Создание химер?

Авторы новой работы решили проверить, не могут ли вирусы других типов также оставлять свои нуклеиновые кислоты в ДНК животных. Исследователи проверили геномы 48 видов позвоночных животных на наличие последовательности 5666 вирусов (это практически все известные ученым вирусы, не являющиеся ретровирусами). Ученые выяснили, что у 19 видов животных, включая Homo sapiens, сохранились последовательности геномов вирусов из двух семейств - борнавирусов и филовирусов. Они вызывают такие смертельные заболевания, как лихорадка Эбола и лихорадка Марбурга. На сегодняшний день не существует надежных методов лечения этих заболеваний, и смертность среди заболевших достигает 90 процентов.

С течением времени во встроенных последовательностях, если они не используются по прямому назначению, накапливаются мутации, однако в данном случае последовательности изменились очень мало. Тем не менее, некоторые мутации в вирусных фрагментах все же присутствовали, и, проанализировав их количество, ученые смогли оценить, как давно вирусные нуклеиновые кислоты проникли в ДНК позвоночных (метод оценки на основании числа накопленных мутаций получил название метода молекулярных часов).

На данный момент специалисты не могут сказать, почему именно эти два семейства вирусов оставили свои "следы" в ДНК позвоночных, каким образом они это сделали (для ретровирусов переписывание генома в ДНК хозяина является необходимым этапом, и у них существуют специальные системы, которые этим занимаются) и каков эволюционный смысл такого нетипичного для неретровирусов "поведения".

По одной из версий, встроенные вирусные последовательности могли защищать носителей от заражения полноценными вирусами. В пользу такой точки зрения косвенно свидетельствуют несколько фактов. Например, лошади, которые особенно уязвимы перед борнавирусами, не имеют их последовательностей в своем геноме, а у летучих мышей, способных передавать вирус Эбола, не заболевая, в геноме есть последовательности вируса Эбола.

До сих пор считалось, что O. amblystomatis обитают только снаружи от эмбриона, однако авторы новой работы показали, что это не так. Ученые исследовали икринки A. maculatum при помощи флуоресцентной микроскопии (этот метод позволяет видеть содержащийся в водорослях хлорофилл), а также туннельной электронной микроскопии. Оказалось, что водоросли находятся не только вне эмбриона, но также и в его клетках, причем каждую клетку водоросли окружают митохондрии саламандры. Митохондрии - это органеллы, которые производят для клетки энергию, используя для этого кислород и углеродсодержащие вещества. Таким образом, местоположение O. amblystomatis указывает, что саламандры прямо используют их для получения энергии.

Ученые не исключают, что водоросли могут передаваться эмбриону от матери - O. amblystomatis были обнаружены в яйцеводах взрослых самок саламандр, откуда они могут попадать в икринки. Кроме того, исследователи предлагают и другой механизм - водоросли могут заселять икринки на стадии, когда у эмбриона формируется нервная система. В этот момент происходит большой выброс содержащих азот отходов метаболизма, который должен привлекать водоросли.

Пока авторы не могут объяснить, как водорослям удается выживать в клетках саламандры. Иммунная системы позвоночных "настроена" таким образом, что она уничтожает любые клетки или ткани, не являющиеся собственными клетками или тканями организма. Ученые предполагают, что у саламандр может "работать" несколько иной механизм - эти животные способны отращивать себе новые конечности, и почти все клетки взрослых животных являются плюрипотентными, то есть могут превращаться в другие клетки организма. Из-за этой особенности клетки саламандр могут как-то иначе обучаться распознавать "чужаков".

Недавно ученые смогли обнаружить еще один необычный пример симбиоза - анализ ДНК паразитических ос показал, что выделяемые ими токсины представляют собой вирусные частицы нудивирусов - группы вирусов, заражающих членистоногих.

Авторы новой работы получили черновой вариант генома A. queenslandica и частично проанализировали его. Исследователи оценили, что в геноме губки содержится от 18 до 30 тысяч генов (для сравнения, в геноме человека около 30 тысяч генов). Ученые выделили 4670 семейств генов, которые являются общими для всех животных. Четверть из них - а точнее, 1286 семейств - так или иначе необходимы для поддержания многоклеточности.

В числе таких генов ученые нашли гены, которые отвечают за взаимодействие между клетками различных тканей и органов, гены, необходимые для работы иммунной системы (то есть для отнесения попавших в организм объектов к категориям "свой" или "чужой"), а также гены, которые требуются для осуществления контактов между нейронами. Все эти гены отсутствуют у близких родственников многоклеточных животных - одноклеточных существ хоанофлагеллят. Как отмечают ученые, новые данные указывают, что губки уже сделали первый шаг на пути к истинной многоклеточности, приобретя целый "сет" необходимых генов.

В прошлом году другой коллектив исследователей представил данные, указывающие, что губки могли возникнуть на Земле раньше, чем было принято считать до сих пор. Ученые обнаружили в древней породе следы, аналогичные тем, которые оставляют после окаменения современные губки. Подтверждение новых данных будет означать, что губки появились на планете на 200 миллионов лет раньше, чем предполагают специалисты. Еще одна группа ученых недавно сообщила, что им удалось обнаружить останки многоклеточных существ возрастом 2,1 миллиарда лет, хотя ценность этой находки признают далеко не все коллеги исследователей.

Расшифровка генома злака заняла один год - очень немного, особенно с учетом того, что пшеница обладает самым большим геномом среди всех живых организмов, ДНК которых была расшифрована. Геном пшеницы состоит из 17 миллиардов нуклеотидов - элементарных кирпичиков, из которых строится ДНК.

Знание полной последовательности ДНК того или иного организма позволяет ученым создавать его модификации, более устойчивые к болезням или приспособленные к определенным условиям. По сравнению с животными геномы растений отличаются значительно большими размерами и огромным числом повторов. Тем не менее, в последние годы по мере совершенствования технологий определения последовательности ДНК ученые смогли расшифровать геномы нескольких наиболее важных для людей растений, в том числе картофеля, кукурузы и сорго.

Знание полной последовательности ДНК позволит ученым выводить новые сорта яблок, приспособленные к определенным условиям или устойчивые к болезням и вредителям. В последнее время специалисты расшифровали геномы очень большого числа важных сельскохозяйственных растений - в их число попали, например, пшеница, картофель, кукуруза и сорго.

Определять последовательности ДНК растений намного сложнее, чем животных, так как растительные геномы обычно заметно больше и включают огромное количество повторяющихся фрагментов. Тем не менее, к настоящему моменту исследователи тратят на расшифровку относительно немного времени - так, последовательность ДНК пшеницы была определена за один год, а яблока - за два года.

H. saltator в природе живёт в небольших колониях. В случае гибели королевы опустевший трон занимают рабочие муравьи-победители. Исследователей всегда интересовал тот факт, что эти новые королевы (гамергаты) живут намного дольше своих бывших товарищей-рабочих.

В нынешней работе, опубликованной в Science, учёные находят в числе прочего объяснение этому казусу: оказывается, у гамергат повышается экспрессия белков, связанных с долгожительством, а также теломераз.

На примере же древоточцев, обладающих более сложной системой организации, учёные пронаблюдали и описали влияние степени выраженности генов, функционирующих в мозге. Исследователей поразило, что эпигенетические команды прямо определяют – "основную" или "подсобную" работу будет выполнять конкретный муравей.

Более подробно об исследовании можно прочесть в пресс-релизе Нью-Йоркского университета. Отметим, пока муравьи стали всего лишь вторыми (после медоносных пчёл) социальными насекомыми, чей геном расшифрован.

Проект по расшифровке генома птицы стартовал в 2008 году. Зная полную последовательность ДНК M. gallopavo, исследователи смогут выводить ее новые разновидности, а также разрабатывать лекарства, которые могли бы эффективно бороться с заболеваниями у индеек.

Индейка стала третьим важным для сельского хозяйства организмом, геном которого был расшифрован за последнее время. Ранее специалисты определили последовательность ДНК яблока и пшеницы.

Близорукость, признаком которой является размытость воспринимаемого глазом зрительного образа, часто начинается в детстве. Сейчас от нее страдает каждый третий взрослый британец. Однако появилась надежда, что в течение ближайшего десятилетия число близоруких начнет сокращаться.

Вызывающий близорукость ген обнаружили медики из лондонского Кингз-колледжа. Они убеждены, что на основе этого отрытия могут быть созданы лекарства, способные предотвращать искажения в росте глаза, которые вызывают это заболевание.

По мнению руководителя группы исследователей доктора Криса Хаммонда, через 10 лет близорукость можно будет лечить каплями для глаз.

«Мы уже много лет знаем, что наследственность является важнейшим фактором риска в случае близорукости», — заявил он.

Помогли близнецы

Специалисты из Кингз-колледжа в течение 12 лет изучали 4 тысячи близнецов. Им удалось идентифицировать ген RASGRF1, который имеет общие варианты у людей, страдающих близорукостью. Отдельное исследование в Голландии выявило второй такой ген, и доктор Хаммонд считает, что с этим заболеванием связано несколько генов.

Близорукость возникает из-за того, что глазное яблоко вырастает слишком большим и перестает правильно фокусировать свет. Большинство детей рождается дальнозоркими, но по мере роста их глаза начинают лучше видеть близко расположенные предметы. У детей и подростков, которые заболевают близорукостью, глаз продолжал рост сверх отведенных ему сроков.

Доктор Хаммонд полагает, что уже в скором будущем будут созданы лекарства, способные блокировать генетические пути, по которым идут сигналы о продолжении роста глазного яблока.

Это может привести со временем к резкому сокращению числа людей, вынужденных носить очки. В странах, где люди проводят много времени за чтением и компьютерным экраном, это особенно актуально.

Так, в Сингапуре 80% населения страдают близорукостью, что объясняется высокой нагрузкой на глаза в школьные годы.

Более трех миллионов британцев носят контактные линзы, и все большее число людей проходят лазерную коррекцию зрения.

Но, по мнению Карен Спарроу, сотрудницы Ассоциации офтальмологов, очки останутся с нами даже в случае полного успеха новых методов генной терапии.

«Даже если бы нам удалось справиться с близорукостью, останется дальнозоркость, а также возрастные изменения глаз, которые не корректируются даже лазерной хирургией», — говорит она.

До появления новых лекарств, основанных на недавнем открытии британских генетиков, пройдет немало времени. Они еще должны будут пройти серию клинических испытаний для устранения возможных побочных эффектов.

Из паутины можно делать канаты, по прочности не уступающие стальным. Однако пауки не производят материал в достаточном для таких задач количестве.

Напомним, что роскошное полотно, сплетённое из паутины мадагаскарских кругопрядов, потребовало "труда" миллиона членистоногих. А миллион шелкопрядов способен создать гораздо большее количество шёлко-паутины, отмечают учёные.




Нынешнее достижение генетиков – лишь шаг на пути к конечной цели. В планах: вживить шелкопрядам несколько генов паучьего шёлка. Кроме того, исследователи планируют выделить соответствующие гены у недавно открытого паука-кругопряда Caerostris darwini: производимые им нити были признаны самыми прочными в мире. Они в 10 раз крепче кевлара и в два раза – любого известного паучьего шёлка.




Коммерциализацией разработки займётся компания Kraig Biocraft Laboratories.