June 16th, 2017

Химеры реальные и этические

В сентябре 2014 года Национальные институты здоровья США (NIH) решили прервать финансирование экспериментов по созданию «химер» — животных с человеческими тканями и органами. Ведущая организация по регулированию медицинских исследований мотивировала это тем, что ей необходимо детальнее оценить возможные научные и социальные последствия подобных исследований. Особенно чиновников беспокоит возможность появления животных с человеческими мозговыми клетками. Однако ученые не сдаются и ищут альтернативные пути создания и изучения «химер».



химеры реальные и этические
Химера с Собора Парижской Богоматери

Несмотря на «страшное» название, цель создания «химер» — спасение человеческих жизней. Подсаживая человеческие стволовые клетки эмбрионам животных на самых ранних стадиях развития, исследователи рассчитывают выращивать с их помощью полноценные человеческие органы для пересадки.

Упрощенно этот процесс выглядит следующим образом. У эмбриона животного отключают гены, ответственные за развитие определенного органа, например, печени (эта сложная генно-инженерная технология еще совершенствуется, но в отдельных случаях используется). Такой эмбрион не сможет развиться в жизнеспособное животное, однако если подсадить ему несколько стволовых клеток здорового животного того же или другого вида (этот процесс называется комплементацией эмбрионов), отсутствующий орган разовьется из них. Если речь идет о человеке, с помощью подобной технологии теоретически можно вырастить свинью или овцу с печенью, генетически идентичной пациенту, у которого были взяты клетки.

Все это возможно, только если «обработать» эмбрион возрастом несколько дней (он представляет собой около десятка клеток), после чего перенести для вынашивания в матку животного. То, что «химеризация» происходит на столь раннем этапе развития, вызывает опасения: а не разовьются ли человеческие клетки во что-то помимо искомого органа, и не получится ли животное слишком «очеловеченным». Исследования, в которых используются два разных вида животных, показывают, что на практике этого не происходит — так, например, выращены мыши с крысиной поджелудочной железой и другие «химерные» животные. Подтвердить это для человеческих органов можно только в непосредственном эксперименте.

Подобные эксперименты немедленно попадают в поле зрения всевозможных этических комитетов, религиозных организаций, защитников прав животных и т.д., которые, естественно, настроены против. Тем не менее, они все же проводятся. По оценкам MIT Technology Review, в течение 2015 года в США было создано и перенесено для вынашивания около 20 эмбрионов свиней и овец с человеческими клетками. Предварительную информацию о них предоставили Университет Миннесоты и Институт Солка в калифорнийской Ла-Хойе. Еще несколько десятков таких экспериментов, предположительно, были проведены за пределами страны. Во всех случаях беременность прерывали на ранних стадиях, когда у эмбриона уже есть подходящие для изучения зачаточные органы, но он еще не жизнеспособен. Полноценных научных публикаций об этих исследованиях пока нет.

Наиболее поздний на данный момент эксперимент по созданию «химер» начал в Стэнфордском университете японский биолог Хиромицу Накаути (Hiromitsu Nakauchi). Именно ему удалось на родине вывести мышей с крысиной поджелудочной железой, однако подобные опыты с человеческими клетками в Японии запрещены, и ученый переехал в США. Он рассказал корреспонденту MIT Technology Review, что в 2015 году произвел подсадку человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток) свиным и овечьим эмбрионам. Грант на это исследование выделил Калифорнийский институт регенеративной медицины.

По словам Накаути, количество человеческих клеток в его эксперименте сравнительно невелико. «Если у эмбриона 0,5 процента человеческих клеток, крайне маловероятно получить из него думающую свинью или прямоходящую овцу», — заявил он и добавил, что для получения iPS-клеток использует собственную кровь. (iPS-клетки получают из крови или кожи взрослого организма. Они могут развиваться во многие ткани, что сближает их с эмбриональными стволовыми клетками. За разработку технологии их получения Джон Гердон и Синъя Яманака в 2012 году получили Нобелевскую премию).

Пока о выращивании полноценных «химер» речи не идет — текущие эксперименты должны показать, возможно ли развитие человеческого органа в организме животного в принципе, и как создать для этого наиболее подходящие условия. Кроме того, они должны дать почву для обоснованных этических заключений по этому вопросу.

Накаути уверен, что работы по получению «химер» не несут риска для общества, но могут в будущем решить проблему нехватки органов для трансплантации. Тем более что выращенные таким способом органы генетически будут идентичны органам пациента и не отторгнутся его иммунной системой, а вырастить их можно в течение года.

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…

Секретом устойчивости тихоходок к высыханию оказались «стекленеющие» белки

Тихоходки известны своими способностями переносить самые экстремальные испытания. Эти микроскопические животные выдерживают кипячение и замораживание в жидком азоте, давление в тысячи атмосфер, космический вакуум и полное отсутствие воды. В неблагоприятных условиях они могут проводить многие годы в устойчивом обезвоженном состоянии криптобиоза. Особую роль в этом играют необычные «стекленеющие» белки, предохраняющие клеточные органеллы тихоходок от разрушения. Об открытии нового механизма устойчивости тихоходок рассказал исследователь Университета Северной Каролины Томас Бутби (Thomas Boothby), выступивший на ежегодной конференции Американского общества клеточной биологии. Статья исследователя («Разупорядоченные белки тихоходок опосредуют устойчивость к пересыханию за счет витрификации») готовится к публикации.



Секретом устойчивости тихоходок к высыханию оказались «стекленеющие» белки
Тихоходки переносят многолетнее высушивание, переходя в состояние криптобиоза

Криптобиоз тихоходок активно изучается уже несколько десятков лет. В неблагоприятных обстоятельствах эти крошечные животные «съеживаются», проницаемость их кутикулы резко снижается, а в тканях начинается синтез трегалозы, которая, видимо, замещает в мембранах и структурах их клеток воду, позволяя организму переносить практически полное высушивание. Метаболизм практически полностью останавливается – в такой форме «бочки» (tun) тихоходки могут проводить, по некоторым сведениям, десятки, а то и сотни лет. Существуют указания на то, что многие механизмы устойчивости могут быть заимствованы: в предыдущей своей работе, опубликованной журналом PNAS, Томас Бутби с соавторами показали на существование у них горизонтального переноса генов.

В своем новом докладе Бутби сообщил об обнаружении у тихоходок генов «изначально разупорядоченных белков» (Intrinsically Disordered Proteins, IDP), которые активируются при пересыхании, но не других видах стрессов. В общих чертах структуру IDP ученые рассмотрели с помощью метода кругового дихроизма, показав, что в водном растворе эти необычные белки не имеют устойчивых элементов вторичной структуры, однако при удалении воды формируют «ярко выраженные» альфа-спирали.

Выделив гены IDP, авторы перенесли их в линию человеческих клеток HeLa. Это позволило выяснить, что в обычных условиях IDP распределяются по цитоплазме более или менее равномерно, однако при пересыхании начинают концентрироваться у определенных органелл (к сожалению, Бутби не назвал, у каких именно), защищая их. В отсутствии воды in vitro эти белки формируют, по словам ученого, «биологическое стекло», своего рода покрытие, которое препятствует денатурации других белков и формированию амилоидных агрегатов, а также поддерживает целостность мембран.

Томас Бутби отмечает, что лучшее понимание механизмов устойчивости биологических тканей к высушиванию имеет и практическое значение: оно позволит создать новые, более экономичные и эффективные методы сохранения продуктов, вакцин и медикаментов.

Автор: Роман Фишман

Ссылка на источник

Обмани меня, если сможешь: улыбка как предиктор лжи

В мае на Международной конференции по автономным агентам и мультиагентным системам (мультиагентная система – это система, образованная несколькими взаимодействующими интеллектуальными агентами: например, людьми, командами людей, программами или роботами – прим. ред.) старший автор исследования, профессор информатики в инженерной школе USC Viterbi Джонатан Грач (Jonathan Gratch), представил работу, согласно которой люди, улыбающиеся во время победы, повышали шансы своего противника на выигрыш в будущей игре. А вот улыбка во время поражения, наоборот, способствовала будущей победе.

улыбка как предиктор лжи

Основной интерес предыдущего исследования Джонатана Грач заключался в том, как люди обманывают окружающих, при этом бессознательно выдают сами себя выражениями своих эмоций. Полученные данные исследователи собираются использовать для создания искусственного интеллекта, который сможет отличать и даже выражать подобные эмоции, как и человек.

«Мы считаем, что эмоция – враг разума. Но правда в том, что эмоции – это наш способ придавать значение вещам. Без этого мы столкнулись бы с безграничным выбором», – говорит Грач.

Грач и его соавторы надеются наполнить виртуальных людей и даже роботов возможностью ценностной оценки, используя при этом эмоциональное распознавание и реакции, чтобы сформировать то, что можно назвать принятием решений на уровне интуиции.

Улыбаемся и машем

В исследовании, презентованном на AAMAS, приняли участие 370 человек, которые задействовались в одной из версий британского телевизионного игрового шоу «Golden Balls». Им предстояло решить, «поделить» или «украсть» денежный приз. Если оба участника решали «поделиться» — они делят выигрыш. Если один игрок принимает решение поделиться с «вором» — последний получает всё. А если оба предпочли воровать (или увести выигрыш) – не выигрывает никто.

Каждому участнику выплатили 30 долларов США, также они получили дополнительные билеты на лотерею в размере 100 долларов, полученную по их общему количеству успешных «краж» и «раздела».

Участники играли в игры друг против друга с помощью видео Skype. Их реакции записывались и кодировались с помощью программного обеспечения для отслеживания эмоций, которое фиксировало движения мышц лица, включая движения щёк (дерзость, самоуверенность), подъём губ и подбородка, ямочки на лице, сжатие и разделение губ.

Что касается мотивации игроков, то учёные предполагают, что успешные и улыбающиеся победители навлекают на себя проигрыш в будущем, вызывая неприязнь и желание взять реванш, а улыбка во время проигрыша рассматривается в качестве жеста к сотрудничеству и чувству взаимного успеха.

Роботы-переговорщики

В аналогичном исследовании Джонатан Грач в соавторстве с ведущим научным сотрудником USC ICT (Институт креативных технологий Университета Лос-Анджелеса в Калифорнии, США) Гейлом Лукасом (Gale Lucas) и его коллегами в 2016 году показали, что участники зачастую неправильно истолковывают честность во время ведения переговоров друг с другом. Например, участник видит успокаивающие (убеждающие) знаки коллеги наподобие движения головой, позитивной речи, честной улыбки, но на самом деле часто под этими действиями скрываются нечестные деятельность и поведение.

За последние несколько лет Джонатан Грач тесно сотрудничал со Школой бизнеса USC Marshall (Бизнес-школа Университета Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, США), чтобы подключить «виртуальных» людей, которые способны понимать эти нюансы в переговорах. ИКТ также работает с такими агентствами, как армия Соединённых Штатов, чтобы с помощью ботов прорабатывать сценарии переговоров.

Текст: Инна Егорова

Ссылка на источник

Кардиостимулятор, работающий от сердца

Пьезоэлементы позволят избавить кардиостимуляторы от обычных батареек.

Разнообразные миниатюрные медицинские устройства уже давно используются в повседневной клинической практике: это и всякие датчики, которые считывают те или иные физиологические параметры, это и устройства с лекарствами, высвобождающие свою лекарственную начинку в соответствии с определенным расписанием, это и крохотные электронные ритмоводители, помогающие сердцу работать правильно.



кардиостимулятор, работающий от сердца
Один из современных беспроводных кардиостимуляторов

Среди ритмоводителей давно есть беспроводные модели, которые работают на собственной батарейке, а сами по себе такие устройства стали настолько маленькими, что их вводят в стенку сердечной мышцы с помощью катетера через вену, без какого-либо серьёзного хирургического вмешательства.

Но любой источник питания рано или поздно истощается, удалить же кардиостимулятор так просто не выйдет – вокруг него начинается рубцевание, так что устройство оказывается как бы запечатано в сердце. Конечно, батарейка служит довольно долго, но через несколько лет ритмоводитель работать все-таки перестает, и нужно ставить новый, так что в итоге, по словам Амина Карами (M. Amin Karami) из Университета Баффало, сердце превращается в небольшое кладбище кардиостимуляторов.

Сам Амин Карами и его коллеги предлагают использовать в качестве источника питания для ритмоводителя такое устройство, которое собирало бы энергию сердечных сокращений. Речь идет о пьезоэлементе: как известно, пьезоэлектрические кристаллы при сжатии генерируют электрический ток.

Пьезоэлемент можно установить на вибрирующий мотор или даже на мост, по которому постоянно идут машины, его используют, чтобы превращать механические вибрации в электричество. Но точно так же можно использовать и регулярные сокращения и расширения сердечной мышцы. Правда, у разных людей сердечный ритм отличается, но, по словам исследователей, их элемент питания может работать с широким диапазоном частот.

Как пишет портал The Scientist, первый прототип такого устройства Карами и его коллеги описали в статье в Smart Materials and Structures, а спустя какое-то время в Journal of Intelligent Material Systems and Structures вышла другая статья, в которой говорилось, как сделать пьезоэлектрический источник питания еще более маленьким и более энергоемким. Теперь его предстоит объединить с собственно кардиостимулятором. В конечном счете, все устройство в целом должно оказаться таким же небольшим, как обычные кардиостимуляторы, чтобы его можно было также вводить сердце через катетер.

Похожую идею в 2014 году обсуждали исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне в своей статье в PNAS: в ней они описывали материалы и устройства, которые позволяли бы получать электрическую энергию от движений, совершаемых сердцем, легкими и диафрагмой; экспериментальные модели таких устройств хорошо работали на органах животных, по размеру схожих с человеческими. Сейчас же, спустя несколько лет, речь идет уже о том, чтобы поставить пьезоэлемент на человеческий кардиостимулятор.

Напомним, что проблему с батарейками можно решить иным путем – так, как это сделали исследователи из Стэнфорда: в качестве источника питания для ритмоводителя они использовали генератор электромагнитных волн, расположенный просто на поверхности тела.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Бактерии оказались «связными» в общении тараканов

Американские ученые показали, что кишечная микрофлора рыжих тараканов выделяет феромоны, способствующие их агрегации. Статья опубликована в журнале PNAS.

бактерии оказались «связными» в общении тараканов

Рыжие тараканы, или прусаки (Blattella germanica), очень социальны и склонны к формированию крупных агрегаций. Постоянный контакт с представителями своего вида дает тараканам множество преимуществ, облегчая поиск пищи и партнеров, помогая в терморегуляции и предотвращая обезвоживание. Это социальное поведение тараканов регулируется так называемыми феромонами агрегации. Множество разных типов таких феромонов неоднократно обнаруживали в фекалиях тараканов, однако до сих пор было неизвестно, где именно они вырабатываются. В качестве кандидатов на выработку этих феромонов ученые рассматривали ректальные железы и кишечную микрофлору. Ранее было показано, что кишечная микрофлора участвует в выработке феромонов агрегации у саранчи, поэтому авторы статьи решили проверить, работает ли тот же механизм для рыжих тараканов.

Поскольку кишечная микрофлора попадает в организм из внешней среды, авторы предположили, что если кишечные бактерии действительно участвуют в выработке феромонов агрегации, содержание этих феромонов в фекалиях и поведение тараканов будет зависеть от условий, в которых выращены насекомые. Для проверки этого предположения ученые разделили тараканов на две группы. Первую группу выращивали в стерильных (безбактериальных) условиях, давая стерильный корм и воду и тщательно защищая от контаминации бактериями из внешней среды, чтобы не допустить развития кишечной микрофлоры. Вторую, контрольную группу содержали в обычных условиях. После этого авторы измеряли содержание феромонов в фекалиях обеих групп и сравнивали поведение тараканов при контакте с разными образцами фекалий.

Анализ показал, что в фекалиях безбактериальных тараканов (не имеющих кишечной микрофлоры) отсутствуют 12 основных феромонов агрегации, а оставшиеся 24 типа феромонов представлены в крайне низкой концентрации. Поведенческие тесты продемонстрировали, что экстракт фекалий безбактериальных насекомых значительно меньше привлекают других тараканов, чем фекалии контрольной группы, и совсем не способствуют их агрегации.

Чтобы доказать, что феромоны вырабаются именно микрофлорой, авторы изолировали кишечную микрофлору контрольной группы тараканов, культивировали и пересадили в кишечник безбактериальных тараканов. После этого экстракт фекалий таких тараканов снова проанализировали в поведенческих тестах. Оказалось, что пересадка бактерий значительно повысила частоту, с которой другие тараканы выбирали фекалии в тестах на предпочтение, и восстановила реакцию агрегации при контакте с такими фекалиями.

Эти результаты, как заключают авторы, доказывают, что кишечная микрофлора играет первостепенную роль в выработке феромонов агрегации у рыжих тараканов. Кроме того, поскольку состав кишечной микрофлоры отражает состав бактерий в окружающей среде, полученные результаты объясняют различия состава феромонов для разных колоний тараканов, а также склонность тараканов возвращаться в излюбленные места агрегаций.

Автор: Софья Долотовская

Ссылка на источник

Сельское хозяйство в Европу принесли мигранты из Турции и Греции

Сельское хозяйство в Европу принесли переселенцы, около 8 тыс. лет назад пришедшие с побережья Эгейского моря в центральные и южные регионы континента, населенного охотниками и собирателями. Распространение новых технологий было связано не столько с передачей идей и нового образа жизни, сколько с миграцией и смешиванием населения. К таким выводам пришли ученые, сравнившие ДНК ранних крестьян Европы и неолитических жителей современной Греции и Анатолии. Отчет о работе опубликован журналом PNAS.

сельское хозяйство в Европу принесли мигранты из Турции и Греции

Ближний Восток считается одним из древнейших центров возникновения сельского хозяйства и оседлого образа жизни. Отсюда они распространились по всем соседним регионам, включая Европу. Этот процесс мог развиваться как за счет миграций крестьянского населения, так и при заимствовании идей и технологий автохтонным населением. Влияние этих факторов на возникновение сельскохозяйственных культур Европы до сих пор остается спорным. Новая работа большой команды европейских исследователей показывает, что миграция играла в этом ключевую роль.

Авторы проанализировали образцы ДНК, обнаруженные на пяти неолитических стоянках близ восточного и западного побережий Эгейского моря, на территории современных Греции и Турции. Ранее они были датированы возрастом около 8000-8500 лет (за исключением одной из греческих стоянок, существовавшей примерно на 2000 лет позднее) – задолго до времени, когда сельское хозяйство распространилось в другие регионы Европы. Полученные данные ученые сравнили с известными генотипами современных европейцев, а также древних европейских охотников и сменивших их крестьян.

Было показано, что митохондриальная ДНК неолитических образцов относится к гаплогруппам, характерным для современных жителей Европы и европейских фермеров эпохи неолита, но не встречающимся у более ранних мезолитических охотников, живших на континенте. Гаплогруппа Y-хромосом из двух образцов соответствует гаплогруппе современного населения Западной и Юго-Западной Европы, а также Y-хромосоме ледяной мумии Эци, которая была найдена в Альпах и датирована примерно 3000 лет до н.э. Первые крестьяне Европы оказались генетически ближе к жителям Эгейского моря (и к современным европейцам), чем к своим предшественникам-охотникам.

Ученые выяснили, что эти люди еще не несли мутации, позволяющей взрослым усваивать лактозу (молочный сахар) и питаться молоком во взрослом возрасте, однако уже имели ряд аллелей, связанных со сравнительно светлой пигментацией кожи. Два образца ДНК, полученные со стоянки в Турции также содержали характерную для современных европейцев аллель, которую связывают с пониженным риском развития диабета II типа.

Авторы заключают, что жители сегодняшней Европы стали результатом генетического обмена между древнейшими охотниками-собирателями и пришедшими с Эгейского моря крестьянами, к линиям которых несколько тысяч лет спустя добавилась волна переселенцев из степей на юго-востоке континента (представители ямной культуры). В дальнейшем ученые планируют проследить предысторию европейцев еще глубже в прошлое – до Плодородного полумесяца на Ближнем Востоке, одного из древнейших центров земледелия на планете.

Автор: Роман Фишман

Ссылка на источник

Наездники заставили пауков-зомби плести для себя коконы

Группа японских биологов обнаружила, что личинки наездников Reclinervellus nielseni не только медленно поедают своих хозяев – пауков-кругопрядов, но и «перепрограммируют» их поведение, заставляя плести для себя коконы. По мнению ученых, личинки вырабатывают химические вещества, сходные с гормонами линьки, которые заставляют кругопрядов плести особый вариант паутины-гамака, обычно используемый самими пауками. Однако наездники тонко модифицируют этот процесс, принуждая пауков продуцировать более толстые и крепкие нити с особыми свойствами. Работа опубликована в The Journal of Experimental Biology.



наездники заставили пауков-зомби плести для себя коконы
Личинка наездника пожирает паука-кругопряда

Исследователи изучили более 1600 особей японских пауков-кругопрядов вида Cyclosa argenteoalba. Из них 23 зараженных паразитами особи ученые доставили в лабораторию, где наблюдали и снимали на видео цикл развития личинок, их взаимодействие с хозяевами и поведение самих пауков. Особое внимание биологи уделили процессу плетения паутины. После сбора данных поведение пораженных паразитоидами пауков сравнивалось с их здоровыми сородичами.

Обычно кругопряды плетут два типа сетей: круглые и липкие для ловли добычи и небольшие сети-гамаки для себя, которые используют для того, чтобы пройти внутри них процесс линьки. Наблюдения показали, что из 23 зараженных пауков в 11 случаях личинки дожили до стадии окукливания. При этом в десяти случаях они каким-то образом заставили пауков начать плести модифицированный вариант паутины-гамака, более крепкий и плотный, нежели они обычно плетут. Сам способ плетения при этом принципиально не изменился.

По мнению биологов, такое поведение пауков связано с тем, что куколки вырабатывают некие вещества (вероятно, аналоги гормонов-экдистероидов), которые перенастраивают их инстинктивную программу плетения под нужды личинок. В отличие от пауков, линяющих за несколько суток, процесс окукливания и вылупления молодого наездника требует больше десяти дней. Поэтому им требуется более надежный и прочный кокон, чем самим паукам.

Паразитирование одиночных ос и наездников на пауках – давно известный феномен. Взрослые особи жалят и парализуют пауков, после чего откладывают в них яйцо или приклеивают его к брюшку членистоногого. Спустя время из него вылупляется личинка и начинает пожирать паука изнутри. Ближе к стадии окукливания, паук вдруг начинает плести странную сеть, из которой личинка потом легко свивает себе кокон. Когда эта сеть готова, личинка доедает останки паука и окукливается внутри кокона.

Ранее считалось, что паук плетет свою обычную сеть, однако она получается столь удобной для создания кокона из-за того, что он к этому моменту сильно ослаблен. Новое исследование показывает, что паразиты специально модифицируют инстинктивное поведение паука.

Ссылка на источник

Грибы помогают бактериям в трудную минуту

Снабжая бактериальные споры водой и питательными веществами, грибы помогают им проснуться от стрессового сна.

Тело грибов – мицелий, или грибница – состоит из множества длинных и тонких нитей, называемых гифами. Стремясь найти воду и питательные вещества, гифы могут прорастать довольно далеко, пронизывая почву обширной сетью.



грибы помогают бактериям в трудную минуту
Грибной мицелий

И если, например, какая-то часть грибницы оказалась в неблагоприятных условиях, то те гифы, которые нашли и воду, и питательные вещества, будут снабжать весь остальной мицелий и тем, и другим. Однако гриб помогает таким образом не только сам себе, но и почвенным бактериям, которые оказались рядом с грибным «трубопроводом».



грибы помогают бактериям в трудную минуту
Гифы гриба из рода пенициллов

Исследователей из Центра изучения окружающей среды Объединения имени Гельмгольца интересовало, как грибы транспортируют, что им нужно, через «бесплодные земли»: мицелий рос в лабораторных условиях на достаточно питательной среде, но в конце концов натыкался на участок, где не было ни воды, ни глюкозы, ни соединений азота, и должен был прорасти гифами сквозь него, чтобы добраться до очередного «оазиса». Однако на бедном водой и питательными веществами участке были еще споры бактерии Bacillus subtilis: как многие бактерии, в неблагоприятных условиях B. subtilis переходит в спящее состояние, дожидаясь, пока снова не появится вода и все прочее.



грибы помогают бактериям в трудную минуту
Бактерия Bacillus subtilis по электронным микроскопом

Как говорится в статье в Nature Communications, стоило только грибным гифам прорасти через обезвоженную зону, как бактериальные споры просыпались, и бактерии начинали размножаться. Пометив воду, глюкозу и азотистые соединения особыми изотопами, авторы работы обнаружили, что все эти вещества, которые гриб качал из богатой среды, оказывались в бактериях. То есть грибы делились тем, что нашли, с другими микробами, улучшая среду вокруг себя.

Полученные данные, безусловно, помогают лучше понять, как существуют сложные почвенные экосистемы, в которых бок о бок друг с другом живут множество бактерий и грибов. Можно представить, как в трудные времена грибы приходят на помощь тем, кто живет рядом с ними, раздобывая воду и питательные вещества за счет своей огромной и очень разветвленной грибницы.

Кстати, похожим образом грибы помогают и растениям, делясь с ними водой в засушливые периоды.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Исследователи NIAID обнаружили причину восприимчивости к простуде

Исследователи из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID), входящего в Национальные институты здравоохранения (NIH), сообщают об идентификации генетической мутации, которая приводит к повышенной восприимчивости к заражению риновирусами человека (human rhinoviruses, HRV) — основной причины простуды.

исследователи NIAID обнаружили причину восприимчивости к простуде

Как указано в заявлении NIAID, речь идет о мутации в гене IFIH1, которая ведет к синтезу дисфункциональных белков MDA5* в клетках дыхательных путей. Ранее было обнаружено, что лабораторные мыши, не имеющие нормально функционирующего MDA5, не могут обнаружить генетический материал нескольких вирусов, что делает их неспособными запускать соответствующие иммунные реакции против них.

Сообщается, что мутацию обнаружили у ребенка с историей тяжелых инфекций, вызванных HRV. Мутировавший белок MDA5 у ребенка был не способен распознать риновирусы, препятствуя иммунной системе вырабатывать интерфероны.

Случай, опубликованный на страницах Experimental Medicine, описывает опасные для жизни респираторные инфекции, включая простуду, грипп и бактериальную пневмонию уже через несколько недель после рождения ребенка. После генетического анализа подозрение на первичный иммунодефицит было снято, но обнаружена описанная аномалия.

Исследователи провели анализ базы данных более 60 000 геномов добровольцев для оценки связи плохого состояния здоровья с мутацией гена IFIH1. И обнаружили несколько вариантов мутаций, которые могли бы привести к менее эффективной работе белка MDA5. Большинство людей с этими вариациями имели нормальную продолжительность жизни, здоровых детей, что привело к предположению о возможном влиянии других генетических факторов, которые  могут компенсировать мутацию IFIH1, либо добровольцы  испытывали частые инфекции, но не сообщали о них.

Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) США расценивают 2-3 простудных заболевания в год у взрослых как норму, хотя число инфекций может варьировать в широких пределах в зависимости от образа жизни и условий окружающей среды.

* MDA5 является частью семейства RIG-I-подобных рецепторов (RLR)

Автор: Елена Воронина

Ссылка на источник

Глава Счетной палаты предложила объединить ФОМС и ФСС

Глава Счетной палаты РФ Татьяна Голикова считает целесообразным объединение государственных внебюджетных фондов, которые входят в систему социального страхования. Это позволить снизить административные расходы.

Глава Счетной палаты предложила объединить ФОМС и ФСС

В правительстве сейчас обсуждается идея снижения общего размера взносов в государственные внебюджетные фонды: Фонд обязательного медицинского страхования (ФОМС), Фонд социального страхования (ФСС) и Пенсионный фонд с 30 до 22% от фонда оплаты труда с одновременным повышением НДС для компенсации выпадающих доходов бюджетной системы. В этой сфере нужна более серьезная реформа, считает Татьяна Голикова. «Может быть, объединение фондов, может быть, перераспределение ресурсов между ними», — заявила она в интервью РИА «Новости» в кулуарах Петербургского международного экономического форума.

По словам главы СП, прежде чем принимать решение об изменении ставок страховых взносов в государственные внебюджетные фонды, власти должны оценить, что должно происходить с расходной частью этих фондов, с их обязательствами, с тем, как будет обеспечена система здравоохранения, система оплаты больничных листов, нетрудоспособности и т.д. «Это неприятная тема, она сложная с точки зрения модернизации законодательства, с точки зрения понимания. И все предпочитают говорить о более простых вещах: поменяем налоги, уменьшим ставки, увеличим ставки… Но простых здесь решений быть не может», — подчеркнула она.

Ссылка на источник

Кошкам морда не помеха

Выражение лица не мешает приютским котам найти свой дом.

В 2013 году Бриджит Уоллер (Bridget M. Waller) из Портсмутского университета и ее коллеги опубликовали статью в PLoS ONE, в которой говорилось, что те собаки из приюта, которые чаще поднимают брови при встрече с человеком, скорее находят себе новый дом.



кошкам морда не помеха
Кошек любят с любой мордой

Удалось даже вывести точную пропорцию: псы, которые, видя потенциальных хозяев, поднимали брови двадцать раз, покидали приют в два раза быстрее, чем те, которые поднимали брови всего пять раз. Исследователи тогда предположили, что такое выражение собачьего лица кажется людям более дружелюбным (собственно, так оно и есть), и сам пес становится похож на милого щенка, и устоять перед ним просто невозможно.

Естественно, следующий вопрос, который тут возник – как в этом смысле обстоят дела с кошками. У кошек выражение морды может быть очень и очень разным, и для начала требовалось понять, что котики могут показать своим лицом, а чего не могут, так что исследователи тщательным образом проанализировали все возможные движения, которые кошки способны проделать лицевыми мышцами, включая движения ушами, носом, глазами и т. д. Теорию подкрепили практикой, понаблюдав за более чем сотней котов и кошек из трех разных приютов.



кошкам морда не помеха
Кошек, которые трутся обо все вокруг, чаще берут в дом

Но когда выражения кошачьих физиономий решили сопоставить с их, так сказать, публичным успехом, оказалось, что возьмут ли кота в дом или не возьмут, не так уж сильно зависит от того, что написано у него на морде – точнее, вообще не зависит.

Зато большую роль тут играет язык тела: если котик трется об игрушки и вообще о какие-то предметы в своей клетке, то его шансы покинуть приют возрастают на 30%. Иными словами, выражение лица у кошки может быть вполне сварливое, но если она трется головой или боком о спальный ящик, то ее возьмут в дом с большей охотой. Результаты исследования опубликованы в Applied Animal Behaviour Science.

То, что у кошек нет такого выражения, которое человек бы считал заведомо милым, можно объяснить тем, что котики милы по определению и целиком, с любыми лицами. Авторы работы, впрочем, полагают, что здесь все дело в том, что кошек одомашнили заметно позже, чем собак, и никакой особо симпатичной гримасы естественный отбор у кошек еще не закрепил.

С другой стороны, Деннис Тернер (Dennis Turner) из Института прикладной этологии и психологии животных в Цюрихе напоминает, что собак одомашнивали как сторожей и помощников в охоте, что подразумевает некие близкие психологические отношения – а как еще узнать о том, как твой партнер или друг относится к тебе, как не по выражению лица?

От кошек же изначально требовалось сдерживать натиск грызунов на запасы пищи, а уж с каким лицом кошка будет их сдерживать, совершенно неважно.

По материалам Science.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Когда люди смогут прожить 100 здоровых лет?

Смена парадигмы — сложный, утомительный, порой невозможный процесс. И если выбирать отрасль, в которой необходима смена парадигмы, то это, бесспорно, будет здравоохранение. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, общие расходы на глобальное здравоохранение в 2012 году составили 6,5 триллиона долларов. И это число будет расти, если ученые не будут разрабатывать новые технологии и механизмы, посвященные профилактической, предупредительной (превентативной) медицине.

когда люди смогут прожить 100 здоровых лет

Один из таких ученых-пионеров, доктор Лирой Худ, выступил на конференции экспоненциальной медицины, проведенной Singularity University на прошлой неделе. Помимо длинного послужного списка инноваций в области биологических и вычислительных наук, он внес вклад в проект генома человека и стал одним из основателей Института системной биологии.

Он, как и многие другие в наше время, считает, что интегрированная персонализированная медицина может в значительной степени преобразовать область здравоохранения. Десятилетиями доктор Худ выступал за системную медицину, комплексный подход к здоровью, который одновременно учитывает биохимические, физиологические и экологические аспекты. Комплексный подход позволяет в подробностях наблюдать заболевание от начала и до конца.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

Сердечные приступы будут лечить фотосинтезирующими бактериями

Биологи из Стенфордского университета сумели уменьшить сердечную недостаточность у крыс с помощью фотосинтезирующих бактерий, введенных в сердце. При освещении такие бактерии производили кислород, и сердечная деятельность крыс с блокированными сердечными сосудами значительно улучшалась. Исследование опубликовано в Science Advances.



сердечные приступы будут лечить фотосинтезирующими бактериями
Бактерии Synechococcus elongatus на кардиомиоците крысы

Сердечный приступ, или инфаркт миокарда, происходит вследствие некроза участка сердечной мышцы. Это, в свою очередь, случается из-за недостатка кровоснабжения, а именно — нехватки кислорода в этом участке. Вызывать инфаркт могут, например, тромбоз, артериальный спазм или перенапряжение сердца. Это одна из самых распространенных причин смерти на Земле наряду с онкологическими заболеваниями.

Чтобы наладить кровоток в сердце, помимо назначения лекарств, врачи делают операции, позволяющие освобождать «заблокированные» сосуды (они могут быть сужены, например, из-за холестериновых бляшек). При этом в сосуд вставляют расширяющие конструкции — стенты, или удаляют мешающие сгустки. Ученые решили взглянуть на лечение с другой стороны — кислород мог бы вырабатываться непосредственно в сердце, и оперативного вмешательства можно было бы избежать.

Вначале они пытались работать с растениями — шпинатом и кормовой капустой (распространенную в Америке в качестве символа и эталона здорового питания «kale»). Из них выделяли органеллы, ответственные за выработку кислорода — хлоропласты, и пытались использовать их в качестве отдельных функциональных единиц. Этот эксперимент, однако, не увенчался успехом, хлоропласты без клеток эффективно работать не могли. Тогда исследователи решили перейти к фотосинтезирующим бактериям.

Бактерии Synechococcus elongatus способны превращать углекислый газ в кислород под действием света, так, как это делают растения, при этом с точки зрения размеров и строения они сами представляют собой нечто вроде отдельных хлоропластов (считается, что хлоропласты когда-то давно были свободноживущими бактериями, а потом перешли на симбиотическое существование). Поселив их в чашку Петри рядом с сердечными клетками крысы, ученые убедились, что на свету бактерии выделяют кислород, который успешно используется их соседями. Бактерии способны были жить в физиологических условиях, необходимых сердечным клеткам, а тем, в свою очередь, не мешало, а помогало их присутствие.

После этого культуру этих бактерий вводили в сердце крысам. Некоторые сосуды этих крыс исскуственно блокировали, вызывая у крыс сердечный приступ. Когда участки миокарда начинали омертвевать, крыс освещали ярким светом. Бактерии начинали выделять кислород, который эффективно использовался окружающими тканями. Уровень кислорода в них повышался в 25 раз, и сердечная деятельность крыс улучшалась. Такие крысы дольше выживали, и их сердца лучше и мощнее сокращались по сравнению с контрольной выборкой, которую держали в темноте. После блокирования сосудов температура сердечных тканей всех крыс сначала падала, но у крыс с бактериальной культурой уже через двадцать минут она повышалась обратно, что свидетельствовало об эффективном течении внутренних метаболических процессов.

Эффект улучшения сердечной деятельности сохранялся даже спустя четыре недели после начала эксперимента. Отдельно ученые отмечают, что уже спустя сутки после искусственного приступа уровень тропонина (биомаркера сердечных заболеваний) у крыс, сердечные бактерии которых подвергались прямому освещению, существенно снижался.

Иммунная система крыс не отвергала бактерий, однако надо учитывать, что у людей этот процесс может стать препятствием подобной терапии. Положительным моментом является то, что иммунным ответом, наоборот, можно воспользоваться — и бактерии можно было бы вводить не непосредственно в сердце, а в любой сосуд. Для этого их надо снабдить соответствующими антителами, мишенью которых являются сердечные клетки. Другой проблемой является освещение — нужно «пробивать» светом грудную клетку человека, чтобы достичь нужного эффекта без хирургического вмешательства.

В случае успеха такая терапия могла бы помогать если не избегать сердечных приступов то, по крайней мере, отодвигать их, давая больше времени на лечение. Следующим этапом работы ученых будет генетическая модификация бактерий с целью повышения эффективности выработки ими кислорода, а также опыты с более крупными животными — овцами и свиньями.

А о том, как собираются применять для лечения последствий кислородной недостаточности галлюциноген ДМТ, можно почитать здесь.

Автор: Анна Казнадзей

Ссылка на источник

Три технологии на основе ДНК, которые изменят нашу тихую жизнь

Мы часто говорим о революции на гребне исследований ДНК, но пока не видим, как она отражается на нашей повседневной жизни, в наших домах. Выступая на конференции, посвященной экспоненциальной медицине в этом году, Рэймонд Макколи рассказал о том, как мы сможем читать, писать и взламывать ДНК, и какие возможности это перед нами открывает.

три технологии на основе ДНК

Например, три инновации в области технологий на основе ДНК, которые могут изменить нашу тихую домашнюю жизнь в ближайшем будущем.

Предметы быта, объединенные в сеть, будут следить за здоровьем

три технологии на основе ДНК

Секвенирование первого генома человека стало подвигом Геракла, который потребовал десять лет работы и обошелся в 3 миллиарда долларов США. Сегодня, в принципе, любой может получить полное секвенирование генома за 12 часов и тысячу долларов, а компании усердно трудятся над снижением стоимости секвенирования до 100 долларов.

Макколи прогнозирует, что в 2018 году стоимость секвенирования генома человека упадет ниже 20 долларов. К 2022 году она будет стоить не дороже воды в бачке унитаза. Что самое смешное, возможно, бачок унитаза обзаведется встроенным устройством для секвенирования. Макколи действительно считает, что туалеты станут центральными объектами в домашней сети будущего. Они не только будут определять здоровье нашего организма и рацион, они будут давать подсказки, мол, «тебе пора бы завязывать с дешевым пивом».

В настоящее время ограничивающим фактором дешевого секвенирования является разработка необходимого программного обеспечения, которое будет интерпретировать все данные, а мы могли получать всю ценную информацию от длинных цепочек А, Т, Ц и Г.

Клеточное сельское хозяйство позволит производить животные продукты без животных

три технологии на основе ДНК
Макколи видит большой потенциал в так называемом «клеточном сельском хозяйстве», то есть в создании яиц без кур и говядины без коров. Однажды наша любимая еда, возможно, совсем не потребует убийства животных. Разве это плохо? Некоторые животные ведут себя довольно осознанно. Коровы радуются, обезьяны распознают ложные убеждения, дельфины общаются предложениями. И несмотря на то, что они на нашем месте вряд ли вели бы себя более гуманно, человек несет ответственность за животные виды планеты.

Появляются новые компании, которые отходят от устоявшейся практики забоя животных и предлагают альтернативу, которая не вредит животным в процессе создания пищи. Например:


  • Memphis Meats выращивает ткани говядины, свинины и птицы в лаборатории, подкармливая стволовые клетки животных смесью кислорода, сахара и минералов. Через несколько недель в биореакторе появляются мышечные ткани.

  • MycoWorks выращивает новый тип кожи из мицелия (попросту грибов) и других продуктов.

  • New Wave Foods создает заменитель креветок из растительных белков и водорослей.

  • Geltor использует микробов для производства желатина неживотного происхождения для применения в пище, косметике и медицине.

Надомные биолаборатории с бактериями смогут производить все, от парфюма до лекарств

три технологии на основе ДНК
Animo Labs – это настольная мини-лаборатория, которая позволяет детям (и взрослым) быстро и просто начать заниматься биологической инженерией. Она позволяет выращивать бактерий, которые меняют цвет или светятся в темноте.

Однако у создателей это лаборатории грандиозные планы. Джули Лего, исполнительный директор Animo Labs, говорит, что «наша цель в долгосрочной перспективе — создать распределенный процесс биопроизводства. Вы сможете производить так же, как это делают крупные компании, но в малых количествах и что угодно, от любимых духов до инсулина в домашних условиях».

Сегодня мы можем читать, писать и взламывать ДНК с легкостью и точностью, недоступной раньше. Поскольку стоимость использования этих новых инструментов продолжает падать, мы наблюдаем появление все новых и новых продуктов, которые расширяют границы наших возможностей работы с ДНК.

Автор: Илья Хель

Ссылка на источник

Обезьяны прошли важный тест на ложные убеждения

Шимпанзе, ученый с палкой и исследователь в костюме Кинг-Конга может показаться набором для плохого розыгрыша, но на самом деле с этого начался недавно проведенный эксперимент, который представил первое доказательство того, что высшие приматы — бонобо, шимпанзе и орангутанги — понимают ложные убеждения, что характерно для так называемой теории разума. Способность понимать, что другие имеют психические состояния и точки зрения, которые отличаются от нашей, считается уникальной для людей.

обезьяны прошли важный тест на ложные убеждения

На днях в журнале Science было опубликовано исследование, в ходе которого ученые записывали движения глаз трех видов высших приматов, пока животные смотрели видео с человеком, который ищет спрятанный без его ведома объект. Обнаружилось, что приматы чаще смотрят на те места, где человек рассчитывал найти объект (приматы знали, что это ложное убеждение), хотя объекта там давно нет. Полученные данные свидетельствуют, что обезьяны могут интуитивно понимать, о чем думал человек.

Теория разума (или модель психического состояния) занимает центральное место в социальном функционировании человека, но ученые давно задаются вопросом, является ли эта черта характерной только для человека. Имеются свидетельства, что обезьяны могут понимать психические состояния других, но они также неизбежно проваливали тесты с ложным убеждением — то есть когда кто-то может действовать согласно убеждению, не соответствующему истине. Фумихиро Кано из Университета Киото считает этот тест «лакмусовой бумажкой» для теории разума. Традиционные тесты на ложное убеждение для обезьян включают сложные задания, вроде перемещений вокруг чашек в поисках спрятанной еды. Поэтому Кано и работающий с ним Кристофер Крупенье из Института эволюционной антропологии Макса Планка адаптировали более простой тест на ложное убеждение, предназначенный для младенцев людей. В основе теста лежит метод отслеживания глаз, которые будут смотреть туда же, где человек будет ожидать найти объект.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник

В Северном море выловили двухголовую морскую свинью

В конце мая рыбаки из Нидерландов выловили в Северном море сиамских близнецов обыкновенной морской свиньи (Phocoena phocoena). Они оказались уже мертвыми новорожденными детенышами, которые срослись боками. Сообщение о находке опубликовано в журнале Роттердамского музея естественной истории Deinsea.

в Северном море выловили двухголовую морскую свинью

Сиамские близнецы рождаются редко (по разным оценкам, у людей в одном случае из 49-189 тысяч новорожденных), но случаи рождения сиамских близнецов известны у домашних и лабораторных млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб. Однако рождения сиамских близнецов очень редко фиксируются у диких млекопитающих, в частности у китов и дельфинов (известно девять случаев). Вероятнее всего это происходит потому, что подавляющее большинство сиамских близнецов либо умирает до, либо сразу после рождения.

Авторы статьи описывают десятый случай рождения сиамских близнецов у китообразных. 30 мая нидерландские рыбаки выловили в Северном море новорожденных сиамских близнецов морской свиньи, которые срослись боками. Длина детенышей составляла около 70 сантиметров, вес — около шести килограммов. Когда их выловили, детеныши были уже мертвы. Рыбаки решили, что хранить мертвых морских свиней на судне будет незаконно, поэтому они сделали несколько фотографий и выбросили труп в море.

Морские свиньи — семейство морских млекопитающих из подотряда зубатых китов. Ранее их относили к семейству дельфиновых, но морские свиньи отличаются от настоящих дельфинов строением черепа и зубов. Кроме того, они значительно мельче. Разные подвиды обыкновенной морской свиньи (Phocoena phocoena) встречаются на севере Атлантического и Тихого океанов, и в Черном, Азовском и Эгейском морях. Животные держатся небольшими группами и охотятся, в основном, на придонную рыбу. Авторы статьи отмечают, что описанный случай — второй известный пример рождения близнецов у морской свиньи и первый — рождения сиамских близнецов.

Автор: Екатерина Русакова

Ссылка на источник

Врач на проводе

За последний год о телемедицине произнесено явно больше слов, чем сказано их в ходе самих телемедицинских консультаций. Электронный посредник в отношениях врача и пациента только начинает поднимать голову, но, по словам экспертов, уверенный рост уже наметился: таких консультаций становится все больше. Кажется, впереди непаханое поле для новой работы, но на этом пути могут встретиться непредвиденные препятствия.

врач на проводе

Алло, доктор! Доктор, прием!

В Гематологическом научном центре Минздрава в первом квартале 2017 года проведено около 40 консультаций, за весь прошлый год – около 200. Эти цифры почти не отличаются от показателей СПбГПМУ, озвученных в ходе Санкт-Петербургского медицинского форума. Можно утверждать, что в целом по стране за год проведено несколько тысяч удаленных консультаций.

Но даже если процесс примет взрывной характер, повсеместному развитию телемедицины еще долго будут препятствовать консерватизм врачей и пациентов и слабое развитие интернета на обширных территориях страны. Качественной связи с «материком» нет, например, в Норильске, не говоря уже о маленьких северных поселках, так что передача томограмм там до сих пор почти невозможна.

Read more...Collapse )

Ссылка на источник