Ученые Манчестерского университета сделали важное открытие, которое позволит увеличить эффективность лечения ряда заболеваний кожи и сердечно-сосудистой системы.

Исследователи изучали, как клетки кожи и сердца объединяются посредством десмосом – межклеточных контактов, обеспечивающих прочное соединение. Они хотели понять, почему эти структуры столь прочны. При нарушении функции десмосом возникают заболевания кожи и сердца, включая паралич сердца.

Ученые совершили революционное открытие: в противоположность общепринятому мнению, прочность десмосом обеспечивается благодаря их гибкости, а не твердости. В научном мире считалось, что структуры настолько прочны благодаря твердости и структурированности молекул. Изолировав молекулы десмосом, ученые с удивлением обнаружили, что они намного гибче других межклеточных связей.

Десмосомы содержат белки с дополнительными клеточными участками. Они формируют адгезив, склеивающий клетки и не дающий им разорваться. Для изучения их структуры, эти белки были выделены, а молекулы проанализированы с помощью рентгеноскопии, а также биофизических и вычислительных анализов. На основании полученных данных была построена клеточная модель, которая и показала гибкость десмосом.

Эти молекулы намного более упорядочены, чем молекулы других межклеточных соединений. Любопытно, что именно их гибкость позволяет им быть более упорядоченными. Что еще более интересно, во время заживления ран и эмбрионального развития десмосомы становятся слабее, позволяя клеткам двигаться. Наоборот, они очень прочны в тканях взрослого организма, особенно кожи и сердца.

Ученые отмечают, что провести исследование было очень непросто, но интерпретировать его результаты оказалось гораздо сложнее, поскольку открытие противоречит многим общепринятым представлениям о десмосомах. Результаты работы позволят создавать более эффективные препараты для лечения кожных и сердечных заболеваний.

Данная особенность, по мнению ученых, позволяет этим рыбам конкурировать с другими хищными обитателями глубин океанов, ускоряя их и делая более выносливыми.

МОСКВА, 15 мая — РИА Новости. Американские ученые обнаружили первую в мире теплокровную рыбу, сообщает авторитетный научный журнал Science.

Как выяснили ученые, глубоководная рыба обыкновенный опах (Lampris guttatus) рода опах, называемая также лунной рыбой (Moonfish), имеет уникальную способность поддерживать высокую температуру всего тела, аналогично млекопитающим и птицам. Данная находка была сделана во время исследований океанской фауны недалеко от побережья Калифорнии.

Лунные рыбы могут вырабатывать тепло благодаря постоянным взмахам грудных плавников. Поддержанию температуры тела, в свою очередь, способствует жировой слой, а также особая структура кровеносных сосудов, расположенных в жабрах.

Данная особенность, по мнению ученых, позволяет этим рыбам конкурировать с другими хищными обитателями глубин океанов, ускоряя их и делая более выносливыми.

Как сообщает издание, ученые выловили рыбу из воды и произвели замер температуры ее тела. Как оказалось, средняя температура тела Lampris guttatus приблизительно на 5°C выше температуры воды, в которой они находятся.

У большинства рыб температура тела совпадает с температурой воды, в которой они находятся, что, в свою очередь, значительно ограничивает их биологические функции при попадании в более холодную воду. Некоторые крупные рыбы, такие как тунец и некоторые акулы, имеют способность временно повышать температуру в мышцах во время охоты, но через какое-то время им приходится возвращаться в теплую воду, чтобы нормализовать общую температуру тела.

Рыбы рода опах водятся в океанах на глубине от 50 до 200 метров, где температура воды не поднимается выше 10 °C, и охотятся в основном на мелких рыб, кальмаров и головоногих моллюсков. Длина данной рыбы может достигать от 1 до 2 метров, а вес самых крупных особей иногда доходит до 270 килограммов.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150515/10646440 … z3aDB4CNCT

Согласно последнему заявлению, сделанному учеными, мозговая активность нескольких человек, работающих в одной группе, является синхронизированной.

Благодаря данному факту специалисты составили заключение, что лидер группы определяется на уровне мозговых рефлексов.

На протяжении долгого времени изучая методы противодействия неэффективной работе в команде, ученые сделали вывод, что лидирующим лицом коллектива выступает тот человек, определение которого было сделано на рефлекторном уровне.

Все данные, добавленные учеными в научное заключение, имеют официальное подтверждение в результатах электроэнцефалограммы. Поэтому, эксперты научного совета с уверенностью заявляют о том, насколько минимальными являются сомнения их в составленном заключении.

Группа ученых из Университета Вашингтона в Сиэттле и Университета Цюриха создала эволюционную компьютерную модель на основе

взаимодействия «генотипа» и «среды», которая демонстрирует ряд довольно сложных социальных эффектов. Среди них многообразие сексуальных связей, образование стада, ассортативный выбор сексуального партнера и натальная филопатрия. Ученые полагают, что их модель показывает, как может возникнуть социальная организация и координация на основе несоциальных, природных  механизмов. Препринт статьи выложен на сайте Корнелльского университета.

Ученые создали эволюционную симуляцию, используя многоагентное моделирование. В ее основу легло взаимодействие между «геномом» отдельных агентов и «условиями среды». Среда состояла из множества нодов – точек в пространстве, которые случайным образом соединялись друг с другом. Каждый индивидуальный агент мог исследовать пространство, перемещаясь от одного нода к другому, по существующим между ними путям. За один условный «день» симуляции каждый агент мог совершить лишь ограниченное число ходов, всего «дней» было 10 000.

Агент «собирал» энергию от каждого нода и мог использовать ее для дальнейших перемещений или сексуальной связи с другим агентом.  От того сколько энергии «собрал» и «потратил» каждый агент в течение дня зависело, погибнет он или проживет еще один день. Это стимулировало поисковое поведение и запоминание нодов высоким уровнем «энергии».

Каждый агент мог вступить в сексуальную связь с другим агентом, при условии, что у обоих достаточно для этого энергии, и оба одновременно находятся на одном ноде.  В результате секса рождался новый агент, наследующий «геномы» родителей. Агенты, не имевшие секса, могли изредка размножаться путем «деления» - их потомки были клонами родителя с полностью идентичным «геномом».

Выбор путей перемещения между нодами играл ключевую роль. Каждый агент перемещался по тем или иным маршрутам, которые были прописаны в его «геноме». На каждом из нодов агент принимал решение  - куда  двигаться дальше. Направление перемещения зависело от того, сможет ли он увеличить свои ресурсы или нет. Агент запоминал исход каждого перемещения и, проходя этот участок вновь, двигался по нему наиболее оптимально. Выгодные с точки зрения выживания маршруты прописывались в «геном» и передавались потомкам.

На первом этапе моделирования, ученые выпустили в пространство нодов одного агента. По началу, так он не мог размножаться половым путем из-за отсутствия партнеров, агент-«Адам» породил идентичного себе индивида посредством клонирования. Уже два агента с одним и тем же «геномом» следовали одним и тем же маршрутом, периодически размножаясь асексуально и сексуально, увеличивая как количество клонов, так и количество агентов со схожим, но неодинаковым «геномом».

После множества поколений агенты образовали устойчивую группу, которая постоянно вместе перемещалась по одному и тому же маршруту – «стадо». Движение внутри «стада» привело к возникновению такого паттерна полового поведения как ассортативный выбор сексуальных партнеров. Постепенно количество клонов уменьшалось, а доля агентов с сильно схожим, но обладающим некоторыми отличиями «геномом» росла. Это происходило из-за того, что в «стаде» секс происходил очень часто, и не требовалось асексуального размножения. Также это привело и к возникновению такого феномена, наблюдающегося в живой природе, как натальная филопатрия.

Благодаря этим трем типам «социального» поведения, популяция обладателей близких «геномов» устойчиво воспроизводилась и в ней было много секса, в то время как обладатели других разнообразных типов «геномов» блуждали случайным образом и чаще всего погибали до того как встретят какого-либо сексуального партнера. Постепенно это приводило к вымыванию «геномов»-изгоев или «геномов»-странников из популяции. 

Данное исследование вновь ставит старый вопрос о соотношении генетики и культуры. Насколько разнообразные социальные новообразования, особенно в человеческом обществе являются независимым от природных факторов феноменом? Авторы работы полагают, что это станет их следующим предметом изучения.

Биологи из университета штата Вайоминг пришли к выводу, что диета с высоким содержанием соли задерживает половое созревание. Об этом было сообщено в докладе на Европейском конгрессе эндокринологи в Дублине.

Исследователи во главе с Дори Питински изучали воздействие соли на крыс. У крыс, которые получали соленую пищу (уровень соли в ней в пересчете на человеческое потребление в 3-4 раза превышал рекомендованный врачами), половое созревание существенно запаздывало. Это совершенно новая информация. В последнее время ученые много занимались влиянием жирной пищи на наступление пубертата. Считается, что жирная диета ускоряет созревание. Теперь же оказалось, что соленая еда замедляет этот процесс даже в том случае, если крысы едят жирную пищу. Отсюда можно сделать вывод об исключительно сильном воздействии соли на человеческий организм.

В принципе, считается, что в западном мире большинство людей потребляет соли намного больше, чем необходимо организму. По мнению ВОЗ, дневное потребление соли не должно превышать 5 граммов — и это с учетом соли, уже содержащейся в различных продуктах. При этом соль содержится даже в молоке и сливках, не говоря уж о хлебе, копченостях и других приготовленных продуктах.

Как отметила Дори Питински, высокосолевая диета может оказать печальное воздействие на репродуктивные способности нашей цивилизации.

Разработка противомикробных препаратов напоминает непрерывную гонку: то и дело появляются штаммы микроорганизмов, которые развивают устойчивость к антибиотикам. На днях в Великобритании принят масштабный план поддержки фармацевтических компаний и разработчиков лекарственных препаратов. В государственном докладе говорится, что правительства разных стран должны объединиться и поддержать дорогостоящие исследования на ранней стадии. Анализ — уже третий по счету, проведенный комиссией, учрежденной премьер-министром Великобритании Дэвидом Кэмероном (David Cameron), привел к формулировке конкретных и перспективных шагов, направленных на выведение новых препаратов на рынок. О проекте рассказывает Science.

Проблема устойчивости микробов к антибиотикам в последнее время вызывает серьезную обеспокоенность в мировом сообществе. Так, американское правительство представило в январе текущего года программу поддержки поисков новых антибиотиков, основанную на результатах работы межведомственной рабочей группы в прошлом году. Но, к сожалению, разработка новых лекарств тормозится. Отчасти это происходит по экономическим причинам. Разработка новых лекарств становится все более дорогостоящей и рискованной (с точки зрения бизнеса). А когда лекарства, наконец, выходят на рынок, им приходится конкурировать с более дешевыми препаратами, которые врачи назначают чаще, за исключением разве что очень опасных инфекций, развивших устойчивость к старым антибиотикам.

В новом докладе говорится, что мир нуждается в 15 новых противомикробных препаратах каждые 10 лет. При этом, по крайней мере четыре из них должны обладать новыми механизмами действия на наиболее распространенную болезнетворную флору, например, клебсиеллу пневмонии и кишечную палочку. В докладе обозначены две стратегии, которые гарантируют отсутствие финансовых рисков для разработчиков новых препаратов: глобальная организация может выкупить права на производство нового препарата по цене от $2 до 3 млрд и тщательно контролировать его поставки. Либо компания может сохранить право на продажу препарата и получить единовременную поддержку в размере $1–1,3 млрд для введения его на фармацевтический рынок.

Новый проект уже получил одобрение со стороны экспертов. Между тем Европейский союз и Европейская фармацевтическая промышленность уже думают над тем, как реализовать стратегии снижения экономических рисков в рамках проекта под названием «Руководство реинвестированием в поиск, развитие и ответственное применение антибиотиков» (DRIVE-AB), которое было принято в октябре 2014 г. В качестве начальных мер глобальный инвестиционный фонд уже выделил $2 млрд на проведение фундаментальных исследований резистентности бактерий к антибиотикам, совершенствование методов диагностики и выявление старых антибиотиков, утративших свою эффективность. Свое слово скажет и создаваемый Совет по науке при Еврокомиссии.

Большинство современных мужчин-европейцев является потомком всего трех родов эпохи бронзового века, утверждают генетики из Лестерского университета. Это стало возможным благодаря вождям и воинам, и связанному с их деятельностью демографическому росту, который начался примерно 4000 лет назад и закончился на рубеже старой и новой эры. Материалы исследования представлены в журнале Nature Communications.

Ученые работали с последовательностями ДНК на Y-хромосомах (которые передаются только от отцов к сыновьям) 334 мужчин Европы и Ближнего Востока. Новое генеалогическое древо европейских Y-хромосом показало, что 64 процента современных мужчин являются потомками трех самых юных «ветвей» этого древа.

«Взрывной рост патрилинейных родов приходится на бронзовый век — когда радикально изменились погребальные обряды, распространялось верховая езда и новые виды вооружений. Вероятно, социальный отбор, который осуществляли связанные с этими явлениями вожди и воины, и отвечает за современный набор Y-хромосом», — сообщил руководитель исследования Марк Джоблинг (Mark Jobling).

Кроме того, генетики выяснили, что мужское население всей Европы (от Балкан до Британских островов) резко выросло в промежутке между II тысячелетием до нашей эры и первыми столетиями нашей эры. Примечательно, что данные митохондриальной ДНК (которая наследуется от матерей к дочерям) указали на гораздо более древний рост населения.

В январе 2015 года другая группа генетиков обнаружила, что более 800 миллионов жителей Азии являются потомками всего 11 мужчин — в том числе основателя Монгольской империи Чингисхана. Ученые нашли уникальные последовательности нуклеотидов в Y-хромосомах современных жителей Азии, и проследили их происхождение от нескольких «отцов-основателей».

Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США), под руководством Маркуса Мюшена (Markus Müschen) смогли разрешить давнюю загадку: почему дети, в раннем возрасте ходившие в детский садик, впоследствии меньше болеют острым лимфобластным лейкозом (ОЛЛ) — самым распространенным злокачественным заболеванием в юном возрасте? Содержание статьи американских ученых в журнале Nature Immunology пересказывает сайт журнала Science.

Суть ОЛЛ заключается в неконтролируемом размножении в крови незрелых лимфоидных клеток (лимфобластов, или B-клеток), которые вытесняют зрелые клетки своего и других видов из кровотока, что и приводит к болезни. Известно, что генетически к лейкозу предрасположен примерно 1% людей, но в итоге заболевают им далеко не все из них.

В норме лимфобласты отвечают за иммунитет: в ответ на появление инородных веществ-антигенов они вырабатывают антитела, которые убивают инфекцию. Созревая, лимфобласты сами корректируют свою ДНК так, чтобы эффективно противостоять разным инфекциям. Происходит это при помощи двух белковых ферментов: RAG и AID. Сначала RAG меняет местами целые участки ДНК, затем AID производит «тонкую настройку», меняя отдельные нуклеотиды (элементарные единицы молекулы ДНК). Ранее ученые из Института раковых исследований Лондонского университета (Великобритания), под руководством Мела Гривса (Mel Greaves) доказали, что к развитию лейкоза приводит сбой в последовательности действия ферментов, когда AID начинает работать раньше, чем RAG, повышая тем самым вероятность появления в ДНК фатальной ошибки.

Теперь же американские ученые поставили эксперимент на В-клетках, взятых у мышей. В некоторых из этих клеток вырабатывались оба фермента RAG и AID, в других же присутствовал только один из них. Все эти клетки обработали антигеном, имитирующим развитие бактериальной инфекции. Предварительно из мышиных лимфобластов удалили белок, который отвечает за активизацию ферментов RAG и AID в нужной последовательности. Потом B-клетки ввели обратно мышам. В результате все мыши, у которых в B-клетках присутствовали оба фермента, быстро заболели лейкозом и умерли. Те же, у кого был только один фермент, и спустя пять месяцев оставались живы и здоровы. «Мы поймали их с поличным, — сказал Мюшен. — Теперь мы точно знаем, что это AID и RAG, и что причиной может быть бактериальная инфекция».

Но при чем здесь детский сад? Логика оказалась очень простой: там дети часто заражаются друг от друга различными неопасными бактериальными инфекциями (в основном ОРЗ) и таким образом «тренируют» свою иммунную систему, держа ее в тонусе. Если же ребенок воспитывался дома, его «нетренированная» иммунная система, сталкиваясь с более серьезной болезнью, реагирует непропорционально сильно, что может привести к ошибке в очередности действия ферментов RAG и AID в лимфобластах — а в результате к лейкозу.

Изучение РНК панд показало, что их кишечная микрофлора скорее приспособлена к перевариванию мяса, а не бамбука — а этот последний панды усваивают плохо, хотя это их основная пища. Подробности исследования опубликованы в журнале mBio.

Китайские исследователи собрали 121 образец фекалий, оставленных 45 пандами (из них 24 взрослых, 16 малышей и 5 совсем крошечных, недавно родившихся), живущими на территории Исследовательской базы по разведению больших панд в Ченду. Образцы собирались весной, летом и поздней осенью.

В это время панды съедали в среднем по 10 килограммов бамбука и бамбуковых ростков и от 500 до 800 граммов приготовленного на пару хлеба, который они получали от сотрудников базы, а общий вес оставленных ими фекалий ежедневно составлял около 10 кг.

Собранные образцы дали возможность провести секвенсирование рибосомной РНК панд, а это дало совершенно неожиданные результаты. Оказалось, что кишечная микрофлора у панд лучше приспособлена к перевариванию мяса, а вовсе не бамбука. Очевидно, это произошло потому, что когда-то, миллионы лет назад, панды, которые произошли от хищных медведей, почему-то перестали есть мясную пищу. Непонятно, чем было вызвано это изменение. Может быть, в ареале их обитания оказалось мало добычи, а бамбука, наоборот, вокруг было очень много.

Во всяком случае и желудок панд, и их микрофлора загадочным образом остались такими же, как в древние времена. Возможно, именно поэтому им приходится каждый день съедать так много бамбука, чтобы все-таки наесться. При этом их организм усваивает только 17% съеденной пищи, и поэтому им приходится большую часть дня спать, чтобы сохранить энергию. Не исключено, что с этим же связаны трудности, возникающие у панд с размножением. У самок овуляция происходит один раз в году весной, и зачать они могут только в течение одного-трех дней.

Таким образом, бедные панды, отказавшиеся от мяса, но сохранившие организм хищников, стоят перед «эволюционной дилеммой», как объяснил биолог Джаян Пан (Xiaoyan Pang) из университета Шанхая, один из авторов исследования.

За прошедшие тысячелетия разрешить ее им не удалось, и именно здесь кроется угроза их популяции. Впрочем, есть и хорошая новость — пищеварительная система панд дает им возможность быстро переваривать огромные объемы пищи. Иэн Валентайн (Iain Valentine), директор Эдинбургского зоопарка, где живут две панды, напомнил, что на свободе животные обитают в таких районах, где им не угрожает нападение хищников, поэтому они «могут спокойно целый день сидеть и есть».

В то же время Валентайн надеется, что новое исследование поможет справиться с кишечными коликами, которые часто мучают панд — очевидно как раз из-за несоответствия их диеты устройству кишечника.

Ученые из Стенфордского университета (США) выяснили, как микробы-метанопродуценты используют электричество и диоксид углерода для синтеза метана. Они первые объяснили, как электроны попадают от электрода к клеткам микроба. Эта работа поможет ученым разработать микробные фабрики, которые производят метан. Результаты опубликованы в журнале mBio, а ее популярную версию излагает Phys.org.

Метанопродуценты — это одноклеточные организмы, напоминающие бактерий, но принадлежащие генетически отдаленному домену архей. Они живут в осадках, разном растительном мусоре, питаются диоксидом углерода и электронами, а выделяют метан. В природе метанопродуценты берут электроны из водорода и других молекул, которые образуются во время разложения органических материалов или бактериальной ферментации. Можно ли использовать этот механизм в лаборатории и промышленности, а именно в микробных фабриках?

Чтобы выяснить это, ученые под руководством ведущего автора статьи Йорга Дойцманна (Jörg Deutzmann) поставили ряд опытов и использовали для этого метанопродуценты Methanococcus maripaludis. Культуру этих микробов вырастили в колбах, оснащенных графитовыми электродами — поставщиками электронов. Микробов кормили диоксидом углерода. Как и ожидалось, они выделяли метан, но также оказалось, что микробы производят и водород. Возможно, электроны от молекул водорода как-то передаются микробам?

Чтобы проверить это, ученые вырастили микробов-мутантов, у которых убрали шесть генов, чтобы лишить их способности производить фермент гидрогеназу. Без гидрогиназы микробы не могут вырабатывать водород. Такие мутированные микробы сократили производство метана в 10 раз. Таким образом, удалось доказать, что ферменты переносят электроны к микробам.

Знание этого процесса поможет ученым спроектировать большие биореакторы, где бы микробы перерабатывали атмосферный диоксид углерода в метан, используя при этом чистую электроэнергию, полученную от солнечных, ветряных и других возобновляемых источников энергии.

Ученые Эдинбургского университета провели исследование, в соответствии с которым регулярный прием парацетамола может понизить уровень тестостерона вынашиваемого плода, сообщает Reuters.

«Мы бы советовали беременным следовать последним рекомендациям, в соответствии с которыми это болеутоляющее стоит принимать в минимальных дозах и в максимально короткий отрезок времени», — сообщает один из исследователей.

В рамках тестирования эффектов парацетамола на мышах ученые выяснили, что недельный прием обезболивающего приводит к резкому падению тестостерона.

Ещё два-три года усилий – и мы сможем получать лекарства на основе опиумных алкалоидов без использования растительного сырья. На помощь придут модифицированные дрожжи, которые будут синтезировать морфин из обычного сахара.

Бактерии и дрожжи давно стали удобным объектом для генетических и биоинженерных экспериментов – исследователи вторгаются в их геном, меняют метаболические пути, заставляют бактериальные и дрожжевые клетки активней синтезировать некие вещества, а то и вовсе принуждают их делать такие молекулы, которые им самим не нужны, зато могут пригодиться в химической промышленности.

Обычно в таких случаях речь идёт об искусственном топливе – здесь можно вспомнить работу сотрудников Мичиганского университета, сообщившие в позапрошлом году, что им удалось сконструировать микробиологический реактор, в котором грибы и модифицированные кишечные палочки перерабатывали древесину в изобутанол. Более того, в том же году в журнале PNAS и ACS Synthetic Biology были опубликованы статьи, где описывались бактерии, способные к синтезу углеводородов дизельного топлива и ракетного топлива.
Но топливные углеводороды – не единственное, на что можно перепрограммировать микробов. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли вместе с коллегами из Университета Конкордия сообщают в журнале Nature Chemical Biology, что им удалось создать дрожжи, которые в принципе могут делать морфин и прочие опиатные алкалоиды. Тем, кто сразу подумал про наркотики, напомним, что и морфин, и героин, и прочие опиаты относятся к группе бензилизохинолиновых алкалоидов, и вместе с химическими «родственниками» они образуют крупное семейство почти в 2 500 тысячи молекул – и, что самое главное, к ним же относится такое вещество, как тебаин. Замечателен он тем, что служит веществом-предшественником для известных обезболивающих, оксикодона и гидрокодона, а также ещё для ряда антибиотиков, спазмолитических и противораковых лекарств.

Бензилизохинолиновые алкалоиды обладают сложной молекулярной структурой, и синтезировать их искусственно, «с нуля», довольно непросто и дорого. Так что всё сводится в итоге к натуральному сырью, полученному из растений, то бишь из опийного мака. С другой стороны, у препаратов, сделанных на основе растительных опиумных алкалоидов, часто бывают неприятные побочные эффекты (возникновение зависимости – один из них). Поэтому медики давно мечтают о том, что генная инженерия сможет подправить природный биосинтез опиатов, сделав их более безопасными. Современная генная инженерия давно работает с растениями, но оказалось, что в случае опиумного мака заставить его синтезировать то, что нужно биоинженерам, опять же не так-то просто.

В результате исследователи решили попытать счастья с дрожжами. Однако для того, чтобы они начали синтезировать морфин, нужно снабдить их генами, необходимыми для выполнения 15 химических превращений. В этой производственной цепочке есть важный пункт, который делит её на две части – до молекулы под названием S-ретикулин и после неё. Сам S-ретикулин появляется в результате превращений аминокислоты тирозина, после чего нам нужно выбрать, что именно должно из него получиться: один химический путь ведёт к морфину и кодеину, другой – к противораковым веществам и антибиотикам.

В прошлом году биологам из Стэнфорда удалось снабдить дрожжей генами, необходимыми для последних стадий синтеза морфина из тебаина. В прошлом месяце Винсент Мартин (Vincent Martin) и его коллеги из Университета Конкордия сообщили, что их дрожжи научились выполнять всю вторую половину превращений, то есть превращать ретикулин в морфин. Но с первым этапом, с получением ретикулина из тирозина, всё оказалось намного сложнее. Камнем преткновения стала реакция превращения тирозина в молекулу под названием леводопа (L-Dopa) (которая, кстати, используется как противопаркинсоническое средство). Похожую реакцию можно запустить в бактериях, но бактериальный фермент при переносе его в дрожжи работал плохо, если вообще работал.

Решение пришло, когда попытались найти какой-то другой фермент, который функционировал бы похожим образом. Им оказалась тирозиновая гидроксилаза из сахарной свёклы, которая очень хорошо себя чувствовала в дрожжевой клетке. Более того, фермент удалось даже улучшить с помощью мутаций, после который количество синтезируемой леводопы в дрожжах утроилось. Работа ещё не вполне завершена: в первой части синтеза морфина есть ещё одна маленькая тонкость, связанная с превращением S-ретикулина в R-ретикулин – именно последний и служит сырьём для последующих реакций. Однако здесь никаких проблем не предвидится: сотрудникам Университета Калгари удалось найти растительный фермент, осуществляющий это превращение, и есть все основания полагать, что он легко «приживётся» в дрожжах. Авторы работы полагают, что полную химическую цепочку получения морфина удастся поместить в клетки грибов за 2-3 года экспериментов – и тогда у нас будут дрожжи, который позволят получать морфин из сахара (аминокислота тирозин, о которой мы говорили выше, синтезируется из глюкозы в ходе обычных биохимических реакций клетки). Похожие опыты ведутся и с бактериями, но в них удалось засунуть только первую половину превращений, до R-ретикулина включительно.

Разумеется, дело не столько в морфине, сколько в самой возможности дёшево получать самые разные лекарства на основе опиатных алкалоидов. Кроме того, имея дело с дрожжами, относительно просто вводить необходимые модификации в структуру молекул, оптимизируя её и избавляясь от побочных эффектов. Но, с другой стороны, проблему биобезопасности никто не отменял, и теперь самое время подумать, как сделать так, чтобы в будущем такими микроорганизмами не смогли воспользоваться для производства наркотиков. Скорее всего, клетки снабдят неким генетическим переключателем, который позволит включать цепочку морфинового синтеза лишь при определённых условиях, возможных только в специализированных лабораториях.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/26386/ (Наука и жизнь, Как получить лекарство из дрожжей)

Всевозможные имплантаты сейчас переживают настоящий бум. Их научились использовать не только для того, чтобы заменить повреждённую кость или вышедший из строя сердечный клапан – имплантаты используют для регулярной доставки лекарств, как медицинские датчики, снимающие физиологические показатели в непрерывном режиме, и т. д. Но, какими бы полезными они ни были, наш иммунитет всё равно воспринимает их как чужеродное тело, которое нужно изгнать или уничтожить.

Когда говорят об иммунной совместимости имплантатов, то подразумевают их химический состав: нужно, дескать, найти такое вещество, которое в идеале вообще не будет раздражать иммунную систему. Но химия – ещё не всё. Оказалось, что большое значение имеет ещё и размер; об этом в своей статье в Nature Materials пишут исследователи из Массачусетского технологического института. Эксперименты Дэниэла Андерсона (Daniel Anderson) и его коллег начинались с попыток создать у больных диабетом первого типа, у которых отказали инсулинпроизводящие клетки, что-то вроде искусственной поджелудочной железы. Здоровые, функционирующие клетки запечатывались в капсулы, сделанные из альгината (полисахарид водорослей) или ещё какого-нибудь биосовместимого материала, после чего их следовало вживить в организм, чтобы они синтезировали инсулин и регулировали уровень глюкозы в крови. Проблема же была в том, что капсулы с клетками запускали реакцию отторжения и оказывались покрыты соединительнотканным рубцом. В таком случае ни о какой секреции инсулина в ответ на повышенный уровень сахара в крови и речи не могло быть.

Было сделано два вида капсул, 0,5 и 1,5 миллиметра в диаметре, которые поместили в брюшную полость мышей. Можно было бы ожидать, что более мелкие шарики окажутся и более эффективными, но вышло наоборот: в течение месяца полумиллиметровые капсулы полностью покрылись соединительной рубцовочной тканью, в то время как более крупные не были отторгнуты организмом и продолжали работать целых полгода. То же самое произошло и в опытах с приматами: мелкие сферы, вживлённые под кожу, отказали через две недели, крупные же оставались в рабочей форме вдвое дольше – они слабее, по словам авторов работы, притягивали к себе иммунные клетки.

Любопытно, что точно такой же эффект повторился и с самыми разными материалами: имплантируемые капсулы делали из нержавеющей стали, стекла, полистирена, поликапролактона, и каждый раз крупные шарики имели преимущество перед мелкими, слишком сильно раздражавшими иммунитет. То есть дело не в материале, а именно в размере частиц. Значит ли это, что вообще все имплантаты следует делать побольше? Ответ тут дадут дальнейшие исследования; вполне может быть, что наш иммунитет вообще не слишком благосклонно относится к излишне мелким инородным телам, и тогда всё, что мы собираемся ввести в организм – будь то имплантат-датчик или резервуар с лекарством – нужно делать по возможности не слишком маленьким.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/26390/ (Наука и жизнь, Иммуносовместимые имплантаты: размер имеет значение)

Биологи утверждают, что горные гориллы защищаются от генетического обеднения популяции, которое постепенно ведет к исчезновению вида, путем избегания инбридинга — скрещивания с собственными родственниками. Соответствующая статья была опубликована в журнале Behavioral Ecology and Sociobiology.

Самки горных горилл вырастают в той же группе животных, где они были рождены. Это значит, что отец горилл является доминантным самцом в этой группе и, скорее всего, будет продолжать им быть даже к тому моменту, когда его дочери достигнут детородного возраста. В животном мире такая ситуация часто приводит к скрещиванию близкородственных особей между собой.

Биологи провели генетический анализ 97 самцов горных горилл, чтобы выяснить, скольким отпрыскам они дали жизнь. Результаты работы показали, что самки горилл практически со стопроцентной вероятностью избегают скрещивания с собственным отцом. Для этого в 60% случаев они покидают родную группу, достигнув детородного возраста. Самка остается только в том случае, если помимо ее отца в группе есть как минимум еще один самец, который впоследствии способен стать доминантным. По мнению биологов, такое поведение надежно защищает приматов от генетического обеднения популяции и, как следствие, вымирания.