June 15th, 2017

Американские власти предложили профинансировать создание химер

Национальные институты здоровья США (NIH) предложили профинансировать исследования, основанные на создании химерных организмов, представляющих собой эмбрионы животных с человеческими клетками, сообщает AFP.




американские власти предложили профинансировать создание химер
Гравюра 19 века, изображающая грифона, по мотивам оригинальной гравюры из серии «Триумф Максимилиана» художника Ханса Бургкмайра


В 2015 году NIH наложили мораторий на финансирование работ подобного рода, однако после ряда экспертных консультаций решили изменить свою позицию. В частности, они заинтересовались экспериментами, которые «внесут значительные изменения в мозг животных путем добавления человеческих клеток». Предполагается, что подобные исследования приведут к значимым открытиям в области нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

В течение 30 дней вопрос об одобрении подобных работ будет находиться на общественном обсуждении. После этого внутренний рабочий комитет NIH примет окончательное решение.

«Я уверена, что предложенные изменения позволят научному сообществу развить эту многообещающую область исследований ответственным образом», — сказала заместитель директора NIH по научной политике Кэрри Волинец (Carrie Wolinetz).

У предложения уже появились критики. «Предположим, что у нас появятся свиньи с человеческим мозгом и поинтересуются, почему мы ставим над ними опыты. Или мы создадим человеческие тела с мозгом животных и скажем, что они — не люди, и можно экспериментировать с ними и забирать органы для пересадки. Я говорю о крайностях, но еще 15–20 лет назад создание химерных эмбрионов казалось крайностью», — заявил сотрудник Нью-йоркского медицинского колледжа Стюарт Ньюмэн (Stuart Newman).

Создание химерных организмов интересует ученых давно, поскольку оно могло бы не только помочь в широком спектре исследований, но и позволить выращивать неотторгаемые органы для трансплантации (подробнее о том, как создаются химерные организмы, читайте здесь). По оценкам MIT Technology Review, несмотря на мораторий NIH в течение 2015 года американские исследователи создали и перенесли для вынашивания порядка 20 эмбрионов свиней и овец с человеческими клетками. Аналогичные исследования проводятся и в других странах.

Автор: Олег Лищук

Ссылка на источник

Buy for 20 tokens
Даша – очень долгожданный ребенок. Мама с папой ждали ее десять лет…Родилась здоровой, росла веселой и подвижной малышкой, развивалась как все дети… и не было ни намека, что все это время, еще с беременности, у нее в глазах развивалась опухоль. Когда Даше было семь…

Самые маленькие в мире лазеры против рака: новое изобретение

Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний.

самые маленькие в мире лазеры против рака

Исследователи из Арканзасского университета медицинских наук (США), Института автоматики и электрометрии СО РАН, Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН и Университета штата Джорджия (США) разработали самый маленький 22-нанометровый спазер, способный генерировать когерентное оптическое излучение непосредственно внутри живых клеток и тканей организма. Его предлагается использовать в качестве сверхъяркого водорастворимого биологически совместимого зонда. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.

Этот плазмонный нанолазер складывается из нескольких составляющих: резонатора, представляющего собой частицу золота, которая поддерживает плазмонный резонанс, и изоионной изопористой оболочки, заполненной красителем (в данном случае — уранином, он излучает в области 520 — 530 нанометров, что совпадает с плазмонным резонансом золотой наночастицы, хорошо растворим в воде и физиологическом растворе, благодаря чему широко используется в медицине). К оболочке «пришивается» фолиевая кислота — таким образом спазер приобретает молекулярную адресность для раковых клеток и не взаимодействует со здоровыми.

Когда эти плазменные нанолазеры вводятся в организм, сначала они поодиночке или небольшими группами скапливаются на границе мембраны раковой клетки. А затем, после десятиминутной выдержки, проникают в цитоплазму. При этом они нагреваются, и их становится легко визуализировать с помощью различных оптических методов.

«Мы продемонстрировали режим генерации, связанный с формированием вокруг этого спазера динамического нанопузырька, что приводит к гигантскому лазерному эффекту с интенсивностью излучения в 100 раз большей и спектральной шириной раз в 30 уже, чем для квантовых точек», — говорит заведующий лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии СО РАН доктор физико-математических наук Александр Иванович Плеханов.

Спазеры могут не только визуализировать раковые клетки, но и убивать их. При значительном превышении порога генерации излучения, за счет того, что металлическая сердцевина поглощает его, вокруг плазмона образуется нанопузырек пара, который и разрушает опасную клетку — сначала цитоплазму, потом мембрану. Причем всё это работает при энергиях даже ниже, чем требуется по стандартам лазерной безопасности.

«Мы изучили цитотоксичность наших спазеров на растворе с клетками рака молочной железы и выяснили: их содержание вплоть до 10 миллиграммов на миллилитр раствора (для достижения терапевтического эффекта необходимо гораздо меньше) не является опасным, — комментирует исследователь. — То есть, когда спазеры заходят в раковую клетку, они её не убивают. Но если воздействовать лазерным излучением, то она гибнет — из-за того, что образующаяся конструкция разрывает раковую клетку изнутри. В то же время они не реагируют на нормальную клетку, независимо от того, есть там лазерное излучение или нет».

Диагностический потенциал спазеров продемонстрирован и в опытах с раствором раковых клеток, и в экспериментах на мышах — отмеченные раковые клетки в токах крови и лимфы отлично видны через живую ткань.

«Таким образом, мы продемонстрировали универсальные функциональные возможности спазеров в различных биологических условиях (клеточные цитоплазмы, пробирки, ткани мышей в естественных условиях) и установили, что спазеры могут служить в качестве малотоксичных зондов с молекулярной специфичностью и высокой спектральной яркостью, которой невозможно достичь с помощью квантовых точек. Удалось показать эффективность плазмонных нанолазеров как фототепловых и фотоакустических контрастных средств диагностики и терапии», — говорит Александр Плеханов.

Сейчас исследователи работают над тем, чтобы сделать спазер, который работал бы в инфракрасной области. Тогда станет возможным улучшить некоторые показатели, например такие, как прозрачность тканей.

Ссылка на источник

Все знают, как выглядит Марс, но вирусы остаются невидимы

Российская компания показала первую достоверную модель вируса Зика.

все знают, как выглядит Марс, но вирусы остаются невидимы

В конце марта 2016 года российская компания Visual Science показала первую в мире модель вируса Зика атомного разрешения. По словам создателей, изображения, сделанные на основе этой модели — самые подробные и научно достоверные из всех, что есть на сегодняшний день. Вирусами компания занимается уже не первый год, в ее «Зоопарке» есть и ВИЧ, и Эбола, и грипп, многие другие. О том, по каким стандартам работают в Visual Science и почему свои модели авторы называют самими точными в мире, мы поговорили с основателем компании Иваном Константиновым.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

Биологи засняли заморозку воды под действием «бактерий-Саб-Зиро»

Немецкие ученые сумели наблюдать нуклеацию ледяных кристаллов на белках IMP, которые позволяют бактериям замораживать воду, поражая растительные клетки и ткани. Результаты работы публикует журнал Science Advances.



биологи засняли заморозку воды под действием «бактерий-Саб-Зиро»
Бактерии Pseudomonas syringae

Даже при температуре намного ниже 0° С сверхчистая дистиллированная вода замерзает очень долго. Для быстрого превращения в лед ей требуется пылинка, частица, на которой может стартовать нуклеация кристалла. Запускать нуклеацию способны и бактерии Pseudomonas syringae, стимулирующие замерзание воды уже при температурах около -5 °С. Эта способность помогает микробам разрушать клетки растений, питаясь их содержимым, а также используется при получении искусственного снега. Для этого в воду добавляются лиофилизированные, убитые, но сохранившие возможность «замораживать» воду P. syringae. Эти грамотрицательные бактерии весьма широко распространены по всему земному шару и обнаруживаются даже высоко в атмосфере, где, возможно, участвуют в появлении облаков.

Необычные способности P. syringae связывают с присутствующим на поверхности их внешней мембраны белком inaZ, относящимся к семейству INP (Ice-Nucleation Proteins). При этом детальный механизм работы INP остается неизвестным, и даже пространственная структура этих крупных (порядка 1200 аминокислотных остатков) белков не установлена. Ряд работ по компьютерному моделированию интерфейса активного сайта inaZ привел к появлению гипотезы о том, что этот участок, богатый серином и треонином, «выставляя» в воду полярные гидроксильные группы, имитирует плоскость ледяного кристалла, создавая центр нуклеации. Биофизики из Института полимерных иследований общества Макса Планка, работающие под руководством Тобиаса Виднера (Tobias Weidner), впервые наблюдали этот процесс в эксперименте.

Авторы использовали лазерную SFG-спектроскопию, метод, позволяющий изучать поверхности и границы раздела сред. Для этого объект облучается опорным лучом оптического диапазона, который, отражаясь, комбинируется с ИК-лучом меняющейся частоты. Частота итогового луча, полученного детектором, позволяет обнаружить упорядоченные детали, от которых они отразились. Наряду с моделированием на основе классической молекулярной динамики это позволило получить детальную картину нуклеации, которая развивалась на поверхности мертвых клеток P. syringae из лиофилизированного концентрата Snowmax, продающегося для использования в машинах для создания искусственного снега.

Ученые показали, что сочетание гидрофильных и гидрофобных участков в активном сайте inaZ стимулирует упорядоченное расположение молекул гидратационной (водной) оболочки белка, «направляя» их к формированию кристалла. Кроме того, inaZ эффективно рассеивает тепловую вибрацию попавшихся в ловушки молекул воды, создавая локальные понижения температуры, которые дополнительно облегчают нуклеацию. Впрочем, механизм этого рассеивания энергии остается неясен – как неясен и окончательный ответ на вопрос об участии псевдомонад в формировании облаков и осадков.

Автор: Роман Фишман

Ссылка на источник

Скоро мы будем доверять ИИ больше, чем врачам, в диагностике болезней

Стоит ли говорить, что медицина в наше время весьма успешно продвигается. Прошли уже дни сомнительной анестезии и экспериментальной хирургии. Мы узнаем все больше о том, что болезни делают с телом и как их лечить. Но можем ли мы стать лучше в этом деле? Конечно. Некоторые болезни еще путают врачей. Пациенты страдают. Местами улучшилась, местами — вовсе нет.

скоро мы будем доверять ИИ больше, чем врачам

«Если вас посещает лечащий врач, он наверняка использует стетоскоп. Кровяное давление он измеряет манжетой. Вещи, которые были 100 лет назад, до сих пор остаются основным средством диагностики при первой встрече», говорил Винод Косла на конференции, посвященной экспоненциальной медицине, проведенной Singularity University.

Будучи предпринимателем, изобретателем и технологом, Косла основал Sun Microsystems. В наши дни его компания Khosla Ventures инвестирует и помогает развиваться технологическим компаниям.

Когда Косла вглядывается в будущее здравоохранения на 10 или 15 лет, он видит медицинский пейзаж, кипящий голодными к данным алгоритмами, вроде AlphaGo от Google, а не врачей, к которым мы привыкли.

«Медицина улучшилась с практической точки зрения», говорит Косла. «Но теперь, я думаю, пришло время превратить эту практику в науку о медицине».

Для этого нам придется передать медицинскую экспертизу машинам.

Люди не созданы для обработки обширных и постоянно растущих объемов данных о состоянии здоровья, которые генерируют новейшие технологии. От датчиков здоровья до секвенирования полного генома, наш мир наводняется данными, и точек этих данных скоро будет больше, чем звезд во Вселенной.

Ну какой мозг сможет обработать всю эту информацию? Мы быстро теряем хватку по этой позиции.

По словам Косла, в США все больше людей умирают от ошибочного диагноза, ошибки хирурга и действия лекарств со смертельным исходом, чем в дорожно-транспортных происшествиях. И в том и в другом случае решает человеческая ошибка, чаще всего.

В прошлом проблемой была нехватка информации. Мы полагались на обучение, опыт и интуицию, чтобы заполнить этот пробел. Однако постепенно и чрезмерная информация становится проблемой.

Косла говорит, что диагностировать заболевания можно с одним только биомаркером — химической сигнатурой болезни — либо глядя на 300 биомаркеров. Можно взглянуть на пациента перед собой и сравнить его с несколькими другими пациентами, которых ты принимал, либо же просканировать базу данных из 100 миллионов пациентов на предмет поиска последней сотни или тысячи с подобными симптомами.

Гарвард, Стэнфорд — неважно. Ни один врач с таким не справится.

«По большей части то, зачем мы обращаемся к врачам — за диагнозом, гениальным прозрением доктора Хауса, выписанным рецептом, — все чаще это будет ложиться на плечи машин, оставляя человеку совершенно другую роль в отношении пациента и врача», говорит Косла.

Но ведь все мы этого хотели бы. Освобождение врачей от невозможной задачи сопоставления стопок медицинской информации означает, что они смогут уделить больше внимания заботе о пациентах и развитию технологий.

На данный момент у нас есть специалисты во всем. Ни один из них не общается с другим так, как мы хотели бы. Но ведь у пациента в среднем семь крупных симптомов. Разве не было бы лучше, если бы эти симптомы последовательно изучил искусственный интеллект, а один врач — не семь — передал эти результаты пациенту?

Эта новая модель перевернет здравоохранения с ног на голову. Вместо того чтобы слоняться от специалиста к специалисту, пациенты смогут получить первичную консультацию от врача или даже медсестры. Эта единая точка контакта позволит пациенту оставаться в зоне комфорта и получать всю необходимую помощь.

«Мы выбираем не самого умного, а самого заботливого. Если вы собираетесь лечить людей, заботиться о них, почему бы не выбрать самый гуманный подход?».

Автор: Илья Хель

Ссылка на источник

Слуховая «специализация» оказалась поздним приобретением китообразных

Современные китообразные разделяются на зубатых китов, которые способны слышать в ультразвуковом диапазоне, и усатых китов, которые, наоборот, общаются с другими особями с помощью инфразвука. Французские биологи, исследовав черепа древних китообразных, полуводных протоцет, показали, что способности слышать разные диапазоны частот у современных китов развились уже после того, как они окончательно эволюционировали в морских животных. Исследование опубликовано в Current Biology.



слуховая «специализация» оказалась поздним приобретением китообразных
Реконструкция внешнего вида протоцета, древнего китообразного, жившего 48-35 миллионов лет назад, который вел полуводный образ жизни

Молекулярные исследования показали, что китообразные — близкие родственники парнокопытных и, по-видимому, произошли от одного предка. Древнейшее найденное до сих пор китообразное, пакицет, жившее около 50 миллионов лет назад, было похоже на собаку с длинным хвостом, которое, вероятно, охотилось на пресноводных животных. С китами это существо роднило строение зубов и устройство уха, хотя пакицет был сухопутным животным и был приспособлен к тому, чтобы слышать в воздухе, а не в воде. Более поздние китообразные, протоцетиды, жившие примерно 48-35 миллионов лет назад, жили в неглубоких лагунах и вели полуводный образ жизни. У них были развитые конечности, которые могли поддерживать тело на суше, в то же время туловище у них по форме напоминало дельфинье. Базилозавры, обитавшие в период 41-35 миллионов лет назад, были уже полностью водными животными.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

Начата работа над созданием Атласа клеток человека

Группа ученых из разных стран запустила масштабный проект Human Cell Atlas (Атлас человеческих клеток), целью которого является систематизация информации обо всех существующих в организме клетках. Об их типах и особенностях. Подобный по масштабности проект последний раз проводился в 1990 году под руководством нобелевского лауреата Джеймса Уотсона. Его проект носил название «Геном человека».

начата работа над созданием Атласа клеток человека

Как известно, мельчайшей живой структурой человеческого организма является клетка. Каждая клетка растет, делится, дифференцируется (то есть, проще говоря, специализируется) в клетку определенного типа. Клетки со схожими функциями объединяются в ткани, а ткани в целые органы. Неизвестно даже приблизительное количество клеток, которое на данный момент присутствует в нашем организме, а основным методом изучения строений и функционирования клеток и их структур является микроскопия. Точнее сказать, являлась.

Создание такого Атласа человеческих клеток стало возможным благодаря развитию технологий, позволяющих не просто изучить каждую клетку по отдельности, а узнать ее четкую форму, внешний вид, а также концентрацию тех или иных соединений, входящих в ее состав. В процессе изучения клеток исследователи планируют выяснить, что происходит с клетками и их структурами со временем и как они меняются при развитии тех или иных заболеваний. Кроме того, будет шанс увидеть, чем же отличаются клетки одних органов от клеток других, а также, возможно, можно будет ответить на вопрос об общем количестве клеток в организме.

По словам автора изыскания, Сары Титчманн,

«Получение такой информации поможет понять природу некоторых болезней и в дальнейшем будет использоваться для разработки новых методов терапии заболеваний».

Как утверждают авторы, на создание атласа человеческих клеток уйдет несколько лет, а доступ к нему будет бесплатным, чтобы ученые со всего мира могли использовать полученную информацию.

Автор: Владимир Кузнецов

Ссылка на источник