October 9th, 2017

Ноотроп помог сохранить ясность ума при подъеме в горы

Китайским ученым удалось предотвратить снижение интеллекта, вызываемое горной болезнью, двумя разными способами: назначением ноотропного препарата оксирацетама и стимуляцией ядра шатра мозжечка. Отчет об исследовании опубликован в журнале Brain and Behaviour.

ноотроп помог сохранить ясность ума при подъеме в горы

Когнитивные расстройства разной степени тяжести из-за кислородного голодания часто наблюдаются при быстром подъеме на большую высоту даже у людей, адаптированных к постоянному пребыванию высоте 1000–2000 метров над уровнем моря. Они повышают риск происшествий в условиях высокогорья и могут сохраняться в течение некоторого времени после спуска, приводя к снижению работоспособности. Эффективных методов профилактики этих нарушений до сих пор не разработано.

Сотрудники Третьего военного медицинского университета в Чунцине пригласили для участия в исследовании 60 добровольцев, служащих в китайских вооруженных силах. Все они в течение нескольких лет жили на высоте около 1800 метров над уровнем моря. В ходе эксперимента участники впервые в жизни за три дня поднялись на высоту 4000 метров.

Треть добровольцев за восемь дней до восхождения начали 15-дневный курс приема оксирацетама в дозе 800 миллиграммов три раза в сутки. Этот препарат является производным пирацетама и относится к ноотропам — лекарствам, улучшающим когнитивные функции (мышление, обучаемость, память). Оксирацетам не входит в фармакопею большинства стран, однако широко применяется в экспериментальных целях.

Еще треть участников на протяжении того же времени раз в день получали получасовую транскраниальную электростимуляцию ядра шатра мозжечка, принимающего участие в работе вестибулярной системы. Остальные добровольцы вошли в контрольную группу.

В течение эксперимента функции мозга участников оценивали с помощью различных когнитивных тестов, регистрации слуховых вызванных потенциалов (для анализа проведения нервного импульса от слухового нерва к коре мозга), допплерографии мозговых сосудов и электроэнцефалографии.

После подъема на заданную высоту в контрольной группе наблюдалось ухудшение когнитивных функций, замедление проведения нервных импульсов, повышение кровоснабжения ствола мозга (отвечает за регуляцию дыхания, кровообращения и других базовых функций жизнеобеспечения) за счет коры (отвечает за высшую нервную деятельность) и энцефалографические нарушения. И оксирацетам, и электростимуляция эффективно предотвратили все эти расстройства в экспериментальных группах.

По мнению ученых, предложенные методы могут стать средством профилактики когнитивных расстройств в условиях высокогорья. Однако механизм их действия остается неизученным и требует дальнейших исследований.

Ранее японским ученым, обследовавшим коренных жителей Гималаев, удалось опровергнуть распространенную в научной среде точку зрения о том, что жизнь в условиях высокогорной гипоксии повышает риск депрессии и склонности к самоубийству.

Автор: Олег Лищук


Ссылка на источник

promo soldier_moskva 02:33, yesterday 2
Buy for 30 tokens
Опасения местных наблюдателей, о которых ИА REGNUM писало 17 июля, оправдались: политическая карьера нового севастопольского врио Михаила Развожаева началась с предвыборного скандала. Сначала снялась с выборов вся верхушка «Партии пенсионеров» – как предполагается, из-за давления из центра.…

Насекомое, у которого растворяются ядра нейронов

Сотрудник биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова изучил наружное и внутреннее строение одного из самых маленьких насекомых в мире — наездника-яйцееда Megaphragma. Результаты работы были опубликованы в журнале PLOS ONE. У насекомого оказалась очень необычная нервная система.

насекомое, у которого растворяются ядра нейронов

Наездник-яйцеед Megaphragma из семейства Trichogrammatidae — это паразитическое насекомое размером всего 200 микрометров. Ученый впервые исследовал его строение и провел анализ структурных особенностей, связанных с миниатюризацией.

«Несмотря на предельно малые размеры тела, эти насекомые сохраняют сложность организации. Строение многих систем органов Megaphragma практически не отличается от строения крупных представителей родственных групп насекомых. К этим системам относятся скелет, мускулатура, пищеварительная, выделительная и половая системы. Особенно интересна мускулатура, так как у этих насекомых сохраняются сотни мышц, характерных для крупных насекомых», — рассказал автор статьи Алексей Полилов, заведующий кафедрой энтомологии биологического факультета МГУ.

Другие системы органов, напротив, демонстрируют значительные уникальные перестройки, связанные с уменьшением размеров тела. У Megaphragma отсутствует сердце и почти вся гемолимфа — вещество, выполняющее те же функции, что кровь и лимфа у животных с замкнутой системой кровообращения, — вытеснена жировым телом, поэтому основной транспорт питательных веществ осуществляется за счет их впитывания в ткани (диффузии).

«Еще более интересные изменения происходят в нервной системе. После формирования центральной нервной системы на куколочной стадии происходит массовое растворение тел и ядер нейронов, в результате которого у имаго — взрослых насекомых — большинство нейронов становятся безъядерными и представленными только отростками, а ядра остаются только в примерно 5% нейронов», — прокомментировал ученый.



насекомое, у которого растворяются ядра нейронов
Микроструктура мозга Megaphragma

В работе автор использовал как классические методики морфологических исследований, так и современные методы электронной микроскопии, матричной томографии и трехмерного компьютерного моделирования.

Исследование миниатюризации животных становится все более и более актуальным направлением биологии, особенно в XXI веке, когда производители техники и электроники стремятся к миниатюризации техники и электроники. Исследователь надеется, что открытые им закономерности миниатюризации насекомых будут востребованы в микроробототехнике.

«Описанное уникальное явление безъядерных нейронов ставит много вопросов о фундаментальных принципах работы нервной системы животных, поэтому необходимо разностороннее изучение этого объекта. Мы планируем провести этологические эксперименты для определения возможностей к обучению и формированию памяти у насекомых с безъядерными нейронами, изучить развитие их нервной системы, изучить другие виды рода Megaphragma и близкие рода», — заключил ученый.

Текст: пресс-служба МГУ

Ссылка на источник

Резистентных бактерий победили старыми антибиотиками с помощью света

Биологи из Колорадского университета в Боулдере научились повышать эффективность антибиотиков за счет наночастиц, ослабляющих бактериальные клетки. Наночастицы, активируемые с помощью света, инициировали в клетках синтез активных форм кислорода и запускали ответную реакцию клеточной защиты. После такой обработки резистентные к антибиотикам бактерии начинали реагировать на них гораздо сильнее, причем в некоторых случаях эффект действия лекарств повышался в тысячу раз. Исследование опубликовано в Science Advances.



резистентных бактерий победили старыми антибиотиками с помощью света
Сальмонелла под электронным микроскопом

Антибиотики — эффективное средство борьбы с бактериальными возбудителями заболеваний, однако бактерии эволюционируют с огромной скоростью, адаптируясь к самым разным веществам, и ученым приходиться изобретать все новые и новые лекарства или даже классы лекарств. Постоянно возникают, в том числе, штаммы бактерий, резистентных к широкому спектру веществ (MDR, multiple drug resistant), представляющие собой особенную опасность для хозяйских организмов.

Известно, что АФК (активные формы кислорода) играют роль в процессе взаимодействия бактерий и антибиотиков, однако до сих пор детали этой роли были не вполне ясны. АФК присутствуют в клетке всегда, однако при избыточной их концентрации включается антиоксидантные механизмы клеточной защиты, поскольку АФК могут влиять на структуру ДНК, а также на нарушать работу металлсодержащих ферментов. Известно, что при делеции генов, ответственных за подавление синтеза пероксидов и супероксидов, восприимчивость к антибиотикам у бактерий повышается. Исследователи решили подробнее изучить это явление, искусственным образом повышая концентрацию АФК в бактериальных клетках.

В рамках данного проекта ученые работали с резистентными штаммами трех видов бактерий — Escherichia coli, Salmonella enterica и Klebsiella pneumoniae. В клетки вводили наночастицы, сделанные из теллурида кадмия — полупроводникового материала, которые можно было контролировать, активируя в нужный момент с помощью света с определенной длиной волны и генерируя при этом строго заданный потенциал. В результате наночастицы испускали электроны, которые, в свою очередь, создавали в клетке из кислорода необходимые АФК — супероксиды (радикалы *O2). Супероксиды обладают сравнительно длительным временем жизни и значительным потенциалом действия. Разрушая сульфидные мостики в металлсодержащих белках, супероксиды способны создавать поток ионов железа в клетке. Ионы железа локализуются в ДНК, белках и липидах и инициируют реакцию Фентона.

Это оказалось эффективным способом ослабления бактериальных клеток перед обработкой антибиотиками. В 75 процентах разных протестированных комбинаций «АФК+антибиотик» ослабленные действием АФК бактерии значительно сильнее реагировали даже на «старые и знакомые» антибиотики, причем как на бактерицидные вещества (цефтриаксон, ципрофлоксацин и стрептомицин), так и на бактериостатины (клиндамицин и хлорамфеникол). При определенных концентрациях эффективность лекарства при этом повышалась до 1000 раз.

Помимо культур клеток, методика была также протестирована на живых организмах — нематодах Caenorhabditis elegans. Выяснилось, что комбинированная терапия позволяет выжить примерно на 20 процентов большему количеству нематод, кишечная микрофлора которых поражена MDR бактериями, по сравнению с нематодами, получившими только антибиотик.

Ученые рассчитали глубину кожи человека, с которой можно работать, пользуясь данной методикой, и определили ее как 1-2 сантиметра. Именно на такую глубину свет от зеленых светодиодов, необходимый для активации наночастиц, будет проникать с достаточной эффективностью. Таким образом, полагают они, на данный момент подобная методика может быть применена для лечения кожных инфекций и ожогов. Ученые особенно подчеркивают важность подобных разработок для борьбы с внутриклеточными паразитами, такими, как различные виды Salmonella, поскольку наночастицы достаточно малы и подвижны, чтобы проникать сначала внутрь хозяйских, а затем внутрь бактериальных клеток.

А посмотреть на 3D-структуру машин, с помощью которых бактерии обороняются от антибиотиков, можно здесь.

Автор: Анна Казнадзей

Ссылка на источник

Депрессия по-неандертальски

Депрессии, аллергия и никотиновая зависимость у современных людей могут быть следствием неандертальского генетического наследства.



депрессия по-неандертальски
Реконструкция внешнего вида неандертальца. Национальный музей естественной истории в Вашингтоне.

У вас депрессия, аллергия или вы никак не можете бросить курить? Возможно, в этом виноват ваш внутренний неандерталец – во всяком случае, так считают авторы масштабного генетического исследования, опубликованного в журнале Science.

Около 50 тысяч лет назад наши предки – Homo sapiens – встретились в Европе со своими дальними родственниками – неандертальцами (Homo neanderthalensis). Какое-то время они жили бок о бок, потом неандертальцы по не вполне понятным причинам вымерли, как долго считалось, не оставив потомства.

Однако в последнее время всё чаще говорят о том, что они не просто соседствовали со своими сородичами сапиенсами, но и скрещивались с ними – так что потомство у неандертальцев всё-таки было. В результате в геномах большинства европейцев остался значительный неандертальский след: около полутора процентов генов досталось нам от H. neanderthalensis. У большинства африканцев подобных архаичных следов в ДНК нет – сапиенсы повстречались с неандертальцами уже после того, как покинули «историческую родину».

Сравнив геномы неандертальцев, денисовца (ещё одного нашего вымершего сородича) и современных жителей Европы и Азии, исследователи выделили около 12 тысяч генетических комплексов – гаплотипов, позаимствованных у H. neanderthalensis. Про некоторые из этих гаплотипов кое-что известно (так, одни гены отвечают за работу иммунитета, другие – за развитие кожи и волос), однако, чтобы совсем точно определить их функции, необходимо провести множество дорогостоящих исследований генов в тканях или лабораторных животных.

Но можно пойти другим путём – так, как поступили генетики Джошуа Эки (Joshua Akey) из Университета штата Вашингтон и Тони Капра (Tony Capra) из Университета Вандербильта (Теннесси, США). Они решили искать неандертальские гены в базе данных Electronic Medical Records and Genomics Network, где, помимо информации о геномах, собраны истории болезни десятков тысяч людей из девяти американских городов. Объединив усилия, Джошуа Эки, Тони Капра и их коллеги нашли более 6 тысяч гаплотипов, восходящих к неандертальцам, в геномах 28 416 взрослых людей европейского происхождения. Затем с помощью статистических методов исследователи попытались установить связь между «неандертальскими» участками ДНК и предрасположенностью к определённым патологиям.

В результате удалось выйти на целый ряд заболеваний. Один из генов, восходящих к H. neanderthalensis, видимо, отвечает за быстрое сворачивание крови, и для неандертальцев он был весьма полезен, так как благодаря ему можно было не бояться обширной кровопотери при ранении на охоте (или, например, во время родов). Однако в наше время из-за такого гена в кровеносных сосудах могут случаться тромбы и, как следствие, инсульты. Древним же охотникам подобные проблемы не грозили – большинство из них умирали сравнительно молодыми, не успев дожить до того возраста, когда инсульт мог бы представлять реальную опасность.

Некоторые из проанализированных в работе генов способствуют неврологическим расстройствам. Так, многим наверняка известно подавленное, депрессивное состояние, возникающее при сбоях в суточном ритме – подобным депрессиям мы тоже обязаны неандертальцам. С их генетическим наследством оказался связан и актинический кератоз – предраковое кожное заболевание. Тони Капра объясняет, что кожа неандертальцев была приспособлена к условиям жизни в доисторической Европе, и за эту приспособленность отвечал определённый гаплотип. Теперь же, когда большинство людей живёт при искусственном освещении, гены срабатывают не так, как нужно, что и приводит к болезни.

Часть неандертальских аллелей управляет транспортом тиамина (витамина B1), который отвечает за метаболизм углеводов. Неандертальцам, при их рационе, богатом мясом и орехами, тиамина было достаточно, современным же людям его может не хватать. Поэтому носители неандертальских генов, у которых тиамин транспортируется в соответствии с древними генетическими инструкциями, могут страдать от нарушений пищеварения.

Также были найдены гаплотипы, связанные с недержанием мочи, болями в мочевом пузыре и мочевыводящих путях. И даже никотиновая зависимость в некоторых случаях тоже, по-видимому, может развиваться «по вине» наших предков неандертальцев.

Однако не всё, что есть в нас неандертальского, обязательно плохо. Так, ранее было доказано, что три архаичных варианта генов стимулируют иммунную систему человека, защищая его от некоторых видов грибков, паразитов и бактерий. Двести тысяч лет эволюции помогли неандертальцам, пока они жили в Европе и на Ближнем Востоке, отшлифовать свою защитную «фишку», когда же к ним пришли сапиенсы, они позаимствовали у своих сородичей, среди прочего, и эти иммунные особенности. В доисторической Европе подобные гены-иммуностимуляторы были очень кстати, сегодня они, надо думать, очень полезны для тех, кто живёт в странах третьего мира. Однако те же архаичные иммунные гаплотипы способствуют развитию аллергии, что особенно проявляется у жителей развитых стран, которые с паразитами и агрессивными инфекциями сталкиваются не так уж часто.

Исследователи отмечают, что неандертальцы вовсе не обязательно страдали от тех же заболеваний – в том смысле, что вряд ли у них были депрессии, вряд ли среди них был распространён кератоз и т. д. Те или иные варианты генов отбирались эволюцией в ответ на определённые условия окружающей среды. Сегодня среда у нас уже совсем другая, так что в работе сохранившихся с прежних пор генетических механизмов возникают определённые аномалии. А вот как именно они работали в доисторическое время, мы пока не знаем.

По материалам Science.

Автор: Егор Антонов

Ссылка на источник

Мамины дочери, папины сыновья

Матери и отцы по-разному относятся к сыновьям и дочерям – по крайней мере, тогда, когда выбирают детям подарки.

мамины дочери, папины сыновья

Часто говорят, что матери больше любят дочерей, а отцы – сыновей. Психологи из Ратгерского университета полагают, что так оно и есть, во всяком случае, тогда, когда перед родителями встает вопрос, кому в первую очередь сделать подарок.

В исследовании участвовали семьи, в которых было по два ребенка, сын и дочь; их родителям выдавали ценную бумагу на определенную (не очень большую) сумму с тем, чтобы они отдали ее кому-то из своих детей. Оказалось, что большинство матерей предпочитают сделать подарок дочери, а большинство отцов – сыну. Причем от культурного контекста такие родительские предпочтения, видимо, не очень сильно зависят – похожий эксперимент поставили в Индии, и результаты были те же.

В другой раз исследователи предлагали родителям купить лотерейный билет, по которому можно было выиграть рюкзак. Лотерейные билеты были разные для мальчиков и для девочек: по «мальчиковому» билету можно было выиграть рюкзак для мальчиков, по «девочковому» – рюкзак для девочек.

Как пишут авторы работы в Journal of Consumer Psychology, 75% матерей выбирали «девочковые» билеты, а 87% отцов – «мальчиковые». То есть даже если сам подарок под вопросом (речь ведь о лотерее), даже если будущее, так сказать, не вполне определенно, матери и отцы все равно стараются сделать так, чтобы в более выигрышном положении оказался ребенок их пола.

Психологи говорят, что такое предпочтение происходит неосознанно – если спросить родителей кого они любят больше, они отвечают, что любят обоих детей одинаково, и, скорее всего, они сами в этом полностью уверены.

Можно сказать, что полученные результаты – аргумент в пользу финансового равноправия между мужем и женой: можно представить себе, насколько неравным будет положение детей в семье, где всем заправляет мать – или отец.

Конечно, тут можно возразить, что родительская любовь – нечто большее, нежели подарки и карманные деньги; что ж, в таком случае можно просто сделать оговорку насчет материальной составляющей родительской любви.

И справедливости ради тут стоит вспомнить недавнее исследование сотрудников Университета Эмори и Аризонского университета, которые выяснили, что молодые папы к младенцам-девочкам относятся с бо́льшим вниманием, чем к младенцам-мальчикам.

По материалам MedicalXpress.

Автор: Кирилл Стасевич


Ссылка на источник

14 фактов о 14-летних. Поколение Z ждет «лайков» и не хочет выбирать

Гендиректор благотворительного фонда «Открывая горизонты» Анна Орлова — о том, чего хотят современные подростки, как они смотрят на мир и кем хотят быть.

14 фактов о 14-летних

На смену поколению Y приходит поколение Z — в терминологии социологов это люди, родившиеся примерно после 2000 года. Вместо бунтарства и поисков свободы, характерных миллениалов (1980-е г.р.), современные подростки устраивают тихий бунт, ищут признания и живут в интернете. Анна Орлова изучила взгляды исследователей на особенности нового поколения и представила их на конференции «PRO-подростков».


  1. Родились с «кнопкой на пальце».


    Главное измерение реальности для подростков Z — онлайн. Здесь они знакомятся, рассказывают о себе, ищут информацию, покупают вещи. Именно в онлайн-среде формируются тренды и ролевые модели.


  2. Быстро переключаются с одного на другое.


    Подростки не могут воспринимать много однообразной информации и долго удерживать внимание. По словам Анны Орловой, в среднем они могут концентрироваться на одном объекте 8 секунд. Чтобы их заинтересовать, нужно подавать информацию маленькими порциями, использовать смайлики и картинки.


  3. Не хотят свободы выбора.


    Представители поколения Z растеряны, когда приходится делать выбор. Все дело в том, объясняют эксперты, что их родители не помогают им выбрать путь — они сами часто не знают, как поступать правильно, и боятся брать на себя ответственность.


  4. Занимаются саморазвитием.


    Представители поколения Z постоянно говорят о самосовершенствовании. Причем саморазвитием считается любое увлечение от рисования до просмотра фильмов.


  5. Короткий горизонт планирования.


    Отдаленное будущее кажется подросткам непонятным и пугающим. Они строят планы на день, неделю или месяц. Долгосрочную цель ставят только в том случае, если она понятна, например, закончить школу.


  6. Нет долгосрочных трендов.


    Большую часть времени молодые люди проводят в социальных сетях, где все меняется каждую секунду, в том числе то, что считается модным. И поскольку люди поколения Z зависят от онлайн-трендов, у них не формируются устойчивые предпочтения, например, в одежде или музыке.


  7. Установка на гедонизм.


    По наблюдениям исследователей, главная цель жизни у современных подростков — получать удовольствие. Если ты столкнулся с трудностями, значит путь выбран неправильно. Быть счастливым для них значит быть успешным.


  8. Уходят от открытой конфронтации.


    Подростки избегают конфликта со своими родителями — они не стремятся к разрушению. «Они слушают, кивают, но делают все равно по-своему. И это очень страшно. Потому что это неуправляемо. Он соглашается, а что потом сделает, мы не знаем», — отмечает Орлова.


  9. Не хотят ни с кем сравнивать себя.


    Каждый считает себя уникальным и ни на кого не похожим. Они считают, что их нельзя объединять в одно поколение, так как каждый из них — индивидуальность.


  10. Находятся под чрезмерной опекой.


    Современные подростки выросли в благополучное время без серьезных потрясений, и у них мало возможностей получить дополнительный жизненный опыт, говорят исследователи. Этой возможности их лишают и родители, которые жалеют своих детей и относятся к ним с большим вниманием. В результате молодые люди не приобретают навыков принятия решений.


  11. Всегда на связи.


    Обо всех событиях и поступках подростки привыкли сообщать онлайн — они должны быть на связи постоянно. Кроме того, они очень ценят качества, которые помогают легко общаться.


  12. Жаждут признания.


    Поколение Z ожидает похвалы в ответ на любое действие. Самое главное слово для них — лайк, оно выражает признание людей. Ради этого признания и социальной популярности они готовы пойти на многое.


  13. Следуют мейнстриму.


    То, что модно в интернете, начинают делать все, даже если завтра об этом забудут. Молодые люди тотально следуют рекомендациям онлайн, несмотря на стремление быть индивидуальностью.


  14. Традиционный взгляд на гендер.


    Как это ни странно, но для многих подростков половое равенство перестает играть роль. По их мнению, мальчик должен быть мужественным, а девочка — женственной. А создать хорошую семью для них важнее, чем реализоваться в профессиональном плане.

    Однако не все так однозначно. Как отметили сотрудники некоммерческих организаций и социальных учреждений, работающих с трудными подростками и детьми, оставшимися без попечения родителей, у «их» детей эта особенность выражена слабо. Здесь мальчики и девочки могут вести себя совсем не так, как диктуют им гендерные роли.


«Мы должны признать, что они другие, но с ними нужно общаться. Зная все это, мы можем с ними взаимодействовать, правильно преподносить им информацию, давать им признание, хвалить даже за какую-то мелочь. Если он получил пять двоек, а на следующей неделе — четыре двойки, похвалите его за это. Это поможет нам стать для них значимыми людьми, которых они будут слушать», — подытожила Анна Орлова.

Специалист выступила на конференции PRO-подростков, которую организовали благотворительные фонды «Открывая горизонты», «Измени одну жизнь» и «Солнечный город». Конференция была предназначена для специалистов, работающих в сфере защиты детей. Она позволяет изучить лучшие практики работы с детьми, оставшимися без попечения родителей, и использовать их в своей деятельности.

Автор: Ольга Воробьева


Ссылка на источник

Современные люди стали еще ближе к неандертальцам

В геноме современных людей нашли еще один процент ДНК неандертальцев.



современные люди стали еще ближе к неандертальцам
Пещера Виндия в Хорватии – один из главных «источников» неандертальской ДНК.

Давно известно, что в геноме современного человека остались неандертальские следы: результаты генетических и археологических исследований говорят о том, что неандертальцы и предки современных людей не только жили рядом друг с другом, но и активно скрещивались, обмениваясь генами.



современные люди стали еще ближе к неандертальцам
Реконструкция внешнего вида неандертальца.

Неандертальский геном удалось прочесть несколько лет назад – это была ДНК, выделенная из останков, найденных в пещере Виндия в Хорватии, и из останков, найденных на Алтае. В итоге оказалось, что неандертальские гены есть у современных европейцев и азиатов, но не у африканцев; иными словами, предки Homo sapiens встретили неандертальцев лишь после того, как начали мигрировать из Африки на другие континенты.



современные люди стали еще ближе к неандертальцам
Череп неандертальца и череп Homo sapiens.

Геном алтайского неандертальца (точнее, неандерталки – останки из алтайской пещеры были женскими) стал первым, который удалось прочитать с высокой точностью – каждый нуклеотид в ДНК читали не менее 10 раз. И вот сейчас в статье в Science выходит описание второго сверхточного неандертальского генома – на сей раз его читали по ДНК, выделенной из останков из той же пещеры Виндия.

Эти останки нашли тут еще в 1980 году – они принадлежат женщине, жившей около 52 000 лет назад. Известно, что последние значимые контакты предков современных людей и неандертальцев происходили где-то между 50 000 и 60 000 лет назад в районе Ближнего Востока.

Иными словами, по сравнению с алтайскими останками (возраст которых – около 122 000 лет), геном хорватской неандерталки дает больше информации о том, какие гены должны были достаться нам от неандертальцев – так как и по времени, и по месту жительства останки из пещеры Виндия находятся ближе к «зоне контакта».

Кроме того, на сей раз при чтении генома использовали самые современные методы, позволяющие отличить нужную ДНК от ненужных загрязнений, и точность чтения сейчас была тоже намного выше – каждый нуклеотид прочитывали в среднем 30 раз.

Авторам работы, большей частью из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, удалось в результате пополнить список генов, доставшихся нам от неандертальцев. Среди них оказались гены, регулирующие уровень витамина D и липопротеинов низкой плотности в крови (липопротеины низкой плотности называют еще «плохим» холестерином, так как они способствуют развитию атеросклероза); кроме того, среди новых неандертальских генов оказались такие, которые связаны с пищевыми расстройствами, избыточным весом, аутоиммунными болезнями и шизофренией. При этом вовсе не все неандертальские гены оказались для нас неудачным приобретением: например, те, что регулируют «плохой» холестерин, могут как повышать его уровень, так и понижать.

Тут стоит отметить, что брачные контакты между Homo neanderthalensis и Homo saрiens случались и раньше – например, около 130 000 лет назад, и следы оных  контактов есть в вышеупомянутом «алтайском геноме». Однако для современных людей большее значение имеют ближневосточные контакты, которые случились много позже – просто потому, что это было самое последнее вливание неандертальских генов перед тем, как неандертальцы полностью исчезли из Европы.

В целом долю «неандертальскости» в нас пришлось повысить: если раньше считалось, что ДНК от неандертальцев составляет у нас 1,5–2,1%, то теперь ее доля возросла до 1,8–2,6%, причем у жителей восточной Азии ее больше – от 2,3% до 2,6%, а у жителей западной Азии и Европы меньше – от 1,8% до 2,4%. (У африканцев ее, как было сказано выше, вообще нет.)

Но, как мы знаем, ген не обязательно проявляет себя во внешнем облике индивидуума, в его физиологии и т. д. Может, и неандертальские тоже сидят в нашем геноме просто так? Чтобы узнать это, Джанет Келсо (Janet Kelso) (один из руководителей исследовательской группы, занимавшейся новым секвенированием неандертальского генома) и Михаэль Даннеманн (Michael Dannemann) проанализировали геномы более 112 000 современных европейцев, и сравнили генетические данные с тем, как они выглядят, какой образ жизни ведут, чем болеют и т. д.

Среди неандертальских генов для сравнения взяли те, от которых зависит цвет волос и кожи,  которые влияют на сон, настроение и склонность к курению. В целом оказалось, что неандертальские гены довольно хорошо совпадают с тем, как человек выглядит и как он живет – то есть и цвет кожи, и цвет волос, и склонность работать вечером и ночью, а спать днем, часто проявляются как раз благодаря неандертальскому генетическому наследству.

Причем тут опять стоит уточнить, что для одного и того же признака есть несколько вариантов неандертальских генов, которые могут давать как более светлые, так и более темные кожу и волосы. Полностью результаты анализа опубликованы в American Journal of Human Genetics, что до генов, от которых зависят болезни, то пока что их проявление «в реале» столь масштабно не оценивали.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

«Редактор оснований» на основе CRISPR/Cas9 предотвратил анемию у человеческих эмбрионов

Китайским исследователям удалось успешно исправить мутацию в гене бета-глобина человеческих эмбрионов, приводящую к развитию анемии. В качестве инструмента для редактирования генома ученые применили «редактор оснований», разработанный на основе системы CRISPR/Cas9. С его помощью удалось направленно внести в геном однонуклеотидную замену в четверти случаев. Исследование было опубликовано в журнале Protein & Cell, также о нем рассказывается в редакционной статье журнала Nature.



«Редактор оснований» на основе CRISPR/Cas9 предотвратил анемию у человеческих эмбрионов
Эритроциты больного талассемией

Мутации в генах, кодирующих цепи гемоглобина, являются причиной развития талассемии — анемии, вызванной нарушением синтеза гемоглобина. Однонуклеотидная замена аденина на гуанин в регуляторной области гена HBB (HBB −28 A>G), кодирующего бета-глобин, входит в тройку самых распространенных причин бета-талассемии в Китае и Юго-Восточной Азии. Эта мутация приводит к снижению экспрессии гена HBB и, как следствие, к гемоглобиновой недостаточности у ее носителя.

Китайским исследователям из университета Сунь Ятсена удалось исправить эту мутацию в человеческих эмбрионах, превратив G обратно в A при помощи нового инструмента редактирования генома на базе CRISPR/Cas9. Эффективность редактирования составила 40 процентов на уровне эмбрионов и 23 процента на уровне отдельных клеток.

В новой системе, получившей название «редактор оснований» (base editor) (с публикацией, посвященной разработке этого метода, можно ознакомиться здесь), используется каталитически неактивный белок dCas9, неспособный разрезать ДНК. Такой белок в комплексе с направляющей РНК служит средством доставки пришитого к нему «рабочего» домена к определенной последовательности в ДНК.

Рабочей частью в «редакторе» служит фермент цитозин деаминаза, которая «отрывает» аминогруппу от цитозина, оставляя на его месте урацил. В результате в ДНК образуется «неправильная» пара U:G (урацил напротив гуанина), которая распознается системой репарации неспаренных оснований. Дополнительная модификация метода позволила добиться того, что в цепи репарируется именно G. Это приводит к образованию «правильной» пары U:A, которая после раунда репликации превращается в T:A. Схема метода представлена ниже, а освежить в памяти принцип работы исходного белка Cas9 можно здесь.



«Редактор оснований» на основе CRISPR/Cas9 предотвратил анемию у человеческих эмбрионов
Принцип работы «редактора оснований». Голубым цветом отмечен неактивный Cas9 (dCas9), красным — цитозин деаминаза, зеленым — направляющая РНК. После связывания гибридного белка с нужным участком ДНК, цитозин деаминаза превращает цитозин в урацил, в результате чего, после репарации и раунда репликации, пара G:C заменяется на A:T

Немногим ранее другая исследовательская группа продемонстрировала, что этот метод применим в трипронуклеарных зиготах («бракованных» эмбрионах, полученных путем искусственного оплодотворения, содержащих тройной набор хромосом). В новой работе исследователям требовались эмбрионы, содержащие мутацию HBB −28 (A>G) в двух копиях. Такие эмбрионы были получены путем клонирования — слияния соматической клетки пациента с талассемией с безъядерной яйцеклеткой.

Вскоре после слияния исследователи вводили в полученные одноклеточные эмбрионы мРНК «редактора» и направляющую РНК для него. Через 48 часов, после того, как развивающиеся эмбрионы успевали пройти три-четыре деления, авторы анализировали, прошло ли редактирование. Анализ проводился путем секвенирования участка с мутацией, которую нужно было исправить, и десяти дополнительных сайтов, куда потенциально мог бы привлечься «редактор».

В первом эксперименте анализ суммарной ДНК 22 эмбрионов показал, что в 9 случаях редактирование прошло правильно, и G заменилась на A. Еще в одном G заменилась на С. Таким образом, успешное редактирование прошло в 40 процентах эмбрионов.

Во втором эксперименте эффективность редактирования оценивали на уровне отдельных клеток эмбрионов. В этом случае доля успеха составила 11 из 48, при этом в восьми случаях редактирование прошло по обеим цепям, то есть исправились обе копии гена HBB. Однако такое несовпадение результата на уровне отдельных клеток и на уровне эмбрионов напрямую указывает на то, что все исследуемые эмбрионы получились «мозаиками». Это означает, что после редактирования в разных клетках одного и того же эмбриона генотип отличается. Мозаичность эмбрионов на сегодняшний день — одна из основных и нерешенных проблем редактирования людей.

Та же исследовательская группа два года назад опубликовала пионерскую работу, посвященную редактированию генома человеческих эмбрионов, о чем можно прочитать здесь. В прошлой работе ученые пытались исправить мутацию в гене HBB при помощи «канонической» системы CRISPR/Cas9 с использованием гомологичной рекомбинации для внесения замены в ДНК. Однако эффективность редактирования оказалась очень низкой — оно прошло только в четырех случаях для 54 исследованных эмбрионов.

Множество исследований на клетках человека с тех пор подтвердили, что при помощи Cas9 ген легко «сломать», но очень сложно «починить». Использование неактивного Cas9 как средства доставки других белков значительно расширило возможности этой системы. К примеру, мы писали, что «пришивка» к dCas9 РНКазы позволила использовать систему CRISPR/Cas9 для удаления нежелательных РНК.

Автор: Дарья Спасская

Ссылка на источник

В образцах меда по всему миру обнаружили высокую концентрацию инсектицидов

Мед, произведенный для коммерческого распространения, может содержать критичную для пчел-опылителей концентрацию неоникотиноидов. Это выяснили швейцарские ученые, которые проанализировали на наличие инсектицида 198 образцов меда, произведенного в разных странах. Статья опубликована в журнале Science.

в образцах меда по всему миру обнаружили высокую концентрацию инсектицидов

Неоникотиноиды — самый распространенный вид инсектицидов, широко применяемый для обработки растений, опыляемых пчелами для производства меда. Из-за растущего беспокойства по поводу возможного негативного влияния неоникотиноидов на поведение и работоспособность пчел, их использование в некоторых странах контролируется: например, во Франции использование неоникотиноидов для коммерческого производства меда запрещено. Для того, чтобы выяснить масштабы распространения неоникотиноидов в мировой индустрии меда, авторы новой работы составили специальную карту, которая показывает концентрацию активных веществ неоникотиноидов в коммерчески доступных марках меда.

Для этого ученые собрали 198 образцов меда из разных стран и измерили в них концентрацию пяти самых распространенных активных веществ неоникотиноида: ацетамиприда, клотианидина, имидаклоприда, тиаклоприда и тиаметоксана.

Исследователи выяснили, что 75 процентов образцов меда содержали хотя бы один из неоникотиноидов: из них 30 процентов содержали один вид, 45 процентов — два или больше, а 10 процентов образцов содержали четыре или пять неоникотиноидов. Самые высокие показатели были в Северной Америке: пестициды были найдены в 86 процентах собранных образцов; самый маленький показатель был в странах Южной Америки — 57 процентов.



в образцах меда по всему миру обнаружили высокую концентрацию инсектицидов
Карта распространения содержания неоникотиноидов в образцах меда из различных стран.
По интенсивности красного — объем концентрации пестицидов (в нанограммах на грамм)

Средний показатель концентрации неоникотиноидов в образцах — 1,8 нанограмма на грамм. При такой концентрации пестицидов у пчел в лабораторных условиях наблюдаются изменения в поведении и нарушения концентрации при групповой деятельности, необходимой для опыления растений. Для людей такая концентрация неоникотиноидов не опасна.

Авторы работы отмечают необходимость контроля использования пестицидов на мировом рынке производства меда, а также настаивают на поиске альтернатив распространенным неоникотиноидам.

Недавно ученые обнаружили, что высокая концентрация неоникотиноидов вызывает у шмелей нарушения пространственной памяти — об этом вы можете узнать в нашей заметке.

Автор: Елизавета Ивтушок

Ссылка на источник

Марафон марафонов

Оригинал взят у banguerski_alex в Марафон марафонов
Натыкаясь у многих моих френдов на френдмарафоны, подумал: а почему бы не объявить "марафон марафонов"?
Правила простые: в комментах давайте ссылки на свои (а если хотите - и на чужие) френдмарафоны.
Если и о себе добавите пару слов (или пару абзацев) - ещё лучше!
Ну а я постараюсь разнести весть о моей инициативе.

Всем, кто откликнется и, к тому же, зафрендит меня, обещаю взаимность.
Посмотрим на результаты.

ЗЫ: для тех, кто не знает, что это такое, копирую инструкцию, составленную ljpromo:

Read more...Collapse )

ЗЫ ЗЫ: а если у вас нет френдмарафона, но вы всё-таки хотите, чтобы у вас было больше друзей, просто расскажите в комменте о себе и о своём блоге.