция выросла в несколько раз.


То есть звери не просто захватили территорию после ухода людей, но сохранили возможность размножаться и успешно адаптировались.


Однако что с мутациями? Стали ли коровы рожать телят с двумя головами? Похоже, что нет. Одно из исследований от 2004 года, проведенное международной группой ученых (в нее входил радиоиболог Сергей Фесенко, эксперт МАГАТЭ и бывший ликвидатор последствий аварии) рассказывает о том, что животные в целом куда легче перенесли последствия аварии, чем люди. Например, на обитателях водоемов радиация не оказала почти никакого эффекта.


Что же до коров, то Тимирязевский сельскохозяйственный институт изучил проживавших в зоне отчуждения животных и пришел к следующему выводу: «Не обнаруживается увеличения мутантных особей у исследованных видов в условиях хронического действия повышенного уровня ионизирующего излучения». По этим данным, в зоне «хроническое облучение в низких дозах» не превращает обычных животных в мутантов. Биологические виды адаптируются иначе: появляются новые поколения радиорезистентных животных, которые лучше приспособлены к жизни в таких условиях.

Миф 2. Ну растения-то точно мутируют. Хотя бы фотографии Рыжего леса посмотрите!

Любимый фанатами Зоны Рыжий лес (также известен как Ржавый и Красный) – это участок площадью порядка 200 км², поросший преимущественно соснами, который прилегает к Чернобыльской АЭС. Хвойные деревья этого леса в момент аварии приняли на себя огромную дозу радиации, в результате чего в считанные минуты «сгорели», сменив цвет с зелёного на кирпично-рыжий. По словам биологов, это произошло в результате разрушения хлорофилла.


На этом изменения не закончились. Уже после аварии очевидцы обратили внимание на то, что выжившие деревья и новые, молодые сосны стали странными. То есть низкорослыми, с хаотично торчащими пучками иголок. Некоторые из молодых сосен и вовсе росли белыми.


Согласно другим свидетельствам, в первые дни после аварии некоторые деревья светились якобы из-за взаимодействия радиоактивных веществ с ферментами деревьев. Но документально эти рассказы подтверждены не были.


Биологи объясняют специфическое расположение иголок и низкорослость сосен не мутациями, а той же самой приспособляемостью растений под условия. Радиация в первую очередь воздействует на верхушки сосен, поэтому деревья начали расти не ввысь, а вширь. Побеление же отдельных пучков игл связано с остаточными явлениями разрушения хлорофилла. При этом по наследству такие изменения могут не передаться.

Миф 3. В Чернобыле и Припяти никто не живет, там только сталкеры и призраки!

А вот и нет! Жизнь там, конечно, не бьет ключом как раньше. Но в Чернобыле, по данным за 2017 год, постоянно проживает около 700 человек. Еще около 3 тысяч человек приезжают туда работать вахтовым методом и обслуживают предприятия зоны отчуждения.


В Чернобыле работает милиция, есть свой спортивный зал, Дом культуры, библиотека и автовокзал. Учёные уже давно подтвердили, что уровень радиации в городе и его окрестностях не превышает допустимых пределов.


Однако прошлое этих территорий накладывает отпечаток. Местные жители периодически приходят в городскую больницу, чтобы пройти радиометрический контроль на спектрометре излучений. Также работники чернобыльских предприятий получают повышенную зарплату и более длинный отпуск – от 40 до 56 дней в зависимости от «вредности» производства.


Наконец, в город ежегодно приезжает несколько тысяч туристов: как одиночек-сталкеров, так и групп с гидами.

Миф 4. В Чернобыльской зоне до сих пор фонит так, что мало не покажется!

В тех местах действительно сохраняется повышенный радиационный фон. Однако радиация покрывает территорию своеобразными пятнами. В целом, по словам ученых, уровни радиации в современной Чернобыльской зоне безопасны для кратковременных посещений и относительно безопасны для постоянного проживания в тех местах, где нет пятна загрязнения.


Например, в 2017 году команда активистов из Москвы замерила радиацию в различных частях Чернобыля и его пригорода, в том числе на самой АЭС.


На большей части чернобыльских территорий радиция составляла от 15 до 20 микрорентген в час. Это уровень фонового загрязнения, соответствующий обычному крупному городу.


Вблизи атомной станции загрязнение составляет уже порядка 50-60 мкр/час, а в отдельных местах подскакивает до 150-200 мкр/час. На самой же станции в некоторых помещениях были зафиксированы показатели в 400-500 мкр/час. Однако даже такая радиация не способна нанести вред здоровью, если речь идет о том, чтобы находится в этих зонах несколько часов.


Для сравнения: 33 года назад, 26 апреля, радиационный фон в городе Припять составлял 1 000 000 мкр/час (то есть 1 рентген в час).

Показать полностью
224

РАК КАК ОТДЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ

РАК КАК ОТДЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ Онкология, Цитология, Мутация, Рак, Эволюция, Человек, Вирус, ДНК, Длиннопост

Здорова спиногрызы, сырники и товарищи! Сегодня расскажу вам байку о болезни, которую все боятся, словно это безногий бомж Василий, участвовавший во вьетнамской войне. Это рак, братцы-тунеядцы.

Рак по своему определению это группа клеток, не определившиеся со своим будущим, прямо, как и ты. До сих пор идут споры о том, что такое Рак, откуда он, как он и с чем его едят. Хоть рак и не является полноценной животиной, но я решила их здесь разместить на равне с бактериями, которые ничего общего с животными не имеют . Рак, как самостоятельный чилик имеет свои признаки и свойства:

- Клетка, прямо как ты, не хочет погружаться в четность взрослого бытия. Рак похож на школоту 11 классов, которые не могут или не хотят определяться со своей дальнейшей специализацией. потому. предпочитают катать в дотку, а не готовится к ЕГЭ
- Удивительно, но рак не хочет делать СУЕЦЫД. Этот засранец на удивление живуч.
- А ещё, он постоянно мутирует, так как не имеет постоянного набора хромосом.

Однако в 1951 году из раковой опухоли американской женщины была изъята часть клеток. К огромному удивлению оказалось, что в них можно поддерживать жизнь. Клетки были способны продолжать деление бесконечное число раз и долгое время не погибали. Культуру странных человеческих клеток назвали HeLa. Вскоре после открытия американский ученый Лей ван Вален имел смелость выделить их в отдельный вид живых существ. Он назвал вид Helacyton gartleri (Хелацитон Гартлера). Аргументы за выделение в отдельный вид таковы:

- несоответствие числа хромосом у HeLa и людей;
- отдельная экологическая ниша клеток HeLa (по факту это пробирка, где поддерживается их существование);
- способность клеток HeLa сохраняться и размножаться за пределами возможного для обычных человеческих клеток пространства.

Несмотря на доводы, учёные-эволюционисты посчитали его поехавшим. Но мужик по всем традициям Диснея верил в свои мечты и выделил эти клетки в отдельное семейство. Но просчитался. Ведь вопрос к какому типу и отряду относить твоих тиммейтов оставался открытым. HeLa существует по сей день во многих лабораториях и является объектом активного изучения. К слову, HeLa не единственная выделенная культура клеток, но другие культуры быстро умирают, а HeLa делится и живет уже почти 70 лет! Но и обычные клетки рака имеют все признаки HeLa, для которого биосфера - это человек.

А откуда берется рак и что он есть? Есть две гипотезы: мутационная и вирусная:

- Мутационная. Ну тут всё ясно, ты жрешь говно - рак, тебя облучили - рак. Самое забавное, а может и не очень, это то, что химиотерапия, уничтожающая рак, вызывает рак. Так же и с Лучевой терапией.
- Вирусная. Тут куда интереснее. Имеется по крайней одно семейство, которое может вызвать рак, то бишь имеет онкогены в своей ДНК. Просто вирус встраивает свое ДНК в ДНК хозяина, как и все вирусы.

Еще есть предположение, что рак, это те же самые стволовые клетки, которые не могут понять, че им делать во взрослом организме. Стволовые клетки имеются у эмбрионов на ранних этапах развития и у нас в костном мозге. За деление этих клеток отвечают гены, которые должны быть "выключены" у взрослых порядочных людей, но если какие-то факторы, будь то мутационные или вирусные, включили ген, то клетка превращается в умственно отсталую и становится раком.

Рак способен перемещаться по всему организму, вне зависимости от его вида. Некоторые образуют свою сеть кровеносных сосудов. Они могут обходить и обманывать иммунную систему человека настолько по-мастерски, что иммунитет воспринимает рак, как рану, которую нужно защищать, а не убивать.

Цель этой небольшой статьи дать возможность понять насколько тонка и эфемерна грань между живыми организмами. Порой непонятно, где начинается одно существо и заканчивается другое. Из человека выделили бессмертные раковые клетки, что способны неограниченное количество времени жить в лабораторных условиях

РАК КАК ОТДЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ Онкология, Цитология, Мутация, Рак, Эволюция, Человек, Вирус, ДНК, Длиннопост
РАК КАК ОТДЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ Онкология, Цитология, Мутация, Рак, Эволюция, Человек, Вирус, ДНК, Длиннопост
РАК КАК ОТДЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ Онкология, Цитология, Мутация, Рак, Эволюция, Человек, Вирус, ДНК, Длиннопост
РАК КАК ОТДЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ Онкология, Цитология, Мутация, Рак, Эволюция, Человек, Вирус, ДНК, Длиннопост
Показать полностью 4
28

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I)

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят.


Привет, читатель!


Сейчас генетические тесты становятся все популярнее. Но что за ними стоит: точная наука или гадание на кофейной гуще? В этой статье мы с вами разберемся на примере тестов на происхождение. А все непонятные термины мы объясним.


Кем были мои предки?


Как они жили?


Были ли в моем роду представители других народов?


К какому народу я отношусь?


Мои однофамильцы, кто они мне?


Все эти вопросы задавали Вы себе хотя бы раз. Знание своей родословной является неотъемлемой частью человеческой культуры, вне зависимости места проживания, социального положения или этнической принадлежности. Свои родословные составляют и английские дворяне, и обычные жители далекого бурятского села (еще кстати вопрос у кого родословная глубже), кинозвезды и школьники. Ведь идентификация себя и своих предков, это как некий ориентир в современном глобалистком мире.


Но как мы можем искать ответы на эти вопросы? Инструментов не много:


-Семейные легенды. Как правило они серьезно искажают реальное положение дел. И очень часто люди ассоциируют себя только с той или иной родословной линией, никто не хочет быть потом крепостных, но все хотят быть потомками дворян,купцов и казаков.


-Архивные данные. Главный вопрос в доступе к документам их сохранности, умении читать старинный шрифт, глубине доступной информации.


-Краеведческая литература. Она, увы, принципиально не может охватывать всех проживающих на территории но в отдельных случаях сила энтузиастов может быть полезна.


-Антропология. Некоторые черты Вашей внешности могут указать на наличие предков из тех или иных народов, но данный подход не актуален с научной точки зрения (подробнее об этом напишем в следующей статье), однако иногда работает.


-ДНК-генеалогия. Относительно новый метод. Успех зачастую зависит от прогрессирующего количества тестируемых в разных базах данных ( мы располагаем пожалуй одной из самых крупных в России), что повышает шансы на положительный результат. Один только тест на ДНК, может установить родство как отдельных лиц, так и целых групп (например однофамильцев). В своей работе наша компания опирается на две базы данных, одна собрана из популяций по всем правилам научного отбора респондентов (моноэтничность в трех поколениях, не родственники и т.д.) и коммерческую базу которые собрали энтузиасты (они сами структурируют информацию по ним, тестируют своих родных, уточняют им ветви гаплогрупп, создают свои фамильные проекты и т.д.)


И сегодня мы поговорим о ДНК тестах как инструменте в изучении своей родословной. Заодно узнаем насколько % вы относитесь к этносу который считаете своим :))

ТОП-10 вопросов которые Вы уже приготовились задать нам, но мы уже подготовили на них ответы :)


1.Этническое самосознание и гены


2.Принцип наследования Y-хромосомы


3.Принцип наследования мито-гаплогруппы

4.Я получил результаты.Что дальше?


5.У меня гаплогруппа R1a1,это значит я настоящий славянин?


6.У меня гаплогруппа Q/E/G/J/T/О/ etc. это значит что я не принадлежу к тому этносу с которым себя ассоциировал?

7.Если у нас совпадает полностью весь гаплотип с “генетическим собратом” , значит ли что мы родственники?

8. Если у моих родственников и у меня разные гаплогруппы, может ли это быть ошибкой теста?

9. Как быть, если по итогам теста нет генетических кузенов?


10.Чем отличается аутосомный тест и тест на Y-гаплогруппу


Сначала о терминах:


Геном человека - набор молекул ДНК. Изначально можно разделить на две группы: ядерная ДНК и митохондриальная ДНК. Ядерная, как вы уже догадались, находится в ядре, а митохондриальная в митохондриях, которые плавают в цитоплазме клетки.


Хромосома - единичная молекула ДНК.


Ядерная ДНК - представляет из себя 23 пары хромосом, одна из которых половая и будет сильно отличатся от пола организма, а остальные 22 пары называются аутосомными.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

Y-хромосома - одна из двух половых хромосом в системе хромосомного определения пола XY, которая встречается у многих животных, большинства млекопитающих, в том числе человека. Присутствует только у мужчины! Длина Y-хромосомы около 50 млн нуклеотидов.


Гаплотип - группа участков ДНК, наследуемых вместе.


Y-гаплогруппа - группа схожих гаплотипов Y-хромосомы, имеющих общую мутацию, унаследованную от общего предка. Передается вместе с Y-хромосомой - строго по мужской

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

мтДНК- или митохондриальная ДНК. Содержится в цитоплазме клетки. При оплодотворении содержится только в яйцеклетке, а следовательно передается только от матери всем детям. Из-за маленькой длины - 16 тысяч нуклеотидов, и большой количества генов, мутации в ней возникают очень редко.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

Аутосомные хромосомы (аутосомы) - 22 парные хромосомы. Каждая пара примерно одинаковой длины и содержит одинаковые гены. По наследству детям передается по одной из каждой пары от каждого родителя. Из-за непрерывной рекомбинации (обмен одинаковых участков между парными хромосомами), каждая из 22х хромосом, доставшихся нам от мамы, перемешивается с 22мя, доставшихся от папы. Поэтому если ученый выделяет из клетки одну аутосомную хромосому, то он не может точно сказать от кого из родителей она пришла. Своему ребенку вы передаете такие же перемешанные хромосомы, в которых будут примерно в равных пропорциях части генома ваших родителей. Таким образом человек наследует наборы мутаций от всех своих предков.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

Поколение- обычно за поколение считают шаг в 20-25 лет. Таким образом 100 лет= 4 или 5 поколений, но т.к. кто то рождается , а кто то достигает совершеннолетия в самом начале века то около 6 поколений.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

1. Этническое самосознание и гены.


Вопрос в большей степени лежит в плоскости этнографии,этнопсихологии и самосознания. В своих экспедициях при анкетировании респондентов мы всегда записывали ту этническую группу которую озвучивал сам опрашиваемый, какой бы она иной раз фантастической не была. Однако при этом надо понимать два главный тезиса : а)Ваши предки могли влиться из одного этноса в другой, б) с точки зрения генетики Вы сборная солянка всех ваших предков, а не только того кто передал Вам свою Y или Mt гаплогруппу (см. ниже разницу в аутосомном тесте и теста по однородительским линиям). Таким образом Вы тот, кем себя ощущаете, и на языке какого народа думаете. Более того есть даже примеры (ирландцы например) когда народ теряет язык, но не теряет идентификацию.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

А.С. Пушкин многие помнят о его предке арапе Петра Великого, но о том , что по остальным линиям он русский дворянин не помнят :)

Что же изучает генетика?


Наша ДНК состоит из последовательности 4 нуклеотидов - молекул аденина, тимина, гуанина и цитозина, для простоты ученые их обозначают буквами A, T, G и C. Основная задача генетики состоит в том, чтобы “прочитать” (секвенировать) последовательность ДНК - определить порядок в каком расположены нуклеотиды. После “прочтения” получается последовательность длиной около 3 млрд букв. Далее генетики сравнивают эту последовательность с референсным геномом (усредненный геном, составленный из геномов нескольких человек) и изучают отличия - мутации.

1.1 Как часто мы мутируем?


Мутации в ДНК у нас происходят постоянно. Это происходит под влиянием ультрафиолета, природной радиации, свободных радикалов (вредные химические соединения которые встречаются как в парах бензина, так и в жареной картошке), а также при делении клетки, система копирующая ДНК допускает ошибки. Но система восстановления (репарации) умеет находить большинство таких мутации и восстанавливать исходный вид ДНК. Но что случается, если система репарации не находит мутацию? Это зависит от типа мутации и её положения в геноме.


Не вдаваясь в подробности, можно поделить весь геном на экзом и все остальное. Экзом - это как раз те самые инструкции, читая которые, клетка синтезирует белки. Поэтому мутация в экзоме может привести к мутации в белке, что может вызвать серьезную болезнь, например рак. Но мутации могут и улучшить нашу жизнь - как например те, что возникли в гене MCM6, позволяют большинству взрослых европейцев пить молоко. Система репарации особо чутко следит именно за экзомом и старается исправлять в нем все ошибки. Экзом составляет всего около 1% от всей молекулы ДНК. В остальной части ДНК безусловно есть важные элементы, но их длина на порядки меньше экзома, поэтому дальше мы про них забываем. Теперь можем говорить, что мутации вне экзома ни к чему не приводят, а поэтому системе репарации не так важно чутко наблюдать за остальной частью, и мутации там возникают намного чаще.


Мутации бывают: в конкретной позиции ДНК (в таком случае её называют снипом/SNP/однонуклеотидный полиморфизм), удаление или вставка участка днк (тогда их называют делециями или инсерциями соответственно). В ДНК встречаются участки, называемые тандемные повторы - когда одна и та же последовательность повторяется несколько раз. Система копирования ДНК сложно работать на таких участках, поэтому она частенько сбивается и количество таких повторов может увеличиваться или уменьшаться.


Также важно отметить, что мутации о которых будем говорить дольше, должны закрепиться в популяции. Так, если солнечный свет попал на кожу и произошла мутация в клетке кожи, то она никогда не передастся детям. Чтобы эта мутация закрепилась, она должна возникнуть в половой клетке, где система репарации работает особенно бдительно, и только тогда сформированный из нее организм в каждой клетке будет содержать эту мутацию. Например изменение длины на один повтор 18 STR-локусов (участки, содержащие тандемные повторы) происходит в среднем раз в 300 лет. Поэтому если у двух человек отличается один из 18 STR- локусов на единицу, то вероятнее всего, их общий предок жил около 300 лет назад.


2. Принцип наследования Y хромосомы.


Мужская хромосома как я писал выше передается строго по отцовской линии от отца к сыну. В какой то момент в том или ином участке могут появляться мутации. .Более подробно мы расскажем об этом во второй части статьи на реальном примере двух однофамильцев.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

3. Принцип наследования mt-ДНК.


Женская линия передается всем детям от носительницы таковой. Она конечно менее информативна чем Y гаплогруппа по ряду причин, но однако может таить в себе сюрпризы.Например у автора строк дедушка по материнской линии, который корнями из Приазовья, носитель мтДНК линии Y1 (не путать с Y-гаплогруппой), которая характерна для коряков, нивхов, корейцев и некоторых тюркских народов.

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест

4. Я получил результаты теста. Что дальше?


Отлично. Остальное зависит от ваших целей и задач. Скорее всего Вы узнаете свою "корневую" (еще ее называют "кОровой" гаплогруппой) гаплогруппу. Она будет являться родительской по отношению ко всей своей ветви, и ближайшие совпаденцы к Вам будут в пределах от 500 12000 лет. Опираясь на данные теста можно его расширить уточнив ветвь Вашей гаплогруппы или же получить услуги наших генеалогов которые смогут на основании полученной информации построить Ваше родословное древо (если ближайшие совпаденцы будут в пределах наличия бумажных источников). Которое может привести к сюрпризам :)



Продолжение следует...

ДНК-тесты на происхождение и с чем их едят (часть I) Длиннопост, Генеалогия, Генетика, Популяционная генетика, История, Гаплогруппа, Днк-Тест
Показать полностью 9
4312

Я и мой брат дебил

Инбредный белый тигр Кенни очень добрый и по-своему милый парень, но вот мозги у него остались капитально недопечеными, да и других проблем со здоровьем хватает. Его брат Вилли выглядит получше, но на самом деле и у него далеко не всё ок. Такое братьям вышло последствие от близкородственного скрещивания для закрепления рецессивного гена редкой белой окраски.

Я и мой брат дебил Всё как у зверей, Белый тигр, Тигр, Генетика, Селекция, Зоопарк, Мутация, Длиннопост

Все белые тигры, содержащиеся сегодня в неволе, произошли от бенгальского самца по кличке Мохан, пойманного в Индии в пятидесятых прошлого века. Как раз на Мохане заметили, что белая окраска всплывает у потомков только при близкородственнм скрещивании. И пошло-поехало, отец с дочерью, сестры с братьями. За 60 лет такой племенной работы генетический пул белых тигров обеднился настолько, что в фенотипе полезла вот такая вот хрень.

Я и мой брат дебил Всё как у зверей, Белый тигр, Тигр, Генетика, Селекция, Зоопарк, Мутация, Длиннопост
Я и мой брат дебил Всё как у зверей, Белый тигр, Тигр, Генетика, Селекция, Зоопарк, Мутация, Длиннопост
Я и мой брат дебил Всё как у зверей, Белый тигр, Тигр, Генетика, Селекция, Зоопарк, Мутация, Длиннопост
Я и мой брат дебил Всё как у зверей, Белый тигр, Тигр, Генетика, Селекция, Зоопарк, Мутация, Длиннопост

На востоке белый тигр считается символом просветления и долголетия. Кенни умер в возрасте десяти лет, что в половину меньше видовой нормы. Впрочем, он пережил многих своих братиков и сестричек, которые и столько не протянули. Что же касается просветления, его измерить сложнее. Но по крайней мере он был милым, незлобным и люди его любили. Если, конечно, это слово вообще уместно в контексте таких вот селекционных практик.


Пишу сейчас сценарий про одну новую породу кошек, и что-то вспомнилось.

Показать полностью 3
368

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2)

Часть 1

...Ну и ещё один пример того, как мы исправляем дефекты. Вот у мальчика булёзный эпидермолиз, генетическое заболевание которое приводит к тому, что кожа покрывается язвами, она часто инфицируется чем-то и обычно люди не очень долго с этим живут. И считалось, что заболевание неизлечимое.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Но вот научились делать следующее. Берут клетки кожи, пересаживают их в пробирку, там их генно-модифицируют, исправляют генетический дефект, а затем эти клетки размножают, получают пласты кожи, наклеивают обратно на тело человека. И вот мальчик которого вылечили таким образом, он теперь играет в футбол и вообще доволен своей жизнью.


Ну и очень кратко (у меня осталось три минуты) блиц разбор мифов о ГМО, потому что без этого никак нельзя.


МИФЫ 6-12. О ГМО


Вот это всё неправда, ГМО это не еда, которая вас съест.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Вот в левом верхнем углу: не получают ГМО впрыскиванием чего-то в яблоко. Следующая картинка — это фотошоп. В нижнем углу — это паразиты вызывают такие аномалии в развитии у лягушек, плоские черви. А в правом нижнем углу — это не генномодифицированный бык, а бык полученный селекцией. То есть он натуральный эко/био всё что угодно.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

И вот этот бык — он на самом деле иллюстрирует очень важную, на мой взгляд, мысль. Вот видите — эта мышка накачанная, которую я уже показывал в начале, она генно-модифицированная, в лаборатории сделали мутацию. А бык, он как бы натуральный: совершенно неважно, каким образом была получена мутация. Была это ошибка ДНК-полимеразы, было это вирусом — или было это последствием работы генного инженера. Важно лишь к чему эта мутация приводит. И поэтому любые рассуждения о том, что ГМО — это что-то опасное или страшное – это глупость, потому что ГМО — это несуществующий в биологии класс объектов. В биологии есть мутанты, они бывают разные, и поэтому причина мутации совершенно неважна. Важно лишь как этот организм устроен, какие у него есть гены и как они работают.


Ну и иногда так получается, что более классические методы выведения организмов, типа селекция, приводят к тому, что у нас мутаций больше, чем их могло бы быть при генной инженерии. Когда селекционеры выводили кукурузу, они хотели, чтобы кукуруза была большой, урожайной и вкусной.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

И они брали дикую кукурузу, отбирали ее много много поколений. Прошли столетия, получили вот эту огромную дылду. Но они не обладали знанием о том, какие гены меняются у этого организма, как меняется состав по каждому микроэлементу или каждому веществу, которое в этой кукурузе есть. И оказалось, что в процессе отбора обычной кукурузы сломался один из генов. Важный для синтеза жирных аминокислот. Это потом узнали, когда появились методы чтения ДНК, и решили: а давайте мы это исправим. И получили генно-моифицированную кукурузу, в которой просто исправили ген, который сломался в процессе селекции. При селекции гены меняются очень часто, и мы можем это исправлять. А генная инженерия — это более аккуратный метод, который позволяет нам вносить мутации более точно и в меньшем количестве и с меньшим количеством непредсказуемы последствий.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Ну и возникает такое желание сказать, что всё таки большинство мутаций – это что-то нехорошее, лучше бы не было мутаций.


МИФ 13. ЛУЧШЕ БЫ МУТАЦИЙ НЕ БЫЛО


Если бы не было мутаций, то не было бы рака, это было бы здорово. Но с другой стороны, если бы не было мутаций, то не было бы и нас с вами, потому что всё то разнообразие живых организмов, которое существует сейчас — это продукт эволюции.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

А для того, чтобы была эволюция, должно существовать генетическое разнообразие — и именно мутации его создают. Не было бы мутаций, не было бы нас, поэтому мы все мутанты и можем этим гордится.


Если вам интересно подробнее прочитать по теме генной инженерии, то я написал книгу, которая называется «Сумма биотехнологий», и за лучший вопрос я эту книжку кому-нибудь вручу. И помимо этого, может кто то слышал мои лекции на предыдущих форумах — я рассказывал в основном не про биологию, или про биологию в очень узком ключе, связанную с паранормальным. Я впервые анонсирую новую книжку, которая ближе к тематике моих предыдущих выступлений. И вы впервые увидите обложку, она называется «Защита от темных искусств, путеводитель по миру паранормальных явлений».

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО (часть 2) Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Спасибо за внимание.


Организатор форума: ANTROPOGENEZ.RU

VK, Facebook, Telegram

Показать полностью 7
201

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО

Александр Панчин — биоинформатик, к. б. н., лауреат премии «Просветитель» за книгу «Сумма биотехнологии». Доклад прозвучал 11.02.2018 г. на Форуме «Ученые против мифов-6» в Санкт-Петербурге. Авторы стенограммы: Дарья Третинко, Георгий Соколов.

МИФ 1. СУПЕРГЕРОИ МУТАНТЫ


Представьте себе, что вы попали в аварию, врезались в грузовик, который перевозил радиоактивные отходы, вы извалялись в этой радиоактивной жиже, и уже чувствуете изменения в своём теле, и думаете: «Сейчас я стану супер-героем!». Или супер-мутантом, одна из версий, которые часто показывают в кинематографе или в компьютерных играх. Но должен вас разочаровать, что всё будет немножко не так. Если вы смешаетесь с некоторой условной радиоактивной жижей, источником радиации, то у вас, в ваших клетках будут накапливаться мутации и некоторые из этих клеток, как доблестные самураи дабы не вызвать у вас рак, покончат жизнь самоубийством. Если этих клеток будет очень много, то вы умрёте. А если этих клеток будет очень мало, то через некоторое время вы умрёте от рака. Это печальная история, предостерегающая вас: не пытайтесь стать черепашками нинзя.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Но могут быть более аккуратные, более тонкие вмешательства в ДНК, которые позволят вам стать другим супер героем, ну например человеком пауком, которого укусил радиоактивный паук. У него была явно меньше доза радиации. Или, например, что-то более актуальное — если вас укусит генно-модифицированный комар, это то о чём сейчас переживают жители штата Флорида. Потому что там есть план выпустить генно-модифицированных комаров, которые не оставляют потомства, они будут скрещиваться с самками, самки потомства не оставят и в итоге все комары, которые разносят вирус Зика, все вымрут и будет замечательно. Ну вот люди бояться того, что их покусают комары, боятся того, что видимо они станут человеком-комаром. Но, опять же, так генная инженерия к счастью или к сожалению не работает, ничего с вами от этого не случится.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Но, правда, учёные смогли сделать козу-паука. Это не совсем правильная фотография, в том смысле, что коза-паук ничем внешне не отличается от обычной козы. Но у паука есть ген, который кодирует белок паутины. Паутина — прочный и лёгкий материал, прочнее и легче, чем кевлар, из которого делают бронежилеты. Из него можно делать ещё и биоразлагаемые нити. Паука вы особо не надоите, а вот из козы получите в молоке большое количество этого белка.


Именно это сделала канадская компания Nexia. Это вполне себе реальность, может быть когда-нибудь до человека-паука тоже дойдут. С невероятным Халком немного попроще ситуация, потому что генные инженеры уже проделали половину этого пути.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Есть вот такие замечательные зелёные кролики, правда они зелёные только в условиях освещения ультрафиолетом: в них есть флюоресцентные зелёные белки из медуз и поэтому они будут не всегда зелёными. И есть вот такие супер-накачанные мышки, у них есть мутация в гене, который ограничивает рост мышечной ткани, поэтому они будут накачанные не только когда злятся, а постоянно, поэтому с двумя вот этими ограничениям мы уже в общем-то близки к получению Мега Халка, он будет постоянно накачанный, но не всегда зелёный.


Ну, а что касается циклопа, то вопрос о том, можно ли стрелять лазерами из глаз это скорее вопрос к физикам.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Но в принципе в природе циклопы встречаются, вот овечка-циклоп и, глядя на нее, вы сразу думаете, либо это жертва каких-то злобных экспериментов учёных, либо она побывала в Чернобыле. Но прикол в том, что это даже не мутант.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Всё что делала эта овечка, точнее даже не она, а её мама, это ела натуральную, без ГМО эко-био травку. В этой натуральной травке есть вещество, оно называется «циклопамин» и оно подавляет работу одного гена. Не мутирует, просто подавляет его работу и если это происходит в процессе развития организма, то есть когда он развивается в утробе матери, то тогда возникает такой дефект. Но в принципе тот же самый дефект можно сделать и с помощью мутации.


И были эксперименты на мышах, когда им выключали этот ген (этот ген называется Sonic Hedgehog или «ёжик Соник», если переводить на русский) и это приводит вот к такой мутации. В общем мутации – это изменения ДНК. Изменения нуклеотидной последовательности ДНК. И я кратко напомню, что вообще такое ДНК.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Вот у нас есть ДНК, двойная спираль, молекула передающая наследственную информацию. ДНК присутствует в наших хромосомах, а хромосомы находятся в ядрах наших клеток, клеток у нас триллионы, поэтому, на самом деле, у нас в каждой клетке есть полный набор ДНК. За исключением некоторых отдельных типов клеток эритроцитов, или тромбоцитов, где ядра нет. Молекула ДНК представляет собой двойную спираль, и каждая из двух цепочек молекулы ДНК – это полимер, это такой текст, состоящий из четырёх типов букв или нуклеотидов. На химическом языке они называются аденин, тимин, цитозин, гуанин, А, T, C и G. И эти нуклеотиды в двойной спирали расположены всегда таким образом, что А стоит напротив Т, а G стоит напротив С. Это называется принцип комплементарности, и это правило позволяет молекуле ДНК удваиваться. Она должна удваиваться каждый раз перед тем как клетки поделятся. И вот двойная спираль разделяется на две одиночные нити и дальше напротив А ставится T, напротив G ставится С и получаются две идентичные молекулы ДНК. Почти идентичные, потому что ещё будут в этом процессе возникать некоторые мутации. И дальше у вас есть, как на слайде, некоторые хромосомы, и есть некоторые участки, такие как бы параграфы в этом большом длинном тексте, которые мы называем генами.


Чаще всего мы называем генами те участки ДНК, что кодируют белки. Белки бывают очень разными. Вот например, есть белок, какого-нибудь зрительного пигмента. И если у вас есть такой белок, и он определённого вида, то у вас будут карие глаза, как у меня, а если у вас другой белок или этого белка нет, то у вас будет другой цвет глаз. Другой пример: может быть белок, который осуществляет какую-нибудь ферментативную реакцию в вашем теле, например превращает этанол в ацетальдегид, или ацетальдегид в уксусную кислоту, конечный продукт метаболизма этанола. И в зависимости от того какой у вас будет вариант гена, кодирующего тот или иной фермент, вы будете либо очень быстро напиваться, либо медленно, у вас будет разная степень похмелья.


Ну и третий пример того, что может сделать белок. Есть белки, которые регулируют работу большого количества генов. То есть они сами связываются с ДНК и говорят: вот эти гены сейчас будут работать, а вот эти гены сейчас работать не будут. В зависимости от условий, от того где клетка сейчас находится, в какой части тела она находится, такие гены могут регулировать процесс развития. То, что вы видели с геном «ёжик Соник», это такой ген регулирующий развитие. Вот некоторые другие примеры: ген Антеннапедия, мутация в нём приводит к тому, что у мухи дрозофилы вместо антенн вырастают ноги на голове.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Или, есть, например такой ген, который называется Pax6. Он по сути говорит клеткам, что вы находитесь в глазу и вам нужно превращаться в клетки глаза. Если этот ген не работает, то у самых разных организмов — от мухи дрозофилы и до человека — это приводит к нарушениям развития глаза.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Сейчас я кратко покажу вам, как читают последовательности ДНК, для того, чтобы узнать где возникли у кого-то мутации.

Вот берут нуклеотиды четырёх типов, и к каждому приделывают метку своего цвета, вот это ДНК-полимераза, фермент, который удваивает молекулы ДНК. Всё происходит здесь, также, как происходило бы в клетке. ДНК-полимераза берёт, хватает нуклеотиды и присоединяет один к другому в растущей цепочке молекулы ДНК, то есть одноцепочечную молекулу превращает в двухцепочечную. Единственное чем отличается данная система от того, что происходит при делении клетки, здесь эти метки присутствуют, но эти метки ни на что не влияют. Так вот, эту ДНК-полимеразу помещают в очень узкий объём такого фотодетектора, куда постоянно залетают эти самые нуклеотиды с этими разными метками, но залетают очень ненадолго и практически не засвечивают этот фотоэлемент. Но если залетает правильный нуклеотид, который сейчас нужно присоединить, то есть С напротив G, или А напротив Т, тогда фермент ДНК-полимераза (тоже белок) хватает этот нуклеотид и удерживает его. Если раньше у нас возникал просто такой «шум» и залетали нуклеотиды ненадолго и немножко засвечивали фотоэлемент, то теперь, если залетает правильный нуклеотид он засвечивает надолго, и вы видите такую вспышку оранжевым — это он присоединяет С. ДНК-полимераза его долго держит, и это время нужно для того, чтобы произошла химическая реакция и нуклеотид присоединился к растущей цепочке ДНК. Дальше нуклеотид присоединяется, а метка отваливается и уплывает и всё повторяется заново. То, что вы сейчас видите — ровно это и происходит с очень высокой точностью. То, что происходит внутри наших клеток, когда они удваивают свою ДНК. Но вот такой же подход, чтение ДНК в реальном времени, позволяет нам узнать, каков этот генетический текст: у меня, у вас, у кого-то ещё в приборе. В данном случае это прибор компании Pacific biosciences, это не самый распространённый метод чтения цепочки ДНК, но самый легко иллюстрируемый.


Так вот. Уже из того, что я сказал, можно подойти к следующему мифу.


МИФ 2. МУТАЦИИ НЕ СЛУЧАЙНЫ


Мутации не случайны, есть какой-то план, где говорится, где должны возникать те или иные мутации. Вот пример свежей новости. Вышла статья в научном журнале, его немножечко переврали журналисты издательства Хайптэк… ой, то есть ХайТэк :-)

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Заголовок: В ДНК обнаружен квантовый таймер мутаций. Там написано, что мутации не случайны, по данным этого исследования. Если вы возьмёте оригинальную публикацию, там нет ни слова ни про квантовые, ни про случайные, ни про таймер, а на самом деле там показано вот что:

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Вот посмотрите на верхние две картинки, вот это буква А напротив Т и буква С напротив G. Это то, как должно быть в нормальной двойной спирали ДНК, а это собственно структура этих нуклеотидов. И у каждого из этих нуклеотидов есть типичная форма, а есть нетипичная форма, то есть таутомер, изомер. То есть химическая структура та же, но, например, протон может перескочить из одного места в другое. Вот если посмотрите на Гуанин на рисунке Б (левый ряд, вторая сверху картинка) то вы можете заметить, что вот там тоже буква G, водород перебежал от азота на синенькую. Посмотрите, перебежал от азота к кислороду из-за этой таутомерной формы, которая может спонтанно образоваться в клетке. Этот нуклеотид G может взаимодействовать с Т, также как он взаимодействовал в норме с С, то есть возникает неправильное спаривание двух нуклеотидов. Этот механизм мутогенеза предполагался уже очень давно, но вот недавно было доказано, что «да» — этот механизм работает и он является одним из существенных факторов для возникновения мутаций. Когда мы говорим о том, что мутации случайны, это значит ровно следующее: мутация может произойти где угодно, в любом участке этого текста. Вот у вас есть некоторые текст – геном, и опечатка может появится где угодно. И второе: что мы не можем в общем-то предсказать, где она возникнет.


Но это не значит, что вероятность всех мутаций абсолютно одинакова. Какие-то мутации происходят чаще, чем другие. Вот один из классических примеров очень часто возникающих мутаций, в частности у человека.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Вот есть контекст, слово СG: цитазин, за ним идёт гуанин. Так оказывается, что в клетках СG часто подвергается некоторой химической модификации с помощью специального фермента, который приделывает к этому С метильную группу: CH3, вот вторая картинка, он превращается в 5-метил-цитозин. И этот 5-метил-цитозин по своей химической формуле достаточно похож на Т-тимин, другой нуклеотид, и часто возникает спонтанная химическая реакция при которой этот 5 метил цитозин превращается в тимин. Поэтому во много раз увеличена вероятность мутации СG в ТG. А этот фермент, который приделывает эту метильную группу, он на самом деле не хочет вызывать мутации. Он просто пытается регулировать работу генов. Если где-то участок ДНК заметилирован с помощью этих CH3 групп, тогда ген может выключиться, в некоторых случаях. Вот мы с коллегами изучали, есть ли другие контексты, которые влияют на вероятность мутации у человека. И оказалось, что есть.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Мы нашли шесть штук, например T в С чаще мутирует в контексте АТАG. А почему это происходит — мы уже не знаем. В первом случае механизм известен, во втором – нет. То есть в принципе те нуклеотиды, которые находятся в молекуле ДНК рядом с определённым нуклеотидом, могут повлиять на вероятность мутации в этом нуклеотиде.


МИФ 3. МУТАЦИИ МОЖНО ИЗБЕЖАТЬ


Третий миф заключается в том, что если мы не будем бегать по Чернобылю, если мы не будем есть канцерогены, то тогда у нас мутаций не будет. Короткий ответ такой: мутации возникают неизбежно, потому что есть просто спонтанные мутации. Есть ошибки удвоения ДНК: когда ДНК полимераза прикрепляет каждый последующий нуклеотид ДНК, иногда она присоединяет неправильно — некоторые механизмы я уже описал. Есть ферменты, которые умеют чинить ДНК, но они тоже не безупречны, иногда они «исправляют наоборот». Вот у вас возникла какая-нибудь мутация, допустим С поменялось на Т, и у вас в одной цепи стоит С, в другой Т, и механизм починки не знает: это С напротив G должно быть, или А напротив Т? И он «лепит» один из двух вариантов. И иногда это будет неправильный вариант.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Есть, тем не менее, химические мутагены. Всякие вещества, которые увеличивают вероятность мутаций. Если вы не будете загорать, то вы будете меньше подвержены УФ излучению, и поэтому у вас будет меньше вероятность рака кожи. Есть вирусы, которые умеют встраивать свой наследственный материал в ДНК наших клеток — это тоже источник мутаций. Ну и избежать можно разве что каких-нибудь генных инженеров: не давать им себя генно-модифицировать. Вирусов тоже в некоторой степени можно избежать, если вы будете сидеть в стерильном боксе и никого к себе не подпускать, чтобы на вас не чихнули. В некоторой степени можно меньше загорать и не употреблять какие-нибудь мутагены, например курение увеличивает риск рака лёгких. Потому что там есть вещества, которые способствуют развитию мутаций. Но источники мутации — они, в общем-то, неизбежны.


На практике это происходит следующим образом: в каждом поколении у людей возникает, например, от 40 до 80 принципиально новых мутаций, которых не было ни у мамы, ни у папы. На самом деле ничего страшного в этом нет, потому что большинство из этих мутаций ни к чему не приводит, и это очень маленький вклад на фоне размеров всего нашего генома. То есть представьте себе: у вас текст на три миллиарда букв и при каждом копировании этого текста — 40-80 опечаток. Ну в принципе можно пережить. Откуда мы вообще знаем, сколько мутаций возникает?

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Потому что были работы, когда брали и читали геном мамы, папы и ребёнка, и таких троек брали много, и смотрели — где там мутации возникли? И ещё оказалось в этом исследовании, что если отец более пожилой, то у его ребёнка будет больше мутаций. А, если мать более пожилая, то это почти не сказывается на количестве мутаций… Почему? Потому что у женщин яйцеклетки уже все сформированные, к определённому возрасту, и они больше не появляются, а у мужчин постоянно происходит сперматогенез и предшественники половых клеток постоянно делятся. И чем вы старше, тем больше делений произошло в ваших клетках, а как мы уже знаем — деление клеток является существенным источником новых мутаций.


Аналогично нельзя избежать, к сожалению, тех мутаций, которые возникают в обычных клетках нашего тела и потенциально могут приводить к онкологическим заболеваниям. В принципе большинство мутаций, которые происходят в обычных клетках, ни к чему не приводят. Но из-за того, что клеток очень много (у нас триллионы клеток), какая-то клетка может получить ту нежелательную мутацию, из-за которой она потенциально может стать предшественником раковой клетки, а потом уже и раковой клетки. И у нас есть механизмы, которые защищают клетки от того, чтобы они становились раковыми. Есть специальные гены, кодирующие специальные белки, они их отслеживают: вот накопила клетка повреждения ДНК, если накопила критическое количество, то тогда механизм запускается, который говорит клетке «убей себя». Это называется запрограммированная клеточная смерть или «апоптоз». Поэтому очень многие раковые заболевания у людей связаны с тем, что сначала портится этот механизм клеточного самоубийства, а уже потом начинают накапливаться другие мутации. И запускается эволюционный процесс: те клетки, которые в силу каких-то мутаций более активно размножаются, дают больше потомства, они получают эволюционное преимущество над другими клетками. И дальше у их потомков возникают другие мутации, а из них отбираются те, которые ещё более активно делятся. Потом в какой-то момент возникают метастазы и это всё может привести в итоге к смерти. Интересно, что в некоторых случаях вот такие клетки, супер-раковые клетки, «мегаприспособленные», учатся преодолевать границы одного тела и могут перескакивать с одного организма на другой. Это инфекционные раки. Их известно не очень много, например вот этот.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

У тасманийского дьявола есть рак, который передаётся через укусы. Похожий пример известен и у собак. Называется «венерическая саркома собаки». Этот рак передающийся половым путём. Сразу хочу всех успокоить: у людей инфекционных раков пока не обнаружено. Поэтому можно не переживать. Но в природе такое бывает.


МИФ 4. НЕ БЫВАЕТ ПОЛЕЗНЫХ МУТАЦИЙ


Дальше. Все мутации о которых я говорил, они были в основном какие-то неприятные. Рак, или глаз лишний, глаз недостающий или ещё что-то в этом роде. Но на самом деле — есть достаточно много примеров мутаций, которые достаточно полезные. И начну я с примера неслучайной мутации, которая происходит у каждого из нас, точнее в большом количестве происходит у каждого из нас при формировании иммунной системы.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

У нас есть 20000 генов примерно, и соответственно у нас должно было быть 20000 разных белков. А на самом деле у нас только разных антител миллион. Белков, которые связывают самые разные молекулы на поверхности бактерий, вирусов, позволяют нам отличать чужеродные патогены внутри нашего тела, позволяют их связывать и впоследствии их уничтожать. Откуда берётся миллион разных антител? Потому в предшественниках клеток иммунной системы есть запрограммированный механизм такого специального мутагенеза. Он называется – рекомбинация. Это когда некоторые участки ДНК нарезаются, сшиваются вместе, комбинируются, образуются принципиально новые гены. И вот так у разных клеток иммунной системы образуются свои гены, образующие разные антитела. Ну, это такая экзотика, а в реальности, когда мы говорим про мутации, которые происходят у разных организмов и передаются из поколения в поколение, то тоже можно привести некоторые интересные примеры. Ну, нам всем ближе люди, поэтому я буду говорить о полезных мутациях у людей, например есть такой ген, называется FoxO3A.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Этот ген кодирует некоторый белок, который регулирует работу большого количества разных генов в клетке. Так получается, что когда этот белок работает чуть более активно, а это бывает в силу некоторой мутации в этом белке, то у нас запускается работа многих генов, которые помогают клетке избегать самых разных повреждений. Люди, у которых есть определённый вариант этого гена FOXO3A, имеют намного больше шансов стать долгожителями, то есть прожить больше 80-ти лет. Поэтому, если вы обладаете носителем такой мутации, то я вас поздравляю. Второй пример, у наших далёких предков с возрастом возникала проблема с усвоением молока – лактозная нетолерантность. Потом, с развитием животноводства, оказалось, что полезно всё-таки уметь усваивать молоко, и поэтому начали закрепляться мутации, которые позволяют людям во взрослом возрасте усваивать молоко. И сейчас таких мутантов среди нас полно.


А третий пример из Африки. ВИЧ убивает людей, но у некоторых людей есть мутация, которая делает так, что ломается белок, с которым ВИЧ взаимодействует, для того, чтобы проникнуть в клетку иммунной системы. И в этом случае человек не заражается ВИЧ, или имеет сильно ниже вероятность заразиться. Появляются устойчивые к ВИЧ люди, тоже такие мутанты. И четвертый пример, есть такой синдром, называется синдром Жильбера, при котором повышается уровень билирубина в крови. Это может приводить к некоторым нежелательным эффектам, типа нарушение пищеварения, особенно после переутомления. Но оказывается, что людей с таким дефектом почему то реже умирают. И я недавно узнал, что у меня есть такая мутация, и я обрадовался. Вообще то, что мы реже умираем, это, конечно не точно, но есть исследования в пользу этого.


Другой пример принципиально важных мутаций, играющих важную роль в эволюции, это дупликация генов — и я проиллюстрирую их на примере слонов.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Вот слоны они очень большие, соответственно их клетки очень много делились, они ещё очень долго живут. Возникает вопрос: почему они все не превратились в гигантскую раковую опухоль? Клетки-то ведь много делятся. Но оказывается, что у них тот ген, который говорит клетке “убей себя”, если накопились мутации, он удвоен, он присутствует в лишней копии. Это значит, что нужно больше мутаций для того, чтобы вывести из строя программу самоуничтожения клеток. И это снижает риск развития рака и компенсирует большое количество деления клеток у слона.


Вот точно также дуплицироваться могут другие гены. Например, есть какой-нибудь ген, отвечающий за какой-нибудь фермент. Фермент, который проводит какую-то важную химическую реакцию. Если этот ген поломается, то этого фермента у вас не будет и вы будете не жизнеспособны. А теперь представьте себе, что ген дуплицировался, в этом случае одна копия может оставаться неизменной, а другая может подвергаться мутагенезу и эволюционировать. Очень часто за счёт таких дупликаций возникают новые варианты каких-то генов, не с нуля, а на основе чего-то, что было раньше. Это очень важный механизм в эволюции, и мы с коллегами тоже изучали, насколько это играет роль в эволюции генома человека.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

И оказалось, что у людей много примеров, когда гены дуплицировались — ну не у нас, а у наших предков — и эти дупликации приводили к тому, что в итоге одна копия не менялась, а другая накапливала большое количество изменений и предположительно меняла свою функцию.


Исправление дефектов в ДНК это тоже в общем-то мутации. Как странно это бы не звучало. И генная инженерия часто занимается именно этим. Не вносит даже новые мутации, а исправляет старое. И самый известный пример — это использование системы CRISPR/Cas9 для того, чтобы редактировать ДНК людей.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Была история, когда китайские учёные генно-модифицировали человеческие эмбрионы, для того чтобы устранить некоторый генетический дефект. Пока что ГМО-людей никто не получил, но в перспективе можно будет какие-то дефекты исправлять. А вот эта технология CRISPR/Cas9 была украдена учёными у бактерий. У бактерий есть система противовирусной защиты, которая очень похожа на компьютерный антивирус. Вот есть вирус, он впрыскивает свой наследственный материал в клетку бактерии, и иногда это приводит к инфекции. Иногда бактериальная клетка погибает, размножает вирусы и так далее.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

Но иногда бактерия берёт и кусочек ДНК этого вируса сама встраивает в специальное место своего генома, которое называется CRISPR-кассетой. Это такое пополнение противовирусной базы данных, и вот здесь находятся маленькие фрагменты разных вирусов. С которыми бактерия или её предки сталкивались на протяжении своей эволюционной истории. Затем бактериальная клетка может производить маленькие копии РНК, не ДНК, одноцепочечные копии вот этих вот вирусных фрагментов. А затем с помощью этого специального белка Cas9, с помощью такого полицейского (он такой полицейский, который по отпечаткам пальцев ищет преступников), этот белок берёт такую маленькую затравочку и по ней ищет полноразмерные вирусные частицы. И их разрезает.

И вот как это примерно выглядит в атомно-силовом микроскопе. Вот эта штука жёлтая — это белок Cas9 разрезает ДНК, вот эта ниточка — это ДНК, и сейчас она отрежется и поплывёт. Вы увидели, как это происходит в природе, это не выдумки учёных, которые скрывают что-то. Этот противовирусный иммунитет бактерии можно перенести, например, к растениям или даже к клеткам человека. В случае с растениями — получали растения, устойчивые к некоторым вирусам, потому что у них есть бактериальная система противовирусного иммунитета. Которая им просто меняют эти затравочки, чтобы они распознавали не вирусы бактерий, а вирусы растений. И тоже самое можно сделать (и уже было сделано в пробирке) для ВИЧ. ВИЧ встраивает свой наследственный материал в клетку иммунной системы человека, а мы туда вносим такие «молекулярные ножницы», и это в будущем может стать перспективным подходом в борьбе с этой инфекцией.

Мифы о мутациях: от человека-паука до ГМО Антропогенез, Ученые против мифов, Александр Панчин, Генетика, Мутация, ДНК, Наука, Видео, Длиннопост

К сожалению у нас снова закончились блоки, но не отчаивайтесь, ссылка на вторую часть поста скоро появится здесь, а самые нетерпеливые могут дочитать эту стенограмму в нашем паблике ВК

Показать полностью 22 2
77

Немного про генетические болезни, мутации и о том, как они проявляются

В последних постах про генетические болезни вы могли прочитать о том, что если у папы есть ген (или же аллель), несущий в себе информацию о болезни, и у мамы есть такой же, однако в это же время у них есть и по нормальному аллелю, то из 4 детей 1 будет абсолютно здоровым, 2 будут носителями, а 1 будет иметь заболевание.
Чисто статистически это, конечно, так, но в генетике всё намного сложнее. Есть несколько факторов, которые меняют это соотношение


1) Пенетрантность
Любая мутация рецессивная или доминантная не всегда проявляется. В первую очередь это зависит от генного окружения. Возьмем ситуацию описанную выше. Допустим родился ребенок, у которого оба аллеля мутатные, то есть по ним он болен. Однако почему-то болезнь не проявляется и ребенок здоров. Восхваляем господа, переходим к следующему пункту и идем молиться в церковь. Что же произошло? А дело в том, что у мутации есть шанс на проявление. Это и есть пенетрантность. В общем случае если мутация рецессивная, но проявиться у неё шанс лишь 50%, у такого ребенка шанс родиться был не 25%, а 25%*50% = 12,5%. Например, полидактилия имеет пенетрантность 80%.

В общем виде - При полной пенетрантности аллеля при наличии двух аллелей с мутацией признак наблюдается у всех особей в популяции. При неполной пенетрантности признак наблюдается не у всех особей.


2) Экспрессивность

Еще одно понятие, которое тесно связано с генным окружением - экспрессивность. Экспрессивность - это то, с какой силой проявляется влияние данного гена на внешних признаках. То есть если мы возьмем двух людей с одинаковой болезнью, допустим гипертрихоз (оволоснение ушной раковины и мочки у мужчин), он, кстати, сцеплен с Х хромосомой, то у одного проявление этой болезни будет практически незаметным, как будто её нет, а у второго будет полный набор - полностью волосатая ушная раковина и мочка. Несправедливость :(

Наглядная картинка, взятая из инета.

Немного про генетические болезни, мутации и о том, как они проявляются Генетика, Генетика человека, Мутация, Длиннопост

3) Эпистаз

Если говорить простым языком, то при этом явлении один ген, имеющийся в геноме, подавляет проявление другого гена. Это взаимодействие двух неаллельных генов, то есть они не находятся в одном и том же месте на хромосомах и отвечают за абсолютно разные признаки. Перейдем к простому примеру. Допустим у нас 2 человека, у обоих из них по генотипу глаза должны быть голубого цвета. Однако у одного они карие, а у второго - зеленые. В обоих случаях какой-то ген, находящийся далеко от гена цвета глаз в геноме, повлиял на этот цвет глаз и он изменился. Особенностью таких отношений является то, что со временем из-за стресса или других причин эпистатический ген, то есть тот, который подавляет проявление, может просто потерять контроль над контролируемым геном и признак проявится так, как ему положено генами, спустя много-много лет.


4) Комплементарность

Хороший пример для этого явления - определение слуха у человека. За него ответственны сразу несколько генов, однако гомозиготное состояние хотя бы одного из них может привести к наследственной глухоте. То есть если отец ААВВ, то он глухой, мать аавв, она тоже глухая, однако все дети в этой семье будут слышать, так как их генотип АаВв. Проявление признака при сочетании двух доминантных аллей разных генов (тут у детей это А и В) и называется комплементарностью.


5) Полимерия

Иногда за проявление генов отвечает не 1 ген, а 5, 8 или даже больше неаллельных генов. Классический пример - цвет кожи человека. За него отвечают 4 гена, эффект от их взаимодействия кумулятивен. То есть чем больше доминантных генов, тем темнее цвет кожи. Картинка просто для примера, надеюсь меня не запишут в расисты из-за этой картинки.

Немного про генетические болезни, мутации и о том, как они проявляются Генетика, Генетика человека, Мутация, Длиннопост

6) Плейотропное действие генов

Иногда вообще от одного гена зависит сразу огромная куча признаков. Самый распространенный пример, как по мне, это ген, обуславливающий рыжий цвет волос у человека. Кроме того, что этот ген делает волосы такого необычного цвета, так в довесок у этих людей более светлый тон кожи и веснушки. И всё это один ген. Пример посложнее - арахнодактилия, вызываемая доминантной мутацией, проявляется одновременно в изменениях пальцев рук и ног, вывихах хрусталика глаза и врождённых пороках сердца.

Один ген, и столько проявлений.


Как вы могли понять, генетика это не всегда законы, базирующиеся только на законах Менделя.

Он, кстати, сам очень сильно об неё обжегся. Когда он работал с горохом - ему сильно повезло, так как с наследованием у него всё просто - по одному гену от родительских растений и простая их комбинация, никаких отклонений, расщепление при скрещивании гетерозигот 1:2:1. После гороха Мендель начал работать с ястребинкой - небольшим растением с маленькими цветками, чтобы повторно доказать свои законы. Однако сколько бы он не бился - никаких успехов это не принесло и результаты, полученные на горохе, не подтвердились. Можно было подумать, что его успех был случаен, однако спустя многие годы выяснилось, что развитие семян у ястребинки происходит без оплодотворения, чего Мендель знать не мог.


Существует еще огромная куча эффектов, из-за которых нарушается наследуемость и проявление болезней, соматический кроссинговер, эктопические рекомбинации, гены драйверы в яйцеклетках, однако они очень редки, если вас заинтересует, то расскажу о них позже.

Показать полностью 2
638

Почему мы до сих пор не сгинули от мутаций?

Вопрос читателя: Давно читаю ваш ресурс, спасибо огромное за ваши мероприятия и работу, дышится легче и узнаю много нового. Мой вопрос наверное банален, я тут прочитал данную статью на элементах. И потом мне на глаза попалось такое мнение: (полная цитата) «Абсолютно каждый новорожденный человек несет в своем геноме в среднем 70 новых мутаций. Раньше думали, что это не так уж много, потому что всего полтора процента нашего генома кодирует белки: есть вероятность, что из 70 мутаций ни одна вообще не попадет в жизненно важную область. Но теперь выясняется, что функционально значимы не менее 10% всего генома человека. И это значит, что каждый новорожденный несет около семи новых мутаций, которые потенциально вредны. Даже самый консервативный расчет показывает, что никакой отбор не успеет удалить такой мутационный груз: наш вид обречен сгинуть под ним всего за десяток поколений. И, кстати, плодовая мушка дрозофила сгинет тоже, потому что у нее похожая статистика, хоть ее и не так жалко, как нас.

Тем не менее, пока не сгинули ни мы, ни мушка. А значит, во всей этой истории с мутациями и отбором есть какая-то ошибка».


Не могли бы вы прокомментировать данное распространённое мнение. Мои малозначительные и неуверенные догадки, что можно ответить в таком случае таковы: мутация в каком-то гене не обязательно плачевно влияет на какую-то жизненно важную функцию, то есть есть может измениться уровень экспрессии гена, переключиться какой-то триггер, важны не только белки которые требуются для какой-то внутренней химии, например фактор транскрипции может опять же изменить реакцию организма на какой-то стимул, всё это слегка модифицирует реакции организма, а не приводит к его смерти или бесплодию. Кроме того, мутации разбросаны не хаотично по хромосомам, некоторые области активно тасуются, а какие-то консервативны и активно восстанавливаются. Как-то так. Но может я не прав.


д. б. н., ведущий научный сотрудник лаборатории анализа генома Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН Светлана Боринская: Все генетические различия между людьми возникли в результате когда-то произошедших мутаций. Они прошли отбор в поколениях. Вредные мутации отсеиваются отбором - чем вреднее, тем быстрее.


Вновь появившиеся мутации могут быть как нейтральными, так и вредными. Некоторые оказываются полезными. Вредность или полезность зависит от условий среды.

Отбор начинается с момента формирования половых клеток. Часть сперматозоидов нежизнеспособна и имеющиеся у него мутации, и в том числе те, которые делают его нежизнеспособным, включая как старые, так и новые, никому передать не может. Отбор происходит и при созревании яйцеклеток.

После зачатия отбор продолжается. Есть оценки, показывающие, что около половины беременностей спонтанно прерывается (значительная часть на ранних этапах), если зародыш имеет несовместимые с развитием нарушения. Если остановка развития происходит на ранних этапах, в первые недели, то женщина этого может даже не заметить.

Почему мы до сих пор не сгинули от мутаций? Антропогенез, Антропогенез ру, Гены, ДНК, Мутация, Естественный отбор, Наука, Длиннопост

Рис. 1


Среди родившихся детей отбор продолжается. Дети с тяжелыми наследственными нарушениями погибают в первые годы жизни. Раньше детская смертность достигала 60%, и в этом тоже большой вклад отбора. Погибшие при катастрофах, убитые в войнах - не отбор, умершие от инфекционных болезней - отбор.


Когда мы рассматриваем возможные эффекты мутаций, надо учесть, что люди - диплоидные организмы. Вновь возникшая у папы мутация, даже очень вредная, может быть рецессивной и не проявится в присутствии нормального маминого гена. В обществах с близкородственными браками "защита" этого типа ослаблена, так как оба родителя могут оказаться носителями вредной мутации.


То же верно и для регионов, где частота вредных мутаций высока, как в случае с мутациями, защищающими от малярии. Среди гетерозиготных носителей защитных мутаций ниже смертность от малярии. В популяции таких носителей может быть половина и больше. Но платой за эту защиту была смерть младенцев, которым досталось две мутации - они погибали от болезни крови. Сейчас медицина позволяет спасать их, но это означает пожизненное лечение и многие проблемы как для самого пациента, так и для общества. Поэтому есть программы генетического мониторинга, позволяющие разными методами снизить долю рождения больных детей. Это тоже отбор, но уже не естественный, а управляемый обществом.


Среди мутаций, прошедших сквозь все эти фильтры, часть не портит жизнь и не проявляется внешне, но очень вредна с точки зрения поддержания вида. Это мутации, делающие человека бесплодным (тут мы возвращаемся к нежизнеспособным сперматозоидам и яйцеклеткам). Около 20% супружеских пар бесплодны, и по некоторым оценкам треть из них - по генетическим причинам.


Остальные мутации позволяют иметь потомство даже если внешне проявляются. Например, если человек совсем лысый и даже бровей нет (есть такая точечная мутация в гене фосфолипазы А), это не мешает ему иметь детей. Или в случае ахондроплазии (вид карликовости, обусловленный мутацией в гене рецептора гормона роста) - 80% пациентов получили мутацию de novo, но 20% получили ее от своих родителей, также имевших ахондроплазию.


Судьбу мутаций можно проследить на известном генетическом исследовании, проведенном при идентификации останков семьи последнего российского императора Николая II. У царевича Алексея была гемофилия, мутацию он получил от своей матери императрицы Александры, которая унаследовала ее от королевы Виктории. Мутация находится на Х-хромосоме, поэтому у женщин не проявляется, у них имеется вторая Х-хромосома с нормальным геном. Ни у кого из предков королевы гемофилия не отмечена.

Почему мы до сих пор не сгинули от мутаций? Антропогенез, Антропогенез ру, Гены, ДНК, Мутация, Естественный отбор, Наука, Длиннопост

Рис. 2


Современные исследования показывают, что больные гемофилией с мутацией de novo наследуют ее в большинстве случаев от отца. Поэтому можно предположить, что королева Виктория тоже получила ее от отца. На момент рождения дочери герцогу Кентскому было за пятьдесят. В трех поколениях потомков королевы рождались мальчики с этим заболеванием, но среди ее ныне живущих потомков больных гемофилией нет. На рис. 1 мужчины с гемофилией указаны красными квадратиками, женщины-носительницы мутации - кружками с красным сектором. Носительство мутации для женщин установлено по наличию больных сыновей, для царицы Александры и ее детей установлена конкретная мутация гемофилии. Генотипы остальных женщин не известны.


Другая мутация в царской родословной произошла, видимо, у матери Николая II Марии Федоровны. Эта мутация в митохондриальной ДНК была обнаружена при генетическом исследовании останков из захоронения царской семьи. У Николая II и его брата Георгия, чьи останки тоже были исследованы, имеется митохондриальная ДНК двух типов, отличающихся друг от друга одной нуклеотидной заменой. Один из вариантов (с нуклеотидом С) является "канонической версией", другой (с нуклеотидом Т) - результат мутации. У потомства произошло то, что генетики называют расщеплением - одна из версий потерялась и они имеют не два вида мтДНК, а только один.


Анализ ДНК показал, что у внука Марии Федоровны, сына Ольги, осталась версия "С", а у праправнучки от дочери Ксении - версия "Т" (рис. 2). И если гемофилия доставила горе семьям больных детей, а в России сказалась и на судьбе империи, то мутация в мтДНК никак не проявлялась и лишь доставила дополнительные хлопоты генетикам при идентификации.


Рисунки из статьи: Григоренко А.П., Боринская С.А., Янковский Н.К., Рогаев Е.И. Достижения и особенности в работе с древней ДНК и с ДНК из сложных криминалистических образцов. // Acta Naturae 2009, № 3, 56-68


Источник: АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ

Показать полностью 2
386

О мутантах среди нас

Благодаря Голливуду при слове "мутанты" большинство людей вспоминают героев комиксов

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Или же кунсткамеру с заспиртованными младенцами и волосатых людей

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Сегодня мы поговорим не о киношных, а о настоящих мутантах с точки зрения биологии и попробуем разобраться, как часто они встречаются среди нас.


Итак, мутант это биологический организм, отличающийся от исходного типа каким-либо наследственным отклонением, возникшим в результате мутации.


Так уж получилось, что слово мутация в обиходе имеет негативный смысл и подразумевает болезнь и уродство. Однако с точки зрения генетики это всего лишь отличие генетического кода организма от кода его родителя или родителей. Выглядит оно примерно так:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

На картинке один нуклеотид заменятся другим - самый типичный вид мутации, который называют однонуклеотидной заменой. Есть и другие виды мутаций типа вставок, перестановок, дупликаций, или хромосомных мутаций, приводящих к серьёзным отклонениям (синдром Дауна итд), но они встречаются гораздо реже замен. А какие могут быть последствия однонуклеотидных замен с точки зрения генетического кода?


Ну, сначала можно взглянуть на саму последовательность нуклеотидов:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Пока что это ничего нам не даёт - видно только, что изменилась одна буква-нуклеотид. Для полноты картины придётся расшифровать генетический год, в котором "словами" являются кодоны - участки из 3 нуклеотидов, отвечающие за строительный кирпичик всего живого - аминокислоту. Тогда мы увидим всю цепочку - замена буквы влияет на анимокислотный состав белка. Состав белка в свою очередь влияет на его структуру (как говорят биологи - укладку) и, как следствие, на химические и физические свойства.


На картинке этот принцип показан максимально наглядно (Сер, Лей, Асп, Гис это аминокислоты серин, лейцин, аспарагин, гистидин, те самые строительные кирпичики белков):

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Белки выполняют в организме огромный спектр функций, это и транспортные единицы, и ферменты, и стройматериал. Замечательный пример белка - гемоглобин, который отвечает за перенос кислорода:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Теперь рассмотрим условную мутацию - однонуклеотидную замену, произошедшую в человеческой ДНК. Тут есть несколько вариантов, какой эффект она может произвести на организм в зависимости от её местонахождения:


1. Мутация произошла в некодирующей части ДНК


Для понимания дальнейшего текста важно знать, что большая часть ДНК человека и вообще эукариот состоит из участков, которые не никак не участвуют в синтезе белка, причём некоторые из них могут "сидеть" прям внутри гена (так называемые интроны).


Последние исследования показали, что эти участки выполняют кое-какие биохимические функции, но именно при непосредственном синтезе белка они отбрасываются как ненужные (на картинке интроны показаны серым цветом).

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Можно с высокой долей вероятности утверждать, что мутация произошедшая в некодирующей части на наследственные свойства организма не повлияет.


2. Мутация произошла в кодирующей части ДНК.


Казалось бы мутация, происходящая в кодирующей части ДНК должна приводить к определённым изменениям. Однако тут есть один очень интересный нюанс, который станет понятен если взглянуть на таблицу генетического кода:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Мы увидим, что код избыточен - то есть разные сочетания нуклеотидов читаются "одинаково". Например, аминокислота (т.е. строительный кирпичик белков) валин это и GUU, и GUC, и GUA, и GUG.


Так вот, мутация, которая не приводит к замене аминокислоты (GUU изменилось на GUA), называется синонимичной и вообще никак не влияет на организм. Многие очень важные белки у разных видов млекопитающих могут быть абсолютно одинаковыми (это значит что любое их изменение привело к печальным последствиям для организма), но при этом иметь в генетическом коде множество синонимичных замен, и это абсолютно нормально и абсолютно нормально себя чувствовать.


Ну и самый важный для нашего повествования расклад - когда мутация приводит к замене аминокислоты. И здесь тоже не всё так однозначно. Посмотрим на ту же самую молекулу гемоглобина:

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Отдельные её участки различаются по важности. Те, которые отвечают за присоединение кислорода и взаимодействие с клетками самые важные (именно поэтому они одинаковые у всех животных - другие варианты просто отбраковывались естественным отбором). Далее есть участки, которые отвечают за устойчивость молекулы, её взаимодействие с водой, и прочее прочее. Соответственно, мутация в генах гемоглобина не всегда приведёт к смерти зародыша или какой-либо болезни (хотя чаще всего приведёт). Она может быть слабовредной или нейтральной, и тогда её носитель будет с виду обычным человеком.


Ну вот, вроде мы разобрались с мутациями (кстати очень поверхностно - просто сейчас у меня немного другая цель). Теперь можно подобраться к самой важной части, а именно к мутантам среди нас.


Тут работает довольно простая математика: частота мутаций у человека (и она примерно одинакова для всех млекопитающих) примерно равна 1/100 000 000 на нуклеотид за поколение. Поскольку геном человека длиной в 3 000 000 000 (три миллиарда) и у каждого из нас два генотипа, 1/100 000 000 на букву за поколение означает примерно 60 новых мутаций на новорожденного.

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Эти новые мутации, уникальные для данного сперматозоида или яйцеклетки, были приобретены в то время, пока эти клетки находились в гонадах (органах, продуцирующих половые клетки) родителей.


"Вклад" родителей при этом не одинаков, так как мужчины передают вновь возникшие мутации гораздо чаще, чем женщины. Это означает, что в половых клетках мужчин мутации возникают чаще, чем в половых клетках женщин. Сейчас это не кажется удивительным. Мы понимаем, что у девочки от зиготы до зиготы проходит примерно тридцать клеточных делений. В зародышевом пути девочки, когда она еще эмбрион, у нее уже сформированы все яйцеклетки. Мужчины же продуцируют сперму всю жизнь. Поэтому статистически самый важный фактор, который влияет на количество мутаций у потомства - это возраст отца.


Но вернёмся к цифрам. Итак, 60 мутаций сначала кажутся огромной цифрой, но мы уже знаем, что мутации могут во-первых происходить в несмысловой части генома, во-вторых приводить к синонимичным заменам без последствий для организма, и в третьих быть нейтральными (или совсем немного вредными).


Так вот, статистика утверждает, что из этих 60 мутаций около четырех являются значимыми, то есть меняют аминокислоты в белках. И из этих четырех меняющих смысл мутаций примерно три окажутся вредоносными. Или, выражаясь точнее, они окажут влияние на окончательный репродуктивный успех организма.


Казалось бы 3 мутации это не слишком много, однако мы не учли ещё один важный момент. Дело в том, что каждый из нас отягощен не только своим собственным уникальным набором вредных мутаций, но должен справляться с тем, что мы унаследовали от родителей, а они - от своих родителей и так далее.

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост

Каков общий груз мутаций, испытываемый в среднем человеком? Продолжительность периода времени, в течение которого данная мутация будет передаваться от одного поколения к другому, зависит от тяжести ее воздействия на организм. Если предположить, что средняя мутация оказывает лишь незначительный вредоносный эффект на репродуктивный успех и поэтому сохраняется в течение сотен поколений (по настоящему вредная мутация была бы ранее отсеяна естественным отбором), то оценка в три новых мутации на поколение приведет нас к довольно-таки печальному выводу, что любое вновь зачатое человеческое существо в среднем несет в себе триста мутаций, которые в той или иной степени ухудшают его здоровье.


Получается, ни один из нас полностью не свободен от этой мутационной бури - однако и не все мы в равной степени подвержены ее воздействию. Некоторые из нас рождаются с необычно большим числом умеренно вредных мутаций, тогда как у других их довольно мало.


Так кто же в таком случае они такие - мутанты? Ответ после всего написанного довольно очевиден: по определению мы все мутанты, но некоторые из нас в большей степени, чем другие.



PS Пост написан по мотивам книги "Мутанты" Арман Мари Леруа (сслылка на описание)

О мутантах среди нас Наука, Биология, Генетика, Мутация, Мутант, ДНК, Гены, Моё, Длиннопост
Показать полностью 10
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: