October 8th, 2017

В коре мозга найдены клетки формирования извилин

Учёные из Университета Каназавы нашли ген, отвечающий за правильность формирования извилин коры головного мозга, и область расположения нейронов, которые отвечают за этот процесс. Исследование, опубликованное в Cell Reports, провели на хорьках, что позволило обойти проблему, по которой для этой работы невозможно использовать мозг традиционного подопытного животного – мыши, ведь у мышей он гладкий.



в коре мозга найдены клетки формирования извилин
Слева – нормально сформированная извилина. Справа – извилина, сформированная после «вырезания» гена Cdk5 из ДНК нейронов верхнего слоя коры.

Кора головного мозга обеспечивает нам всю высшую нервную деятельность. У людей и некоторых млекопитающих кора имеет множество складок –извилинам. Их приобретение в процессе эволюции дало возможность поместить намного большее количество нейронов в тот же объём черепной коробки, и, таким образом, достигнуть большего разнообразия функций мозга.

Как мы ранее писали, в других исследованиях уже показали, что возникновение извилин – механический процесс, обусловленный обменом сигналами между нейронами в первые полгода внутриутробного развития человека. Там, где сигналы интенсивнее, образуется больше связей, натяжение между аксонами сильнее, и формируются складки.

Учёным из Каназавы удалось выяснить, где находятся нейроны, которые играют  основополагающую роль этом процессе. Из результатов исследования следует, что это нервные клетки, которые находятся в верхнем слое коры головного мозга. Ранее никому не удавалось выделить конкретную область, так что это можно считать существенным прорывом.

Кроме того, объединив метод направленного редактирования генома CRISPR-Cas9 и особой техники введения гена, разработанной японскими учеными непосредственно для манипуляций с генами коры головного мозга хорьков, учёные смогли «вырезать» ген Cdk5 из нейронов верхнего слоя коры. В этом случае нормальное развитие извилин нарушалось. Помимо всего этот ген сцеплен с рядом органических и нейродегенеративных заболеваний мозга, а также эпилепсией.

Исследователи надеются, что их работа проложит путь к новым данным об эволюции мозга. Кроме того, возможно, получится изучить патогенез и этиологию различных заболеваний, вызванных или сопровождающихся нарушениями в строении извилин. Например, натяжение внутри коры снижается с возрастом, а также при нейродегенеративных заболеваниях типа болезни Альцгеймера.

Текст: Полина Гершберг

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…

Двигайся в такт: как движение помогает слуховому восприятию

Почти каждого из нас «заводит» и заставляет двигаться в такт та или иная музыка, будь то зажигательные ритмы латины или битбокс. Исследование, проведённое в Университете Макгилла, показывает, что двигательные сигналы в мозге фактически усиливают восприятие звука, и этот эффект возрастает, когда мы двигаемся в ритме со звуком.



двигайся в такт
Верхнее изображение показывает, что мелодия в основном обрабатывается в слуховой коре с нейронными колебаниями ритма альфа (5-18 Гц). Нижнее изображение показывает, напротив, внутреннюю активность височной доли в области лево-латеральной сенсомоторной коры с электрическими колебаниями в бета-ритме (18-24 Гц).

Двигательная система довольно тесно общается с сенсорными областями мозга. Она контролирует многую сочетанную мышечную активность, чтобы мы могли взаимодействовать со средой вокруг, в том числе и распознавать звуки. Только до сих пор было непонятно, как воплощается это распознавание.

В Монреальском неврологическом институте Университета Макгилла, решили проверить гипотезу о том, что сигналы, поступающие из сенсомоторной коры, могут подготавливать слуховую кору для обработки звуков и тем самым улучшать её способность расшифровывать комплексные звуковые потоки типа речи и музыки.

На протяжении эксперимента группа из 21 добровольца слушала сложные тональные последовательности и указывала, оказывалась ли целевая мелодия в среднем выше или ниже по сравнению с неким оригиналом. Исследователи также включали переплетённую отвлекающую мелодию, чтобы измерять способность участников сосредоточиться на целевой музыке.

Упражнение проводилось в два этапа: в первом участники сидели полностью неподвижно, а во втором им разрешалось постучать по тачпаду в одном ритме с мелодией. В этот момент активность их мозга регистрировалась с помощью магнитной энцефалографии (МЭГ).

Миллисекундная МЭГ-визуализация показала, что всплески быстрых нейронных колебаний, поступающих из левой сенсомоторной коры, направлялись в слуховые области мозга. Эти колебания предвосхищали появление следующего тона, который соответствовал мелодии. Открытие показало, что двигательная система таким образом может помочь заранее предсказать мозгу, когда появится звук, и отправить эту информацию в слуховые области, чтобы они могли подготовиться к его интерпретации.

Интересно, что предвосхищающая сигнализация моторной коры предсказывала мелодию даже тогда, когда участники оставались полностью неподвижными. А движение ещё делало характеристики ещё более точными.

Понимание связи между движением и слуховой обработкой может пригодиться при лечении людей с проблемами слуха или речи.

«Это имеет значение для клинических исследований и стратегий реабилитации, особенно у детей с дислексией и у людей с нарушениями слуха. При их обучении лучше полагаться на моторную систему, для начала даже открыто двигаясь синхронно с темпом говорящего. Это должно помочь им лучше понимать разговор», — говорит первый автор работы Бенджамин Морильон (Benjamin Morillon).

Автор: Анна Хоружая

Ссылка на источник

Почему женское сердце крепче мужского

Женские половые гормоны защищают сердце от проблем, связанных с нарушениями в суточных ритмах.



почему женское сердце крепче мужского
У мужского сердца нет гормональной защиты от проблем, связанных с биологическими часами.

Известно, что проблемы с сердцем у женщин начинаются в среднем позже, чем у мужчин. Первая же мысль, которая тут напрашивается, что все дело в женских половых гормонах, которые влияют не только на половую систему, но и на весь организм в целом. Однако, как пишут в Cardiovascular Research исследователи из Гуэлфского университета, дело тут не только в гормонах, но и в суточных ритмах.

Ранее Тэми Мартино (Tami Martino) и ее коллеги в экспериментах на мышах показали, что у мужских особей последствия сердечного приступа оказываются значительно тяжелее, если приступ случился во время сна. Всякий феномен, который зависит от времени суток, имеет отношение к биологическим часам.



почему женское сердце крепче мужского
Сердечная мышца под микроскопом.

Чтобы понять, причем тут биологические часы, авторы работы внесли мутации в ген clock – один из главных генов, управляющих суточными ритмами. Белок, кодируемый clock, включает ген другого белка – per, который считается «часовой пружиной» суточных ритмов (напомним, что за расшифровку механизма работы per в этом году дали Нобелевскую премию по медицине и физиологии).

Мутация в гене clock приводит к поломке внутренних часов – образно говоря, их «пружина» продолжает сжиматься и разжиматься, но без какого-либо четкого ритма. И оказалось, что для самцового сердца испорченные биологические часы опаснее, чем для самочьего: с возрастом у самцов мышей, у которых была мутация в clock, сердечные болезни возникали чаще, чем у самок с точно такой же мутацией.

Более того, удалось выяснить, что у самцов и у самок отличаются клетки сердца. В самцовом сердце был нарушен обмен глюкозы и вообще энергетический обмен веществ – очевидно, проблемы из-за того и начинались, что сердце не могло обеспечить себя энергией в должной мере. При том в сердечных клетках у самцов появлялись особая разновидность кардиолипинов, которые свойственны именно больному сердцу.

Кардиолипинами называются липиды, которые в изобилии встречаются в мембранах митохондрий – клеточных органелл, занятых добыванием метаболической энергии. Реакции, в которых добывается энергия, происходят как раз на митохондриальных мембранах, и эффективность митохондрий сильно зависит от того, что у них с мембранами. Поэтому неудивительно, что изменения в составе кардиолипинов могут сказаться на состоянии всего сердца.

Что до самок, то у них, несмотря на мутацию в «часовом» гене, кардиолипины были здоровые, и с обменом веществ все было более-менее в порядке.

Но причем тут гормоны, о которых мы говорили в самом начале? Выяснилось, что когда у самок с мутацией в clock удаляли яичники, сердце у них начинало портиться так же быстро, как и у самцов. То есть женские половые гормоны, синтезируемые в яичнике, каким-то образом защищают сердце, даже когда в биологических часах начинаются проблемы.

В отношении людей можно сказать, что с возрастом, скорее всего, и мужчины, и женщины в равной степени расстраивают свои биологические ритмы, но у женщин на такой случай есть дополнительный гормональный предохранитель, а вот мужское сердце остается беззащитным.

В перспективе предстоит выяснить, как именно «часовые» дефекты влияют на липидный состав сердечных клеток, и какие именно женские половые гормоны помогают смягчить поломку в суточном ритме, и как они это делают, и можно ли женскими половыми гормонами (или же их аналогами) помочь мужскому организму не болеть сердцем.

Несомненно, что полученные результаты должны очень пригодиться в клинической медицине – ведь для того, чтобы у нас сломались внутренние часы, не обязательно нужна мутация, достаточно самому сбить режим дня. Сами исследователи говорят, что мутация, которую они вводили в ген clock, дает тот же эффект, как и разнообразная сменная работа, вроде «сутки через трое», когда человек бодрствует то днем, то ночью.

Сейчас довольно много говорят о том, что сбитые биологические часы могут привести к очень серьёзным проблемам со здоровьем, и вышеописанное исследование лишний раз это подтверждает.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Людоеды из пещеры Гофа гравировали кости своих жертв

Деревня Чеддер в графстве Сомерсет, Англия, известна на весь мир своими деликатесными сырами. Но есть поблизости пещера Гофа, обитатели которой когда-то давно лакомились куда более экзотическими блюдами. Здесь найдено самое большое количество останков носителей мадленской культуры, обитавших в нынешней Европе 12-15 тысяч лет назад. И точно известно, что мадленцы были людоедами.



Тибетская капала — сосуд, сделанный из верхней части человеческого черепа.
Яркий пример того, в какое искусство развилась со временем ритуализация смерти.

Каннибализм – явление очень древнее. Первые бесспорные признаки употребления ближнего своего в пищу оставил ещё Homo antесеssоr, обитавший в Европе 800 тысяч лет назад. Но нет никаких свидетельств того, что он как-то выделял человека из других пунктов своего меню.



Пещера Гофа располагается неподалёку от деревни Чеддар в графстве Сомерсет (Англия).

Между тем ритуализация смерти – традиция тоже весьма давняя. Похоронные обряды, возможно, существовали еще 400-350 тысяч лет назад у синантропов – по крайней мере, на их стоянках найден явный избыток человеческих черепов по сравнению с другими костями. Сложные погребальные обряды демонстрировали также неандертальцы. Они подкладывали под головы умерших камни, посыпали их охрой, укладывали на подстилки из хвоща, клали в могилу цветы, мясо и яйца, обкладывали периметр рогами животных. Не отставали от них и наши непосредственные предки кроманьонцы.

Однако одно дело – похоронить мирно ушедшего соплеменника, и совсем другое – провести некий ритуал над съеденным человеком. Свидетельства такого поведения в палеолите до сих пор не были известны науке. Для мадленской культуры характерны отметины на костях жертв каннибализма, но прежде не было ясности, специально ли людоеды терзали кости, оставшиеся после страшных трапез, или это только побочный результат убийства и подготовки к употреблению в пищу.

Сильвия Белло (Silvia Bello), Крис Стрингер (Chris Stringer) и другие учёные из Музея естествознания в Лондоне ещё в 2011 году показали, что мадленцы делали чаши из человеческих черепов, аккуратно отделяя мягкие ткани. В этот раз исследованию подверглись интригующие зигзаги на правой лучевой кости предплечья человека, съеденного 14700 лет назад. Дело в том, что такие узоры уже встречались учёным на орудиях труда той эпохи.

Авторы провели макро- и микроморфометрический анализ отметин и сравнили их с другими находками того же периода. Вывод исследователей однозначен: узор был нанесён на кость преднамеренно и, видимо, являлся частью некого ритуала.

Они также полагают, что это первое свидетельство погребального ритуала людоедов по отношению к своим жертвам. Более того, по словам Белло, останки не сохранили никаких признаков насильственной смерти. Возможно, в пещере Гофа съели соплеменника, умершего естественной смертью.



Учёные полагают, что отметины на костях – часть мнемонической техники, чего-то вроде «узелков на память».

О смысле, вложенном в эти жутковатые гравюры, конечно, можно только гадать. Доктор Белло полагает, что отметины на костях – часть мнемонической техники, чего-то вроде «узелков на память».

Какую-то связь этих ритуалов с более древними культурами, с каннибализмом неандертальцев и первых Homo sapiens, проследить вряд ли возможно. Слишком велик временной зазор – десятки тысячелетий. Люди из пещеры Гофа – младенцы по сравнению с неандертальцами. Стрингер полагает, что их людоедская традиция развилась независимо от предшественников.

Результаты нынешнего исследования были опубликованы в журнале PLOS One.

Тем временем изучение находок в пещере Гофа продолжается. Сейчас изучается ДНК, выделенная из обнаруженных костей. Возможно, это поможет ответить на новые интригующие вопросы: в каком родстве эти люди находились между собой, с другими древними жителями Великобритании и с населением континентальной Европы?

Автор: Анатолий Глянцев

Ссылка на источник

Пациент, выведенный из вегетативного состояния, умер через несколько месяцев после операции

Не так давно мы писали о том, что группе врачей удалось перевести пациента из вегетативного состояния в состояние минимального сознания. Новый случай был описан в журнале Current Biology и опирался на применение уже знакомого неврологам метода – стимуляции блуждающего нерва (vagus), которая используется, например, при терапии эпилепсии и лечении депрессии.



Пациент, выведенный из вегетативного состояния, умер через несколько месяцев после операции
ПЭТ-подтверждение успеха стимуляции блуждающего нерва

Неврологи из Университета Клода Бернара в Лионе в 2016 году имплантировали пациенту, который провел 15 лет в вегетативном состоянии стимулятор блуждающего нерва. После месяца стимуляции у мужчины начали наблюдаться заметные улучшения состояния.

Сначала случай вызвал бурную реакцию сообщества – как медицинского, так и журналистского, однако, как сейчас стало известно The Guardian, врачи скрыли тот факт, что 35-летний пациент умер через несколько месяцев после операции.

Несмотря на то, что, по словам врачей, пациент умер из-за легочной инфекции и его смерть никак не связана с проведенной стимуляцией нерва, коллеги сочли этот случай нарушением научной этики: ведь к моменту публикации в Current Biology пациент был уже мёртв. Сами же врачи оправдываются тем, что огласки не желали родственники пациента.

«Мы обсуждали это с семьей. Мы вместе решили, что это [сообщение о смерти] приведет к тому, что люди будут связывать стимуляцию и смерть. Мы заключили, что смерть, не связанная с экспериментом, — это частное дело семьи. Это было ошибкой, так как очевидно, что нас спросят, что с ним стало», – говорит профессор Лионского университета Жак Люоте, который наблюдал за пациентом несколько лет.

Текст: Алексей Паевский

Ссылка на источник

Гималайцы разрушили связь высокогорья с депрессией

«Люди, живущие в высокогорных районах, чаще кончают жизнь самоубийством». Так, по крайней мере, думали ученые, опираясь на данные из США и других развитых стран. Считалось, что гипоксия, или недостаток кислорода, способствует развитию у горцев тяжелой депрессии и суицидальных настроений, особенно в пожилом возрасте. Однако новое исследование, проведенное японскими учеными среди жителей Гималаев и опубликованное в журнале Culture, Medicine, and Psychiatry, показало, что не стоит преждевременно винить природу.

Гималайцы разрушили связь высокогорья с депрессией

Депрессия — сложный феномен, и до сих пор нет ясности, что к ней приводит, как она развивается и как ее можно остановить. Среди людей пожилого возраста депрессия считается прямым показателем, позволяющим прогнозировать и самоубийство, и естественную смерть. Распространенность депрессии среди пожилых варьируется в разных странах от 1 до 17 процента. В США было показано, что существует сильная корреляция между депрессией и жизнью в горах, причем частота случаев депрессии растет с увеличением высоты, даже после учета таких факторов, как возраст, пол, раса и уровень доходов. Казалось бы, эти данные говорят о том, что высокогорье является фактором риска депрессии и самоубийства. Среди возможных причин, связывающих жизнь в горах с депрессией, ученые называли нехватку кислорода, изменения в атмосферном давлении и выработке мелатонина, особенности «горного» метаболизма и фармакокинетики (усваивании и поведении лекарств в организме).

Однако японские исследователи решили подойти к проблеме с другой стороны и проанализировать социокультурные факторы, которые могут по-особенному влиять на горцев. Исследователи провели интервью у жителей двух высокогорных поселениях: в Домкхаре, которая располагается на высоте 3800 метров (район Ладакх, Индия), и в Юйшу — 3700 метров (провинция Цинхай, Тибет, Китай). Примечательно, что население обоих поселений — буддисты.

Работая по стандартным кросс-культурным психологическим тестам, которые позволяют выяснить степень склонности к депрессии и возможных мыслях о самоубийстве, исследователи опросили 114 ладакхцев и 173 тибетца (мужчин и женщин старше 60-ти лет). В дополнение к интервью, ученые также оценили кровяное давление, пульс, насыщенность крови кислородом, вес и наличие диабета. К удивлению исследователи обнаружили, что только 1,8 процента ладакхцев и 2,3 процента тибетцев проявили признаки клинической депрессии. (Все они женщины, и основной причиной своего состояния назвали потерю близкого). Таким образом, более 97 процентов пожилого населения Гималаев оказались не склонными к депрессии.

Данная работа — важный шаг в изучении психического здоровья, так как она показывает, что связь между жизнью в высокогорных условиях и депрессией, установленная по данным из Америки, не является универсальной. Более того, тот факт, что опрошенные жители Гималаев проживают в более высоких районах, чем американские жители относительно невысоких гор, ставит под серьезное сомнение гипотезу о роли кислорода. Скорее всего, первостепенное значение в данном случае имеют не биологические, а социокультурные факторы. Как исследованные ладакхцы, так и тибетцы проживают в сельской местности, где социальная поддержка и родственные и соседские связи очень прочны. Кроме того, все опрошенные являются глубоко верующими буддистами, что указывает на то, что не горы и кислород, а культура и религия очевидно являются главными превентивными факторами развития депрессии.

Автор: Венера Халикова


Ссылка на источник

SHERLOCK не пропустит ни одной мутации

Быстрая, недорогая и высокоточная детекция нуклеиновых кислот теперь станет возможной с помощью метода SHERLOCK, основанного на работе системы CRISPR-Cas13a. Им можно будет пользоваться для выявления патогенов, генотипирования и мониторинга генетических заболеваний. Статья опубликована в Science.

SHERLOCK не пропустит ни одной мутации

Ключевым элементом новой технологии является нуклеаза Cas13a, ранее известная как C2c2 — это фермент, который способен узнавать специфическую последовательность в нити РНК и после этого разрезать любые РНК, которые попались ему рядом. Об открытии Cas13a/C2c2 мы уже писали ранее. По своей функции эта нуклеза аналогична более известной Cas9, которая широко применяется для редактирования генома. Однако, в отличие от последней, Cas13a/C2c2 имеет два важных отличия: во-первых, она работает на уровне РНК, а не ДНК, а во-вторых, вносит в мишень не «хирургический точный» разрыв, а полностью ее уничтожает. Такие особенности делают ее неподходящей для редактирования генома, однако, как оказалось, их же можно успешно использовать в совсем других целях.

Разработанная на основе Cas13a/C2c2 система детекции нуклеиновых кислот позволяет работать с аттомолярными (10-18 моль на литр) концентрациями ДНК или РНК, и при этом быстро и точно выявлять разные штаммы вирусов, различать патогенные бактерии, генотипировать ДНК человека и определять опухолевые мутации во внеклеточной ДНК, циркулирующей в плазме крови.



SHERLOCK не пропустит ни одной мутации
Принципиальная схема работы метода SHERLOCK: всю нуклеиновую кислоту из образца переводят в ДНК, синтезируют на ее основе РНК с помощью
T7-полимеразы, а затем находят в этой «библиотеке» образцы нужной последовательности с помощью нуклеазы Cas13a/C2c2, вооруженной
«эталонным образцом» этой последовательности. Разрушение РНК приводит к флюоресценции. Поскольку Cas13a/C2c2 процессивна, она не
останавливается пока не уничтожит все подходящие по последовательности молекулы.

Для того, чтобы исследовать возможности этой системы, белок Cas13a бактерии Leptotrichia shahii инкубировали с целевой РНК (ssRNA 1), CRISPR РНК (crRNA) и репортерной РНК, которая позволяла убедиться, что фермент сработал. При этом в кассете CRISPR были закодированы фрагменты ssRNA 1, поскольку именно ей фермент пользуется как шпаргалкой для поиска целевой РНК. Система работала in vitro и показывала неплохую чувствительность, но чтобы добиться аттомолярной чувствительности эксперимента, ученым пришлось некоторое время подбирать условия предварительной амплификации (метода увеличения количества нуклеиновых кислот). Оптимальной работы фермента удалось достичь с помощью рекомбиназной полимеразной амплификации, увеличивающей число копий ДНК, после чего ДНК конвертировали в РНК, после чего ssRNA 1 детектировали с помощью Cas13a. Фермент чувствовал определенную последовательность ssRNA 1, сравнив ее с той, что закодирована в CRISPR, и резал окружающие РНК, в том числе репортерную. Разрезанная репортерная РНК начинала флуоресцировать, благодаря чему можно было убедиться, что фермент нашел цель. Этот комплекс методов назвали SHERLOCK (Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing).

Методы капельно-цифровой ПЦР подтвердили, что для работы этой системы достаточно всего одной молекулы исходной РНК или ДНК. Чувствительность SHERLOCK совпадает с чувствительности метода количественной ПЦР и капельно-цифровой ПЦР — двумя основными способами детекции нуклеиновых кислот, при этом его результаты при многократных повторах эксперимента показывают меньшую вариабильность.

Эффективность метода была протестирована на лентивирусах, содержащих геномные фрагменты вируса Зика и вируса лихорадки Денге. SHERLOCK распознавал вирусные частицы, концентрация которых не превышала двух аттомоль, и различал два вышеуказанных типа между собой. Выяснилось, также, что SHERLOCK можно подвергать высушиванию и последующему восстановлению, и его чувствительность при этом не падает ниже 20 аттомоль. Детекцию при этом можно проводить на стекловолокнистой бумаге, что делает метод удобным для использования практически в любых условиях.

Действие SHERLOCK проверяли на образцах мочи, слюны и сыворотки крови, где он успешно выявлял нуклеиновые кислоты с концентрацией около трех аттомоль. При этом нуклеиновые кислоты не обязательно было подвергать предварительной очистке. SHERLOCK также правильно различает разные штаммы патогенных бактерий. Используя методы мутагенеза для внесения искусственных мутаций, ученые выяснили, что система позволяет детектировать даже однонуклеотидные замены (SNP). Это, в свою очередь, дает возможность проводить генотипирование человеческих геномов, которое основывается на их однонуклеотидных различиях. SHERLOCK успешно «опознал» четыре человеческих образца по пяти геномным локусам, взятых из базы данных 23andMe, причем мог детектировать как гомозиготные, так и гетерозиготные мутации. Последним этапом был поиск внеклеточных фрагментов ДНК с раковыми мутациями, свободно плавающими в образцах крови больного человека, детекция которых обычно затруднена из-за большого количества обычной ДНК. Выяснилось, что метод способен зафиксировать даже 0,1 процентную концентрацию нуклеиновой кислоты, несущей раковые мутации.

Ученые полагают, что применение SHERLOCK может стать важным этапом методов количественной оценки нуклеиновых кислот, мультиплексных экспрессионных анализов и других чувствительных методик, в том числе определения уровня контаминации образцов. Также его можно применять для детекции патогенных мутаций в живых клетках и аллелеспецифичной экспрессии. Один тест на стекловолокнистой бумаге при этом будет стоить всего порядка 61 цента.

Подробности о перспективах исследований CRISPR и истории открытия Cas13a/C2c2 можно узнать в недавнем интервью с одним из авторов этого открытия, Константином Севериновым.

Авторы: Анна Казнадзей, Александр Ершов

Ссылка на источник

Перестаньте есть бактерии: негигиеничные привычки, которых вы не замечаете

Ученые из Университета Клемсона (Clemson University) во главе с Полом Доусоном (Paul Dawson ) проверили некоторые распространенные пищевые привычки и оценили их гигиеничность. Оказалось, что по крайней мере 7 из них могут оказаться опасными для здоровья.

перестаньте есть бактерии

Быстро поднятая вещь упавшей не считается (Правило 5 секунд)

Есть мнение, что если упавшую еду поднять быстро, хотя бы в течение пяти секунд, то она не успеет «загрязниться». Оказалось, что это суждение ошибочно. Для того, чтобы микробы успели попасть на упавший кусочек еды, достаточно менее одной секунды. Хотя количество бактерий зависит от типа еды и состояния поверхности. Сухая еда, упавшая на твердую чистую поверхность, не подвергается массированной атаке микробов, в отличие от влажной еды, упавшей на землю или ковровое покрытие.

Правило повторного погружения

Наверняка вы неоднократно видели, как кто-то, макнув кусочек еды в соус и откусив от него, вновь макает его в соус. Доусон с коллегами выяснили, что после такого повторного обмакивания кусочка еды количество бактерий в соусе увеличивалось многократно – в зависимости от вида соуса их количество могло возрасти в пять раз. Не пользуйтесь одной посудой для соуса совместно с другими людьми.

Пивной пинг-понг или пив-понг

Довольно распространенная молодежная игра под названием Beer Pong также может оказаться негигиеничной и опасной для здоровья. По правилам этой игры нужно попасть мячиком для пинг-понга в стакан с пивом. Ученые из группы Доусона изучили мячики, участвующие в ирге, и выяснили, что они загрязнены невероятным количеством бактерий. И все они попадают в пиво, когда игрок метко отправляет мячик в стакан.

Один попкорн на двоих

Это единственная привычка, которая не представляет большой опасности. Участникам эксперимента намеренно загрязнили руки бактериями Escherihia coli. Оказалось, что второму едоку попкорна передалось менее 1% бактерий – результат лучше ожидаемого.

Задувание свечей на торте

Ученые покрыли куски пенопласта шоколадом и украсили их свечами, после чего передали участникам эксперимента. Все добровольцы приступили к задуванию тортов с полным желудком — чтобы усилить слюноотделение и максимально приблизить ситуацию к реальности, ведь сладкое подают в конце праздничного вечера. Все торты до и после эксперимента были проверены на наличие бактерий. Выяснилось, что после задувания свечей количество микробов на поверхности пенопласта увеличилось в 14 раз.

Вода с лимоном

Если вы просите в ресторане принести лимон, чтобы выдавить его сок в минеральную воду, то вы подвергаете себя опасности. Группа Доусона протестировали влажные и сухие ломтики лимона, намеренно загрязнив руки участников эксперимента и щипцы для лимона бактериями Escherihia coli. Оказалось, что 100% бактерий с влажного ломтика лимона попали в воду, и только 30% - с сухого ломтика.

Меню, пожалуйста

Доусон и его команда обнаружили, что бактерии легко переносятся с помощью меню. Более высокий наплыв посетителей в ресторане или кафе в часы пик приводил к передаче большего количества бактерий при помощи папок с меню.

Не забывайте о правилах гигиены во время еды! Помните о том, что вокруг нас – миллионы бактерий и супербактерий, которые представляют смертельную опасность для человека.

Автор: Юлия Куфман


Ссылка на источник

Новая система CRISPR/Cas13 помогла выключить гены в клетках человека

Недавно открытый белок Cas13a — компонент системы CRISPR/Cas, который способен целенаправленно разрушать молекулы РНК — заставили работать в клетках человека. Ученые из Массачусетского технологического института показали, что при помощи CRISPR/Cas13 можно эффективно уничтожать мРНК выбранных генов, тем самым «выключая» их активность. Неактивную форму Cas13a, способную только связывать, но не расщеплять РНК, ученые приспособили для отслеживания локализации молекул РНК внутри клетки. Исследование опубликовано в Nature.

новая система CRISPR/Cas13 помогла выключить гены в клетках человека

Часто для оценки влияния конкретного белка на какой-то внутриклеточный процесс, исследователям требуется выключить ген, который его кодирует. Сделать это можно двумя способами — необратимо «сломать» ген, то есть внести в ДНК мутацию, которая нарушит его функцию, либо подавить его активность на уровне транскрипции, то есть синтеза матричной РНК.

В частности, изменить последовательность ДНК можно при помощи системы CRISPR/Cas9, подробней о которой можно прочитать в нашем материале. Эта система состоит из белка Cas9, расщепляющего ДНК, и короткой направляющей РНК, которая «указывает» белку, где ему сделать разрез. В процессе залечивания клеткой разреза в ДНК, в последовательность гена вносится мутация.

Однако эффективность этого процесса не так высока, как хотелось бы, к тому же исследуемый ген может быть настолько важен для жизнедеятельности, что его необратимая поломка несовместима с жизнью. В таких случаях можно временно подавить транскрипцию гена при помощи РНК-интерференции. В основе этого процесса лежат маленькие молекулы РНК, комплементарные участку внутри матричной РНК (они называются малые интерферирующие РНК). Специальный белковый комплекс узнает матричную РНК, связанную с малой РНК, и расщепляет ее.

Эффективность подавления активности гена при помощи РНК-интерференции, как правило, меньше ста процентов, что позволяет работать даже с жизненно важными мишенями. Однако у этого способа есть и недостатки: во-первых, некоторые гены невозможно «заглушить» даже РНК-интерференцией, во-вторых, малые РНК не очень точно связываются со своей мишенью, что приводит к нецелевому уничтожению мРНК.

Весной мы писали об открытии международным коллективом, в который входили и российские ученые, нового белка из семейства Cas, который способен направленно расщеплять одноцепочечную РНК, а не ДНК. Белок получил название С2с2, или Cas13a. В работе, опубликованной в журнале Science, исследователям удалось направленно уничтожить РНК бактериофага в клетках кишечной палочки, а также направить на деградацию мРНК флуоресцентного белка. Кроме того, новый белок был успешно использован для in vitro детекции нуклеиновых кислот в методе под названием SHERLOCK.

В новой работе ученые показали, что Cas13a из бактерии Leptotrichia wadei можно использовать и в клетках человека, а также в клетках растений (в клетках кишечной палочки тестировали белок из другого вида, Leptotrichia shahii), и что система CRISPR/Cas13 может эффективно заменить собой РНК-интерференцию.

Для начала авторы оптимизировали нуклеотидный состав гена Cas13 так, чтобы белок эффективно синтезировался в эукариотических клетках, и «пришили» к нему последовательность, обеспечивающую доставку в ядро. Эффективность расщепления РНК проверили на двух клеточных линиях человека и клетках риса. Эффективность выключения репортерного гена Gluc, кодирующего люциферазу, везде оказалась довольно высокой и составила около 75 процентов.

После этого авторы проверили эффективность системы для подавления активности нескольких собственных генов человека на фибробластах и клетках меланомы. Для разных генов эффективность выключения составила в нескольких экспериментах от 30 до 85 процентов, что в среднем соответствовало эффективности контрольных проб для РНК-интерференции.

При помощи Cas13 авторам работы удалось существенно снизить количество транскриптов для генов, которые с использованием РНК-интерференции подавить не удавалось (MALAT1 и XIST). Важным преимуществом CRISPR/Cas13 перед интерференцией оказалась чувствительность связывания: по сравнению с малыми интерферирующими РНК, для которых было детектировано множество нецелевых мишеней, для Cas13 нецелевого связывания зарегистрировано вообще не было.

Введение мутаций в каталитический домен белка привело к тому, что Cas13a перестал разрезать РНК, и снижения количества транскриптов мишеней не происходило. Способность неактивного мутанта dCas13a специфически связывать молекулы РНК была использована в качестве метода для мониторинга матричных РНК в цитоплазме. Для этого белок dCas13a пришлось модифицировать таким образом, чтобы в отсутствие мишени он был сосредоточен в ядре и подавлял собственную транскрипцию. На примере мРНК гена актина (ACTB) авторы показали, что при помощи dCas13a можно детектировать накопление этих РНК в цитоплазме в составе стрессовых гранул — скоплений, которые образуются в неблагоприятных для клетки условиях. В присутствии направляющей РНК для гена актина dCas13a связывал мРНК этого гена и переходил в цитоплазму, а в присутствии контрольной РНК, которая его никуда не направляла, детектировался в ядре.

По мнению Константина Северинова, который поучаствовал в открытии нового белка, и интервью с которым мы по этому поводу публиковали, практическое применение в клетках нового Cas-белка с активностью РНКазы было вряд ли возможно. Однако его коллеги довольно быстро показали, что это не так. Станет ли Cas13 таким же популярным и незаменимым лабораторным инструментом, как РНК-интерференция и его «брат» белок Cas9, — время покажет.

Ранее ученым удалось заставить белок Cas9 связываться с РНК и расщеплять ее путем искусственной пришивки к нему РНКазы. При помощи варианта этого белка под названием RCas9, авторы смогли уничтожить скопления микросателлитной РНК в клетках, взятых у больных с миодистрофией.

Автор: Дарья Спасская


Ссылка на источник