Для создания гибридных эмбрионов из яйцеклетки млекопитающего удаляют ядро и на его место помещают ядро человека. Ядро - это клеточная органелла, которая содержит генетический материал (ДНК) организма. Процесс деления созданной клетки запускают воздействием извне. Полученный эмбрион будет не совсем человеческим: в его клетках будет содержаться часть от животного "родителя" (например, клеточные органеллы митохондрии, производящие энергию для "работы" клетки, также содержат ДНК. Химерный эмбрион наследуют их от животного).

Идея разрешить создание гибридных эмбрионов обсуждается в Великобритании давно. Управление по оплодотворению и эмбриологии человека (Human Fertilisation and Embryology Authority, HFEA) в сентябре 2007 года заявило, что одобряет получение таких эмбрионов, несмотря на отсутствие официального одобрения парламента. Полученные от химер стволовые клетки могут помочь в лечении многих заболеваний. Тем не менее, у подобных исследований есть большое число противников. Создание гибридных эмбрионов запрещено в 21 стране.

Ссылки по теме
- MPs back embryology shakeup but abortion row continues - The Guardian, 23.10.2008
(_www.guardian.co.uk/science/2008/oct/23/stemcells)
- Lawmakers back animal-human embryo research - AFP, 23.10.2008
(_//afp.google.com/article/ALeqM5hjKy6dsnIfVpuqaVvFLp1BFrKGCQ)

Пожалуй, наиболее любопытным стало выявление 807 генов, активность которых существенно меняется, когда птица поёт. Вообще же исследователи говорят об исключительно важном значении расшифровки генома амадины для нейронауки, причём новые данные помогут людям больше узнать о самих себе и решить кое-какие свои проблемы. В первую очередь речь идёт об общении и связанных с ним расстройствах, например о заикании и аутизме.

Напоследок заметим, что зебровые амадины среди прочего известны тем, что осознанно выбирают плохих певцов в качестве партнёров для спаривания и имеют в голове подобие нотных записей.

Авторы новой работы решили проверить справедливость обеих теорий, используя мух из рода Rhagoletis. Один из видов этих насекомых - яблочная муха Rhagoletis pomonella - буквально на глазах разделяется на два вида. Считается, что видообразование началось в конце XIX столетия, когда обитающие на американском континенте мухи приспособились оставлять свои личинки в плодах яблок (яблони были завезены в США в XVII веке). До появления новой экологической ниши личинки R. pomonella развивались исключительно в плодах боярышника. Постепенно мухи, облюбовавшие разные растения и практически не скрещивающиеся между собой, все больше и больше расходятся генетически.

Проведенный учеными анализ ДНК подтвердил, что геном мух, личинки которых развиваются на боярышнике, отличается от генома мух, перебравшихся на яблоки, не в нескольких локальных участках, а по всей протяженности ДНК. Пока авторы не исследовали, какие именно гены модифицировались.

Совсем недавно другой коллектив авторов представил доказательства, опровергающие другую распространенную гипотезу видообразования - так называемую гипотезу Черной Королевы. Некоторые СМИ писали, что эта работа заставляет отказаться от эволюционной теории Дарвина как таковой.

Несмотря на то что у бактерий Mycoplasma очень небольшой геном - около миллиона нуклеотидов - непосредственно создать его химически пока невозможно, так как цепи ДНК длиннее нескольких сотен тысяч нуклеотидов рвутся. Для того чтобы получить целый геном M. mycoides, исследователи сначала синтезировали его отдельные фрагменты (авторы назвали их кассетами), которые затем собирались в единую структуру. В качестве устройств для сборки ученые использовали клетки других бактерий и дрожжей, потому что ферментативные механизмы живых систем соединяют куски ДНК намного точнее, чем схемы, разработанные учеными.

После того как Вентер и его коллеги получили целый геном и проверили, что все кассеты соединились правильно и из ДНК не выпали большие фрагменты, они поместили его в клетки M. capricolum. По внешнему виду, параметрам поглощения питательных веществ и темпам роста полученные гибриды не отличались от "обычных" M. mycoides. В качестве дополнительной проверки исследователи выделили белки из созданных ими и появившихся естественным путем M. mycoides и сравнили составы полученных экстрактов. Они оказались практически идентичными.

Вентер и его сотрудники занимались созданием организма с синтетическим геномом не один год. Ранее они публиковали предварительные результаты этой работы: ученые отдельно получали полностью синтетический бактериальный геном, а также пересаживали "естественный" геном бактерии одного вида в клетку бактерии другого вида. В своей новой работе исследователи объединили эти результаты.

Помимо создания живых существ с искусственными геномами Вентер и его коллеги работают над проектом получения существа с минимальным геномом. Ученые последовательно вырезают из генома бактерий различные гены и проверяют, сможет ли она существовать без них. По мнению Вентера, минимальное число генов, которые могут поддерживать нормальные функции бактериальной клетки, составляет около ста.

Однако несколько лет назад ученые нашли в клетке множество молекул РНК, которые не задействованы ни в одном из названных выше процессов. Они синтезировались с участков ДНК, где не было никаких генов. Исследователи не могли объяснить их существование, так как не могли выяснить, какие функции выполняют эти РНК. При этом такие "странные" РНК синтезировались, по некоторым оценкам, с более чем 98 процентов ДНК, не кодирующей белки.

Загадочные молекулы были найдены при помощи технологии микрочипов. Этот метод заключается в следующем: на предметное стекло наносят множество последовательностей ДНК, которые покрывают какой-то большой фрагмент генома (или даже геном целиком). После этого на стекло наносят экстракт клеточных РНК и смотрят, с какими из нанесенных на стекло последовательностей они гибридизуются (то есть образуют прочную пару по принципу комплементарности). Такой способ позволяет быстро получать информацию об огромном числе молекул, однако у него есть один серьезный недостаток - клеточные РНК могут гибридизоваться не только с "правильными" мишенями на чипе, но также и с посторонними молекулами.

Авторы новой работы предположили, что огромное число "странных" РНК появляются именно из-за несовершенства метода. Чтобы проверить свою теорию, ученые исследовали клеточные РНК параллельно двумя различными способами - при помощи микрочипов и при помощи недавно изобретенной технологии потокового секвенирования (определения последовательности) РНК. Потоковое РНК-секвенирование - это значительно более "прецизионный" метод, чем технология микрочипов. По итогам сравнения исследователи выяснили, что для одного и того же клеточного экстракта микрочипы дают огромное количество "странных" РНК, а при РНК-секвенирование обнаруживаются всего несколько таких РНК.

Несмотря на то что молекулярная биология является одной из самых быстро развивающихся наук, ученые еще очень многого не знают о базовых принципах устройства клетки. Например, в прошлом году исследователи показали, что один из основополагающих принципов, утверждающий, что "считывание" генома с одной и той же "стартовой точки" идет всегда в одном направлении - оказался неверным.

"Мы должны быть абсолютно уверены в том, что установлено строгое государственное регулирование, защищающее окружающую среду и человеческое здоровье от этой потенциально опасной технологии. Мы пока далеки от понимания, как гены влияют на развитие жизни, но будет трудно предотвратить эксперименты в синтетической биологии Вентера, которые уже вторгаются в естественную экосистему и уклад человечества, свергая естественные проявления жизни", - говорится в заявлении этой международной организации со штаб-квартирой в Вашингтоне.

Многие экологи и правозащитники заявили по горячим следам, что правительство не готово к регулированию этой революционной сферы науки. Исследовательская "зеленая" организация ETC Group забила в набат, утверждая, что Вентер открыл "ящик Пандоры".

"Это квинтэссенция синдрома "ящика Пандоры" - как расщепление атома или клонирование овечки Долли. Мы все столкнемся с последствиями этого тревожного эксперимента... Он выдвигает новый круг проблем, к которому не готовы ни правительство, ни общество", - говорится в заявлении группы.

ETS также требует международного моратория на разработки в области синтетической биологии в частных лабораториях, полагая, что они могут нести угрозу жизни.

Объявление Вентера и его намерение открыто опубликовать все результаты исследования (Институт обратился за разрешением к регулятору) могут быть использованы во вред человечеству, полагают некоторые ученые, поскольку технология позволяет синтезировать и патогенные, то есть опасные для жизни, микробы.

Национальный научный совет по биологической безопасности вынужден был заверить, что "Синтия" не является новым биологическим оружием.

"Это не представляет дополнительной угрозы в виде создания биологического оружия", - заявил Пол Кайм, президент Совета и молекулярный биолог Университета Северной Аризоны.

Религиозные группы в США также подняли этический вопрос создания "искусственной жизни", полагая, что общество не готово воспринять прагматичное воссоздание "тайны бытия".

Доктор Исфахани сказал: " Для нас большая честь – клонировать животных. Мы очень надеемся, что в ближайшем будущем начнем клонировать овцу". Доктор также сказал, что Иран "ожидает блестящее будущее в области клеточных технологий", которые позволят "вырастить и заменить клетку любого вида". Исфахани также заявил, что его институт решил заняться исследованием проблемы возрастающего бесплодия среди иранцев и найти для нее решение.

По материалам: mignews.com

В роли ключевых элементов системы выступили комплиментарные нити ДНК (нити определённых последовательностей, подходящие друг к другу). Каждая из них представляла значение 1 (если присутствовала), и 0 (если отсутствовала).

Для непосредственного наблюдения сигнала, который нити демонстрируют на входе, израильские специалисты маркировали их флуоресцирующими молекулами, работающими только если каждая из ДНК присутствует в пробирке в одиночку. А когда на входе было две нити, они соединялись и их свечение гасилось. Таким образом получилась функция исключающего ИЛИ: выходной сигнал равен 1, только если на вход поступает один из двух исходных сигналов, но не тогда, когда они имеются оба или оба отсутствуют.

Практическое применение новинки для медицины было продемонстрировано сразу же: учёные связали логический вентиль с молекулой, инактивирующей тромбин – фермент, "сворачивающий" кровь. Также авторы считают, что развитие их работы может привести к созданию ДНК-компьютера, выполняющего элементарные арифметические операции.

Статья учёных опубликована в Nature Nanotechnology. Напомним, в Израиле несколько лет назад уже был создан ДНК-механизм, вошедший в книгу рекордов Гиннесса. Читайте также про ДНК-компьютер, обыгрывающий человека в крестики-нолики, и эксперимент с генетическими ключами и "ДНК-шкатулками".

Геном водорослей интересен для биологов не просто сам по себе. Его анализ поможет понять, что же именно должно было измениться в организме для того, чтобы он стал из простой колонии одноклеточных существ многоклеточным образованием.

Ряд уточнений

Для корректного представления результатов исследовательской группы из Бельгии, Великобритании, Германии, США и Франции необходимо сделать несколько замечаний:

- одноклеточные организмы и бактерии – далеко не одно и то же! Всякая бактерия одноклеточна, но не всякое одноклеточное – бактерия. У бактерий нет многих внутриклеточных структур, включая ядро клетки.

- долгое время на Земле существовали только одноклеточные. Если считать, что жизнь зародилась около трех миллиардов лет назад, то первые многоклеточные организмы возникли меньше миллиарда. Две трети всей истории биосферы – это эра одноклеточных.

- фотосинтез, о котором пойдет речь ниже, умеют проводить не только растения, но и бактерии. Но у бактерий внутри клеток нет специально предназначенных для этого образований, хлоропластов.

От колонии к организму

Даже бактерии могут расти вместе, образуя видимые невооруженным глазом колонии. Кое-где, например на берегах горячих источников, образуются даже сплошные бактериальные маты – толстые, до нескольких сантиметров, слои бактерий, которые покрывают землю и выглядят как слой плотного желе.

Но это еще не один организм, так как бактериальный мат можно разделить на отдельные бактерии без всякого для них ущерба. В то время как большинство многоклеточных существ такого обращения не выдержит – растения могут размножаться черенками, но из перемолотого в щепки дерева ничего вне специально организованных условий не вырастет. А про потерю конечностей у животных и говорить нечего: некоторые виды умеют их регенерировать, но у оторванного хвоста или обломанного когтя не вырастет новая особь.

Что заставило живые существа перейти к более сложному и уязвимому устройству? Почему, кроме одноклеточных организмов, которые могут жить практически где угодно (хоть в расплавленном асфальте), со временем возникли и довольно нежные и неприспособленные к экстремальным условиям виды многоклеточных? Почему в какой-то момент автономные клетки утратили способность к самостоятельному выживанию и приобрели узкую специализацию?

На первый взгляд все эти стоящие перед биологами вопросы едва ли не подталкивают к выводу о том, что эволюционная теория неверна: ведь не мог же "менее приспособленный" организм "придти на смену" более приспособленным бактериям и одноклеточным! Но обилие кавычек не случайно, так как на самом деле многоклеточность дала жизни ряд весьма существенных преимуществ, да и с появлением сложных организмов простые никуда не делись.

Многоклеточность дала возможность более эффективно использовать доступные ресурсы – одни клетки могут сосредоточиться только на добыче минеральных веществ, а другие только на фотосинтезе. Если проводить экономическую аналогию, то появление многоклеточных организмов равносильно разделению труда: кузнец и хлебороб в результате стали менее самостоятельны, но зато один пашет металлическим плугом вместо вскапывания земли мотыгой, а другой может есть хлеб вместо собранных кореньев и подстреленной дичи.

Промежуточное звено

Исследования бурых водорослей Ectocarpus siliculosus показало, что этот вид возник за счет слияния двух других водорослей – зеленых (группа Chlorophyta) и красных, относящихся к группе Rhodophyta. Последние стоит выделить особо, так как их ДНК уже прочитана и потому биологи смогли сопоставить генетическую информацию красных и бурых водорослей.

Это сопоставление позволило выяснить, что бурые водоросли унаследовали ряд генов, связанных с передачей сигналов между клетками. Причем не просто унаследовали, а передали дальше, так как те же самые гены ранее были найдены и у высших наземных растений. Зная то, когда появились различные гены, биологи смогут выяснить, что стало необходимым для появления многоклеточности. Прочтение генома бурых водорослей является важным шагом хотя бы потому, что эта группа растений стоит на пути от одноклеточных к сложным и привычным нам видам.

Наследование генов, связанных с обменом сигналами особенно интересно в рамках уже приведенной выше аналогии с разделением труда. Кузнец и пахарь могут договориться на словах о том, что один из них получит в обмен на свой труд, позже люди придумают деньги, а со временем развитие экономики приведет к производству микропроцессоров и появлению транснациональных компаний. Но клетки, очевидным образом, должны обходится сигнальными молекулами, которые позволяют точно скоординировать их жизнедеятельность в одном организме.

В перспективе, изучение механизмов кооперации между клетками может не только пролить свет на возникновение многоклеточных организмов, но и помочь в решении ряда вполне практических задач. Например, взаимодействие бактерий с клетками человеческого тела – тоже процесс, связанный с передачей сигналов. Более того, есть работы, в которых показано что некоторые болезнетворные организмы обладают способностью "кооперироваться" и нарушение обмена сигналами между бактериями способно сделать их более уязвимыми для лекарств.

Соответствующий проект изменений в правилах будет передан на рассмотрение в Европарламент в июле. А его предварительное обсуждение пройдёт на следующей неделе на встрече министров ЕС по охране окружающей среды. Предположительно, изменения вступят в силу через пару лет.

Согласно проекту, вводить запреты на ГМ-растения смогут не только отдельные страны, но и регионы в их составе. Кроме того, государства — члены ЕС будут обязаны предотвращать перекрёстное опыление ГМ-зерновых с обычными злаками, самостоятельно выбирая способ решения этой задачи. Правительствам также предоставят возможность определять целесообразную ширину межи между полями с различными злаками.

Представители экологической организации «Друзья Земли» одобряют инициативу, но опасаются, что изменение существующих правил позволит ряду стран, одобряющих «пищу Франкенштейна», культивировать больше трансгенных злаков. По мнению природозащитников, общество и окружающая среда будут защищены, только если предложение Брюсселя усилят общеевропейскими мерами по предотвращению ГМ-заражения человеческой пищи и кормов для животных.

Напомним, что Евросоюз одобрил для культивации несколько сортов генетически модифицированных растений, однако по сей день выращивается только кукуруза MON810, выведенная американской фирмой Monsanto, да и то не везде. Семь стран, включая Францию и Германию, запретили этот сорт, беспокоясь о возможном заражении нормальных злаков.

Подготовлено по материалам Франс Пресс.

Японские специалисты отмечают, что они не первые придумали состязание такого типа: с 2004 года под эгидой Массачусетского технологического института существует соревнование по генной инженерии iGEM. Однако, в нём конкурсантам предлагается самим выбирать, какие именно новые черты бактериям они будут придавать при помощи изменения ДНК. А вот в соревновании GenoCon судьи каждый раз будут давать всем претендентам конкретные задания.


Участники исследования по желанию могут сделать составленный ими код открытым для всех, но при необходимости судьи сохранят его в тайне, если авторы последовательности захотят запатентовать её и заняться лицензированием разработки (иллюстрация RIKEN).

Тема для первого конкурса выбрана такая: следует изменить генетический код растения Arabidopsis thaliana таким образом, чтобы оно удаляло из воздуха токсичные формальдегиды. Работы участников будут приниматься до 30 сентября, причём соревнование будет разбито на ряд этапов.

Сначала специалисты, придумавшие код-претендент, соберут его в виртуальном виде на сайте конкурса (подробности — в пресс-релизе RIKEN). Судьи выберут 20 или 30 наиболее перспективных геномов и тогда специалисты RIKEN или институтов-подрядчиков, изготовят реальные растения с этими спроектированными ДНК.

Этот салат устроители конкурса высадят в лаборатории в условиях высокой концентрации формальдегидов и проверят на выживаемость и способность перерабатывать вредное соединение.

Изучение ДНК верблюда поможет специалистам в исследовании таких полезных физиологических свойств, как, например, устойчивость к высоким температурам. Кроме того, у верблюдов очень высокоразвитая иммунная система, которая эффективно защищает их от различных заболеваний.

В последнее время ученые постоянно совершенствуют технологии расшифровки геномов (секвенирования), поэтому список видов, последовательность ДНК которых была определена, постоянно растет. Так, в апреле 2010 года был расшифрован геном лягушки Xenopus tropicalis - ранее специалисты не секвенировали геномы земноводных.

Рыба "Ryukin" была создана путем направленной генной модификации рыб с бледной кожей. "Так как эта рыбка растет дольше, вы можете наблюдать ее на протяжении своей жизни", отметил г-н Тамару. Он добавил, что новая, прозрачная рыбка может жить до 20 лет, а ее тело может вырасти до 25 сантиметров (10 дюймов) в длину, сообщает AFP. Прозрачная рыбка также увеличивает свой вес более чем на 2 кг (5 фунтов).