Мамин оптимизм
Во время беременности я делала неинвазивный пренатальной тест (из моей крови выделили ДНК ребенка и по нему смотрели риски основных аномалий + определили пол), и делала все требуемые УЗИ, в общем абсолютно без всяких вариантов мы ждали второго сына. Но мама, НА ВСЯКИЙ СЛУЧАЙ привезла мне розово-голубые пеленки, вдруг там всё-таки внучка...
Мне порой не хватает такого маминого оптимизма
На Эвересте нашли ДНК манулов
"На Эвересте впервые нашли манулов — точнее, не самих манулов, а их ДНК. Международная группа исследователей описывает в недавней статье в «Cat News», как они во время экспедиции 2019 г. собирали образцы звериных фекалий, и манулья ДНК обнаружилась в двух из них, собранных на высоте 5110 и 5190 км. Ещё в них нашли ДНК пищух и сусленников — очевидно, манулы их ели. Возможно, в будущем удастся увидеть эверестских манулов воочию, с помощью фотоловушек.
Эверест находится на территории непальского национального парка Сагарматха (собственно, Сагарматха — одно из названий Эвереста), что, с одной стороны, даёт местным животным определённую защиту, с другой, делает их объектом интереса со стороны туристов, которых тут становится всё больше."
Это информация из журнала "наука и жизнь". Я сама ещё не прониклась манулами, но любителям может быть интересно.
Российский ученый Максим Никитин сделал шаг в абсолютно новую эру молекулярной биологии. Он по новому взглянул на механизм хранения ДНК
Невероятный прорыв в мировой науке, шаг в абсолютно новую эру биологии, который в одиночку сделал россиянин! Ученый Научно-технологического университета «Сириус» Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК. И это может быть ключом к разгадке таких тайн, как неизлечимые болезни, механизмы старения и даже возникновение жизни. Так что же это такое, «молекулярная коммутация», узнал и Петр Дерягин.
Российский учёный сделал уникальное ДНК открытие
Ученый Научно-технологического университета "Сириус" и Московского физико-технического института Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК.
Его исследование доказывает, что механизм, которым руководствовались ученые последние 70 лет, был неполным. Открытие стало прорывным в мире науки. Фундаментальный феномен позволит ученым познать природу самых разнообразных процессов и улучшить специфичность генной терапии и безопасность ДНК/РНК-вакцин.
Важность и значимость открытия подчеркивает тот факт, что исследования Максима Никитина опубликованы в одном из самых авторитетных научных журналов мира Nature Chemistry. Российский ученый стал единственным автором статьи, что в подобных изданиях встречается крайне редко.
Первоначальный закон
В середине XX века ученые Д. Уотсон и Ф. Крик сделали гениальное открытие: молекула ДНК имеет две спирально закрученные цепи, которые связаны парами оснований аденин-тимин или гуанин-цитозин. Считалось, что ДНК хранит и обрабатывает информацию за счет структуры двойной спирали - однозначно соответствующих друг другу (комплементарных) молекулярных цепей.
Этот закон показывал возможность восстановления одной цепи за счет другой и объяснял сущность процессов передачи наследственной информации на молекулярном уровне. Привычная сейчас двойная спираль была настолько понятна, что следующие 70 лет ученые придерживались именно этого принципа, закрывая глаза на возможность существования иных взаимодействий.
Новый механизм
Максим Никитин экспериментально доказал, что ДНК может хранить и передавать информацию за счет слабоаффинных взаимодействий, которые реализуются, если молекулы имеют низкое "сродство" друг к другу. Также он показал, что короткая ДНК может регулировать работу гена, даже если не комплементарна ему.
Новое природное явление автор феномена назвал "молекулярной коммутацией". Суть его в том, что информация переносится при взаимодействии коротких одноцепочечных молекул ДНК/РНК или других молекул. В смеси, которая состоит из коротких одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотивод, одновременно будут сосуществовать самые различные их комплексы. Варианты этих взаимодействий определяются "сродством" молекул и в общем случае описываются открытым еще в XIX веке законом действующих масс о зависимости скорости реакции от концентрации участвующих веществ. При этом такие комплексы будут связаны друг с другом и передавать информацию между собой, даже если какие-то два олигонуклеотида не связываются друг с другом напрямую.
Открытие Максима Никитина позволяет экспериментально доказать факт, который не укладывается в парадигму современной биологии: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их комплементарности. Все зависит от наличия в организме других некомплементарных олигонуклеотидов. Кроме того, автор показал, что новое явление позволяет лучше управлять экспрессией генов.
Если в рамках обычной парадигмы комплементарный механизм регуляции допускает около 1012 вариантов регулирования генов, то Максим Никитин показал, что при использовании тех же 20-нуклеотидных последовательностей, можно реализовать не менее 10172 вариаций регуляции деятельности гена. Это в значительной степени превосходит число элементарных частиц во Вселенной, которых "всего" 1080!
Чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперед заданными взаимными аффинностями, Максим Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего три суперкоротких олигонуклеотида длиной в семь азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня.
При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1 000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов.
"Я обратил внимание на необычное свойство ДНК, которое ровно 70 лет оставалось незамеченным - в тени красоты двойной спирали. А именно на то, что для любой одноцепочечной ДНК (оцДНК) существует великое множество других оцДНК с практически любой наперед заданной аффинностью - свойство, которое я назвал континуумом аффинностей ДНК, - рассказывает Максим Никитин. - Например, возьмем олигонуклеотид из десяти оснований. Тогда полностью комплементарный ему олигонуклеотид будет иметь максимальную силу сродства - аффинность. Если же начать постепенно заменять во втором олигонуклеотиде азотистые основания на произвольные, то их аффинность первому будет падать. При этом, перебирая все варианты оцДНК из десяти букв, для каждой аффинности мы получим множество вариантов, то есть плотный "континуум аффинностей"".
Прорыв в мире науки
Это открытие стало прорывным в мире науки. Фундаментальный феномен позволит ученым познать природу самых разнообразных процессов, начиная от сложных заболеваний, тайн генетики, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и ее эволюции. Это же позволит улучшить специфичность генной терапии и безопасность ДНК\РНК-вакцин за счет выявления и снижения побочных реакций на препараты во время лечения.
Для этого требуется создание программного обеспечения нового поколения, которое сможет более точно предсказывать слабоаффинное взаимодействие нуклеиновых кислот, а также анализировать их вовлечение в естественные процессы, принимая во внимание механизм молекулярной коммутации.
В результате, это позволит значительно снизить риски негативных последствий нецелевого редактирования генома пациента и снизить число нежелательных явлений в процессе лечения.
Необходимо отметить, что в молекулярной коммутации способны участвовать не только нуклеиновые кислоты. Белки и малые молекулы также могут взаимодействовать по этому принципу, но предсказать их взаимные аффинности в настоящее время, к сожалению, все еще очень сложно.
Результаты исследования опубликованы в одном из самых авторитетных научных журналов Nature Chemistry.
Открытие ДНК награда, или проклятие для человечества?
Нуклеиновые кислоты впервые были открыты в ядре человеческих клеток швейцарским исследователем Фридрихом Мишером в 1869 г. В начале XX века биологам и биохимикам удалось выяснить структуру и основные свойства клетки. Было установлено, что одна из нуклеиновых кислот, ДНК, представляет собой чрезвычайно большую молекулу, состоящую из структурных единиц, названных нуклеотидами, каждый из которых содержит азотистые основания.
Морис Уилкинс и Розалин Франклин, ученые из Кембриджского университета, провели рентгеноструктурный анализ молекул ДНК и показали, что они представляют собой двойную спираль, напоминающую винтовую лестницу. Полученные ими данные привели американского биохимика Джеймса Уотсона к мысли исследовать химическую структуру нуклеиновых кислот. Национальное общество по изучению детского паралича выделило субсидию. В октябре 1951 г. в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета Уотсон занялся исследованием пространственной структуры ДНК совместно с Джоном К. Кендрю и Френсисом Криком, физиком, интересовавшимся биологией и писавшим в то время докторскую диссертацию.
Уотсону и Крику было известно, что существует два типа нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК), каждая из которых состоит из моносахарида группы пентоз, фосфата и четырех азотистых оснований: аденина, тимина (в РНК – урацила), гуанина и цитозина. В течение последующих восьми месяцев Уотсон и Крик обобщили полученные результаты с уже имевшимися и в феврале 1953 г. сделали сообщение о структуре ДНК. Месяцем позже они создали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.
Согласно модели Крика – Уотсона, ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух цепей дезоксирибозофосфата, соединенных парами оснований аналогично ступенькам лестницы. Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин – с цитозином. С помощью этой модели можно было проследить репликацию самой молекулы ДНК. По Уотсону и Крику, две части молекулы ДНК отделяются друг от друга в местах водородных связей, что очень похоже на расстегивание застежки-молнии. Из каждой половины прежней молекулы синтезируется новая молекула ДНК. Последовательность оснований функционирует как матрица, или образец, для образования новых молекул ДНК. Открытие химической структуры ДНК было оценено во всем мире как одно из наиболее выдающихся биологических открытий века.
ДНК выполняет чрезвычайно важную роль, необходимую как для поддержания, так и для воспроизведения жизни. Во-первых, это хранение наследственной информации, которая заключена в последовательности нуклеотидов одной из ее цепей. Наименьшей единицей генетической информации после нуклеотида являются три последовательно расположенных нуклеотида – триплет. Расположенные друг за другом триплеты, обусловливающие структуру одной цепи, представляют собой так называемый ген. Вторая функция ДНК – передача наследственной информации из поколения в поколение. ДНК участвует в качестве матрицы в процессе передачи генетической информации из ядра в цитоплазму к месту синтеза белка.
Уотсон, Крик и Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1962 г. «за открытия в области молекулярной структуры нуклеиновых кислот и за определение их роли для передачи информации в живой материи». В речи на презентации А.В. Энгстрем из Каролинского института охарактеризовал ДНК как «полимер, составленный из строительных блоков нескольких типов – моносахарида, фосфата и азотистых оснований… Моносахарид и фосфат – повторяющиеся элементы гигантской молекулы ДНК, кроме того, она содержит четыре типа азотистых оснований. Открытием является порядок пространственного соединения этих строительных блоков».
Что изменило это открытие в нашей жизни за прошедшие 50 с лишним лет?
В 1969 г. ученые впервые синтезировали искусственный фермент, в 1971 г. – искусственный ген. В конце XX века стало возможным создание полностью искусственных микроорганизмов. Так, в лабораториях были созданы искусственные бактерии, вырабатывающие необычные для них аминокислоты, а также жизнеспособные «синтетические» вирусы. Ведутся работы по созданию более сложных искусственных организмов – растений и животных.
Изучение структуры и биохимии ДНК привело к созданию методики модификации генома и клонирования. В 1980 г. был выдан первый патент на проведение экспериментов с генами млекопитающих, а год спустя была создана трансгенная мышь с искусственно модифицированным геномом. В 1996 г. на свет появилось первое клонированное млекопитающее – овечка Долли, потом к ней присоединились клонированные мыши, крысы, коровы и обезьяны.
В 2002 г. был успешно завершен проект «Геном человека», в ходе которого была создана полная генетическая карта человеческих клеток. И в том же году начались попытки клонирования человека, хотя пока ни одна из них не завершена (по крайней мере, научные данные об успешном клонировании человека отсутствуют).
Еще в 1978 г. был создан инсулин, практически полностью идентичный человеческому, а потом его ген был внедрен в геном бактерий, превратившихся в «фабрику инсулина». В 1990 г. впервые был опробован метод генной терапии, который позволил спасти жизнь четырехлетней девочке, страдавшей тяжелым расстройством иммунитета. Сейчас полным ходом идет изучение генетических механизмов развития самых разных заболеваний – от рака до артрита – и поиск методов исправления вызывающих их генетических «ошибок». А всего в клинической практике применяется более 350 препаратов и вакцин, при создании которых используется генная инженерия.
Анализ ДНК нашел широкое применение даже в криминалистике. Он используется во время судебных процессов по признанию отцовства (кстати, этот метод стал настоящим подарком для музыкантов, политиков и актеров, которые были вынуждены доказывать в суде свою непричастность к рождению приписываемых им детей), а также для установления личности преступника. Стоит отметить, что о подобной возможности использования ДНК говорил еще сам Джеймс Уотсон, предлагавший создать базу данных, в которую вошли бы персональные структуры ДНК всех жителей планеты, что позволило бы ускорить процесс идентификации преступников и их жертв.
С помощью ДНК можно «ловить» не только преступников, но и, например, наркотики или биологическое оружие. Американские криминалисты используют систему контроля структуры ДНК растений-наркотиков для создания базы данных обо всех разновидностях марихуаны. Эта база позволит отследить источник практически любого образца наркотиков. В скором будущем в США начнут применяться основанные на анализе ДНК методы обнаружения биологических атак – планируется установить в общественных местах специальные датчики, которые будут автоматически «вылавливать» из воздуха опасные микроорганизмы и подавать предупреждающий сигнал.
В 1982 г. была впервые проведена успешная модификация генома растения. А пять лет спустя на полях появились первые сельскохозяйственные растения с модифицированным геномом (это были помидоры, устойчивые к вирусным заболеваниям).
Сейчас с помощью генной инженерии выращиваются практически все продукты питания, особенно такие культуры, как соя и кукуруза. С 1996 года, когда началось коммерческое использование генетически модифицированных продуктов, общая площадь их посевов возросла в 50 раз. Общая площадь посевных площадей под трансгенными культурами в мире в 2005 г. составила 90 млн га. Правда, правительства многих стран запретили выращивание и ввоз таких продуктов, так как ряд исследований показали, что они могут представлять опасность для здоровья человека (аллергия, поражение репродуктивной функции и др.).
Возможность изучения структуры ДНК позволила придать новый импульс историческим исследованиям. Так, например, были идентифицированы останки Николая Второго и его семьи, а также подтверждены и опровергнуты некоторые исторические сплетни (в частности, было доказано, что один из основателей США Томас Джефферсон имел незаконнорожденных детей от чернокожей рабыни).
С помощью анализа ДНК удалось проследить происхождение и людей, и целых народов. Например, было показано, что гены японцев практически идентичны генам одного из племен Центральной Америки. А чернокожие американцы всего за 349 долларов могут узнать, из какого района Африки и даже из какого племени происходили их предки, привезенные на невольничьих кораблях много лет назад.
Что даст нам ДНК в ближайшем будущем? Очевидно, это будет клонирование человека и его органов, что решит проблему нехватки донорских сердец и легких для пересадки. Появятся новые лекарства, благодаря которым уйдут в прошлое неизлечимые генетические заболевания…
«100 великих событий ХХ века», Николай Николаевич Непомнящий, 2006г.
Учение о следах — кратко, но ёмко
Автор: Иван Корнев
Здравствуйте, мои маленькие любители криминалистики. Сегодня я расскажу Вам о ещё одном разделе моей любимой науки. Прошу любить и жаловать — госпожа трасология!
Первым делом нужно понять, а что же это вообще такое и с чем её едят. Криминалистическая трасология — учение о следах, а если быть совсем точным, то учение о том, какие зацепки люди оставляют на местах совершения преступлений.
Главным основополагающим принципом деятельности любого трасолога является утверждение о том, что призраков не существует. Все мы в процессе повседневной деятельности оставляем за собой маленькие частицы, которые в случае необходимости могут к нам привести. Следы различных веществ, волокон, биологических жидкостей — всё это является потенциальной уликой, способной рассказать многое грамотному эксперту.
Итак, какие вообще бывают следы? Большую их часть человек составляет в процессе активного взаимодействия с окружающей средой. Такие следы называются динамическими. Они проявляются в виде борозд, валиков, полос, царапин, мазков различных субстанций и так далее.
Но бывают и статические следы. Они образуются в момент относительного покоя следообразующего и следовоспринимающего объектов, когда их движение относительно друг друга при следовом контакте на какой-то момент приостанавливается (вмятины, следы ног при ходьбе, отпечатки пальцев).
Главной задачей эксперта в процессе осмотра места преступления является выявление следов преступника, их правильный сбор и направление на соответствующую экспертизу.
Это могут быть запаховые следы, которые мы направляем на одорологическую экспертизу, о которой я рассказывал ранее. Следы пальцев рук (они же папиллярные узоры) собираются и используются для сверки с появляющимися в процессе следствия подозреваемыми.
Волосы и частицы тканей незамедлительно направляются на спектроскопическое исследование, способное определить цвет, форму, текстуру и даже толщину исследуемых веществ. В Штатах даже существует несколько баз различных веществ, будь то автомобильная краска или грунтовочный лак. Это очень помогает, когда на месте преступления находят частицы этих веществ — база сразу выдаёт марку и год производства скрывшегося автомобиля.
Не забываем также и о ДНК исследовании, используемом в исследовании биологических материалов. Не удивляйтесь, но в криминалистике используют даже математические методы исследования. Они сильно помогают проанализировать отпечатки обуви, вычислить линию ходьбы, длину и ширину шага, угол разворота стопы.
Теперь от теории перейдём к практике. Насколько это реально работает? Так, печально известный Теодор Банди был осуждён во многом благодаря тому, что следы зубов на телах жертв чётко совпали с его собственным прикусом. Или ещё один пример — Ричард Чейз отправился за решётку именно благодаря результатам ДНК экспертизы, ведь в его домашнем блендере были найдены остатки… впрочем, не важно остатки чего, просто имейте в виду.
Таким образом, если криминалистика является царицей всех наук, помогающих раскрывать преступления, то трасология — её любимая и самая старшая дочь. Такие дела.
Оригинальный материал
Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!
Как узнать самого себя на 99,99 %
Каждый живой организм на планете Земля, включая наш собственный, состоит из множества клеток. Например, в человеческом теле этих самых клеток насчитывается более 30 триллионов. Внутри каждой клеточки находится так называемое ядро, а в нём "прячется" молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Именно на ней, как на самом совершенном в природе носителе информации, записан весь наш генетический код.
По оценкам генетиков, общий объём данных о нашем организме, зашифрованных в каждой ДНК, составляет примерно 800 мегабайт, или около 1000 полноценных печатных книг. В каждой нашей клетке хранится целая библиотека о нас самих любимых! Неудивительно, что генетический код человека удалось полностью расшифровать только к 2022 году.
В нашем геноме, а так называется полная последовательность всех генов человека, до мельчайших подробностей зашифрована информация о строении организма, всех его органов и систем, особенностях внешнего вида, наследственных признаках, полученных от далёких предков, чертах характера, природных склонностях и гениальных способностях.
Ученые генетики и биологи научились сейчас не только расшифровывать эти данные, но и интерпретировать их, выявляя последовательности генов (частичек ДНК), ответственных за те или иные особенности нашего организма. А обнаружив поломки или неисправности в конкретных участках ДНК, врачи-генетики могут поставить точный диагноз уже имеющегося заболевания или заблаговременно узнать о рисках его возникновения, чтобы сохранить пациенту здоровье на долгие годы.
В наши дни у каждого человека появилась уникальная возможность узнать огромное количество полезнейшей информации о своём организме, сдав простой и безопасный тест ДНК. Такие тесты делаются во многих лицензированных медицинских лабораториях, зачастую там же, где сдаются всем нам уже привычные анализы крови. Российская генетическая наука тоже не стоит в стороне и развивается семимильными шагами.
В разных городах сейчас работают специализированные генетические центры, в которых можно получить консультацию врача-генетика, который не только поможет правильно подобрать необходимый именно вам анализ, но и интерпретирует его результаты. Многие медицинские генетические анализы делаются только по направлению врача, например при онкологической диагностике, для постановки диагнозов различных наследственных заболеваний или при контроле состояния беременной женщины и будущего ребенка.
Есть и такие ДНК-тесты, которые могут проводится не в медицинских, а в информационных целях, чтобы узнать о себе такие подробности, которые никаким другим способом вы бы раньше выяснить никак не смогли. Например, в каком соотношении смешались в вашем генотипе признаки людей разных национальностей, населявших в прошлом те или иные территории, откуда происходит ваш род, каким видом спорта лучше заниматься вам или вашему ребенку, чтобы достичь успехов или сохранить здоровье и долголетие.
Если пара планирует в ближайшем будущем родить здорового ребенка, то сделав совместный генетический тест, они могут заранее исключить риски возникновения у будущего малыша опасных наследственных заболеваний, получить рекомендации врача-генетика по планированию беременности и сохранению здоровья будущей мамы. А вот например, в Великобритании уже с этого года вводится обязательное генетическое обследование новорожденных малышей, чтобы исключить основные наследственные заболевания или начать их своевременно лечить.
В лучших российских генетических лабораториях уже сейчас можно провести полное секвенирование (расшифровку) 99,9 % вашего генома, что позволяет определить все известные риски возникновения в будущем многих опасных болезней, включая потенциально возможные онкологические, получить индивидуальные рекомендации по здоровому питанию, эффективности тех или иных лекарств.
Самое замечательное, что ваш генетический паспорт не устареет со временем, ведь код ДНК даётся человеку при зачатии и остаётся неизменным всю его жизнь, в каждой клетке организма. Учитывая, что современная генетика постоянно открывает всё новые закономерности влияния генов на здоровье и особенности человека, вы также сможете узнавать новые и новые подробности о своём единственном и неповторимом организме. Это ли не захватывающая дух возможность современной науки.
В наши дни, чтобы сдать анализ ДНК, обычно даже не нужно никуда ехать. Набор для проведения генетического теста по нескольким каплям слюны или мазку из ротовой полости привозится на дом курьером и делается вами самостоятельно в любое удобное время. Главное, соблюдать простые инструкции и своевременно отправить собранные анализы обратно в генетическую лабораторию.
Берегите свой здоровье и помните, что любые медицинские процедуры и манипуляции имеют противопоказания. Обязательно консультируйтесь с врачом.
В Питере шаверма и мосты, в Казани эчпочмаки и казан. А что в других городах?
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
Реклама АО «Кордиант», ИНН 7601001509