Исследователи нашли способ, который позволяет остановить формирование новых клеток вируса иммунодефицита человека в зараженном организме. Суть метода заключается в том, чтобы лишить вирус сахаров, которые он использует в качестве питательных веществ для размножения. Ученые опубликовали результаты своей работы в журнале PLOS Pathogens.

Вирус иммунодефицита человека поражает клетки иммунной системы, имеющие на своей поверхности рецепторы CD4, а также Т-лимфоциты. ВИЧ вторгается в здоровые клетки и изменяет их таким образом, что они перестают бороться с заболеванием и начинают поставлять вирусу питательные вещества, необходимые для его дальнейшего размножения. Основной «пищей» ВИЧ служат сахара, сборкой молекул которых управляет фосфолипаза D1.

Ученые выяснили, что если заблокировать работу этого вещества во время активной фазы заражения ВИЧ, то вирус перестает получать питание и теряет способность к дальнейшему размножению. Особенностью нового метода, по словам ученых, является то, что он не оказывает негативного влияния на здоровые клетки организма. Исследователи уверены, что их достижение поможет в разработке новых способов замедления развития болезни, а в будущем — ее лечения.

Ученые создали несколько новых штаммов кишечной палочки, которая превращает сахара и другие питательные вещества в молекулы трех новых сверхэффективных разновидностей эритромицина – антибиотика, который  используется для борьбы с пневмонией и дифтерией, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

С момента открытия пенициллина в конце 20 годов прошлого века, медики и биологи находятся в состоянии постоянной "гонки вооружений" с микробами. Потенциал природных антибиотиков почти исчерпан, и ученым приходится все активнее и активнее искать новые источники бактерицидных веществ или пытаться синтезировать их в лаборатории, на что сегодня тратятся уже миллионы долларов.

По это причине биоинженеры достаточно долгое время пытаются переложить эту задачу на бактерий, научив их синтезировать молекулы антибиотиков и вносить в них небольшие произвольные изменения, тем самым маскируя их от защитных систем возбудителей болезней.

Блейн Пфайфер (Blaine Pfeifer) из университета Баффало (США) и его коллеги больше десятилетия работали над созданием такого вида обычной кишечной палочки (Escherichia coli), который одновременно мог бы синтезировать несколько разновидностей эритромицина, популярного сегодня антибиотика, и при этом не гибнуть от него.

Проблема заключается в том, что внутри кишечной палочки отсутствуют многие из генов и клеточных механизмов, которые бактерия Saccharopolyspora erythraea использует для сборки молекул эритромицина. Почти 11 лет Пфайфер и его коллеги работали над переносом частей этого биомолекулярного "конвейера" в ДНК кишечной палочки, и его адаптацию к работе в новом организме.

Убедившись в стабильности этой цепочки генов и ферментов, ученые пошли дальше и попытались модифицировать ее так, чтобы структуру производимого бактерией эритромицина можно было свободным образом менять, добавляя к "каркасу" антибиотика новые углеводные "хвосты". Попутно ученые заменили несколько звеньев этого "конвейера", сделав его работу в 2-3 раза эффективнее, чем в Saccharopolyspora erythraea.

Используя этот набор генов, ученые вырастили несколько новых штаммов кишечной палочки, каждый из которых производил свой собственный вариант эритромицина. Как показали тесты на культурах сенной палочки (Bacillus subtilis), которые были неуязвимы для действия нормальной версии этого антибиотика, три из девяти новых сортов эритромицина смогли преодолеть их оборону.

"Мы не только создали новые аналоги эритромицина, но и создали платформу для разработки  лекарств на его основе. Это открывает дорогу для дополнительных экспериментов в будущем, и создания новых, неизвестных бактериям версий антибиотика", — заключает Пфайфер.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150529/10671968 … z3bmdF3UBq

Согласно выводу ученых, молекула ДНК в ядре клетки упаковывается в особое состояние — фрактальную глобулу — «комок», в котором не существует узлов, а структура его петель повторяется на малых и больших масштабах. Если такую «нить» потянуть за концы, то она без труда распутается. Это, по словам исследователей, способствует эффективному считыванию информации с ДНК.

Такое формирование ДНК происходит за счет ускоренной тепловой диффузии. Ученые придумали аналогичную теорию для звена полимерной цепи (в которой до 250 тысяч звеньев), которая свернута во фрактальную глобулу.

«Мы сумели оценить тепловую динамику, свойственную этому виду укладки. Проведенное нами компьютерное моделирование хорошо подтвердило теоретический результат», — рассказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник кафедры физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ Михаил Тамм.

По мнению авторов исследования, их опыт позволит понять, каким образом происходит хранение и считывание информации с ДНК, а также определить факторы и процессы, оказывающие на это определяющее влияние.

Суперкомпьютер «Ломоносов», установленный в Московском университете в 2009 году, относится к уникальным системам высшего диапазона производительности. В настоящее время он содержит 6654 вычислительных узла, более 94000 процессорных ядер, обладает пиковой производительностью 1,37 Пфлоп/с. Реальная производительность системы на тесте Linpack равна 674 Тфлоп/с, что позволило ему занять в июне 2011 года 13–ое место в списке Top500 самых мощных компьютеров мира.

При помощи суперкомпьютера «Ломоносов», который принимает на себя основную вычислительную нагрузку в рамках суперкомпьютерного комплекса МГУ, уже получены уникальные результаты в разных областях науки, например, в исследовании механизмов генерации шума в турбулентной среде или же в создании новых компьютерных методов проектирования лекарственных препаратов.

Эксперты в США одобрили использование лекарства флибансерин, которое направлено на повышение сексуального желания у женщин и уже получило расхожее название "Виагры для женщин". Таким образом, открыт путь к широкому использованию лекарства.

Ученые доказали, что "Виагра" не способна помочь всем мужчинам
Экспертная группа Управления США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрила лекарство с третьей попытки. Обычно FDA следует рекомендациям своих экспертов и разрешает использование медикаментов, которые они одобрили. Восемнадцать членов комиссии проголосовали за использование средства, шесть были против. При этом эксперты предупредили о возможных побочных эффектах лекарства, включая обмороки, сонливость и низкое кровяное давление. Те эксперты, что были против решения, указывали на негативное влияние лекарства при смешивании с алкоголем и отсутствие долговременных данных наблюдения, гарантирующих его безопасность.

Предполагается, что с помощью флибансерина будут лечить "отсутствие сексуального влечения", которое, предположительно, имеется у 7% женщин в возрасте перед менопаузой. При этом FDA уже дважды отказывалось одобрить препарат, ссылаясь на его низкий эффект и недоказанность лекарственного воздействия — предполагалось, что флибансерин может увеличить удовольствие от секса, но не оказывает терапевтического эффекта на либидо (сексуальное желание). Лекарство испытывали на 11 тысячах женщин, и многие из них заявили о том, что их сексуальная жизнь улучшилась.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150605/10682695 … z3cCwxIJoZ

Прием препаратов для снижения холестерина в крови – статинов, перед операцией по аортокорональному шунтированию (АКШ), снижает риск послеоперационной смерти больных на 70%, говорится в материале, опубликованном Eureka.

Международная группа ученых проанализировала результаты приема больными перед операцией по шунтированию ряда лекарственных средств — статинов, блокаторов кальциевых каналов, ингибиторов АПФ и бета-блокаторов. В исследовании принимали участие более 16 тысяч пациентов. Выяснилось, что среди тех, кто принимал статины до операции, риск послеоперационной смертности очень сильно снизился.

В частности, авторам исследования удалось показать, что прием симвастатина – гиполипидемического препарата, снижает вероятность смерти после операции по АКШ на 77%. "Нам необходимы дальнейшие исследования для того, чтобы понять, все ли статины приводят к такому положительному результату», — говорится в статье.

РИА Новости http://ria.ru/studies/20150604/10680821 … z3cCyakfxx

Сравнение ДНК десятков тысяч шизофреников показало, что данное психиатрическое расстройство возникает из-за нарушений в работе тормозящих нейронов в мозге, их неправильного взаимодействия с возбуждающими нервными клетками и связанных с этими вещами мутациями в генах, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Neuron.

"В далеком будущем эта публикация может послужить основой для специальных медицинских программ, которые будут предсказывать то, насколько тот или иной человек повержен риску стать шизофреником, а также подберут лекарства для борьбы с этим недугом", — прокомментировал исследование Хью Перри (Hugh Perry) из университета Саутгемптона (Великобритания), чьи слова приводит пресс-служба ВУЗа.

Как рассказывают авторы статьи, Эндрю Поклингтон (Andrew Pocklington) из университета Кардиффа (Великобритания) и его коллеги, нейрофизиологи и генетики давно подозревали, что причина развития шизофрении может крыться в дисбалансе между "тормозящими" и возбуждающими нейронами в коре мозга, однако доказать это никак не получалось.

Поклингтон и его коллеги смогли сделать подобное заявление, проанализировав и сравнив устройство генов, которые тем или иным образом связаны с развитием шизофрении, у десяти тысяч шизофреников и 15 тысяч здоровых людей.

Ученых в первую очередь интересовали так называемые  CNV (англ. вариации в числе копий генов) – то, сколько лишних или недостающих копий одного и того же гена содержалась в нервных клетках добровольцев. Нарушения в числе определенных генов могут сильно менять работу нейронов и делать их более восприимчивыми для тормозящих или возбуждающих сигналов, что может приводить к серьезным нарушениям в их работе.

Как показал этот анализ, большая часть CNV находилась в тех генах шизофреников, которые отвечали за работу так называемых ГАМК-нейронов – важной категории нервных клеток, дирижирующие активностью других нейронов и управляющие реакциями торможения.

Некоторые такие "вставки" и удаления затрагивали не один, а сразу несколько десятков генов, что объясняет то, почему предыдущие эксперименты указывали на связь шизофрении с примерно сотней различных участков ДНК. В ближайшее будущее Поклингтон и его коллеги планируют использовать собранные данные для каталогизации всех мутаций, связанных с развитием шизофренией, и изучением последствий их появления.

Для подобных экспериментов, как подчеркивают ученые, нужен новый модельный организм – мышь-"шизофреник" или другое существо, чьим геномом можно было легко манипулировать и за чьим поведением было бы легко наблюдать. В противном случае раскрытие секретов шизофрении затянется еще на несколько десятилетий, заключают ученые.

Сегодня шизофренией страдает около 24 миллионов людей на планете. По статистике ВОЗ, каждый седьмой человек из тысячи является шизофреником, причем большая часть из них приходится на долю молодых людей в возрасте от 15 до 35 лет.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150603/10679806 … z3cCzSkvNU

Международный коллектив медиков выяснил, почему мускулы рук, ног и прочих частей тела дряхлеют при наступлении старости, и нашли способ создать специальный препарат, помогающий сохранить их, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism.

"Мы обнаружили, что правильная работа "карбюратора" в клетках мускулов, фермента под названием АМФ протеин-киназа, является важным фактором в замедлении старения мускулов. Мыши, у которых мы удалили ген AMPK в клетках мускулов, слабели гораздо быстрее, чем мы ожидали увидеть для грызунов их возраста. В 50 условных лет  они выглядели как столетние старики, ведущие неподвижный образ жизни", — заявил Грегори Штайнберг (Gregory Steinberg) из университета Макмастера в Гамильтоне (Канада).

Данный фермент заинтересовал Штайнберга и его коллег по той причине, что в предыдущих экспериментах они выяснили, что длительные занятия зарядкой "включают" АМФК и заставляют клетки мускулов активнее управлять своим метаболизмом. В свою очередь, постоянные физические упражнения до сегодняшнего дня были единственным известным медикам способом замедлить старение мышц.

Руководствуясь этой идеей, медики решили проверить, что произойдет, если отключить ген, управляющий работой этого белка в клетках мускулов мышей. Как показал эксперимент, мускулы таких грызунов старели заметно быстрее, чем мышцы нормальных мышей, и к тому же они медленнее восстанавливались после эпизодов голода.

Причиной этого, как выяснили ученые, было то, что снижение активности AМФК лишает мускулы способности жертвовать частью клеток ради спасения остальных мышечных волокон, а также то, что данный фермент необходим для нормального метаболизма аминокислот в организме. В юные годы эти негативные эффекты не так заметны, но при наступлении старости они начинают заметно ускорять дряхление мускулов.

"Мы знаем, что мы можем "включать" АМФК при помощи зарядки и ряда лекарств, которые применяются для борьбы с диабетом второго типа. Так как мы теперь знаем, что этот белок важен для поддержания массы мускулов по мере старения тела, эти же препараты и упражнения можно адаптировать и для защиты мускулов от дряхления", — заключает Штайнберг.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150602/10678107 … z3cD0UaCRb

Длительное присутствие колоний золотистого стафилококка на коже может быть причиной развития сахарного диабета второго типа, при наступлении которого чувствительность организма к инсулину постепенно притупляется, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале mBio.

"Я думаю, нам удалось найти способ вмешаться в этот процесс и сменить курс развития диабета. Сегодня мы работаем над созданием вакцины от суперантигенов этих микробов, и мы считаем, что подобные препараты смогут предотвратить развитие диабета второго типа", — заявил Патрик Шливерт (Patrick Schlievert) из университета штата Айова (США).

Шливерт и его коллеги выяснили, что одной из причин развития диабета могут быть не внутренние процессы в организме, а болезнетворные бактерии, наблюдая за жизнью нескольких кроликов, которых они заражали золотистым стафилококком, возбудителем целого ряда крайне тяжелых больничных эпидемий в 50 годах прошлого века.

Когда ученые высадили микробов на поверхность кожи животных и дали им возможность сформировать колонии, они стали свидетелями крайне любопытного эффекта – через несколько недель кролики приобрели все признаки диабета второго типа.

"Мы выяснили, что по мере набора лишнего веса люди становятся все более привлекательными для стафилококка, и на их коже начинает появляться все больше колоний этого микроба. "Хозяева" таких колоний постоянно подвергаются атакам токсинов и суперантигенов, которые вырабатывают бактерии", — продолжает Шливерт.

Причиной этого было то, что микробы выделяли большое количество суперантигенов – "коктейля" из токсинов и белков, которые манипулируют работой нейронов, вызывая чувство боли в них, и помогают микробу "окопаться" в новой питательной среде. Эти вещества, попадая в кровь и жировую ткань, заметно меняют их работу и вызывают хроническое воспаление и меняют внутреннюю работу клеток, что в конечном итоге снижает их чувствительность к инсулину и приводит к развитию сахарного диабета.

Раскрыв этот феномен, Шливерт и его коллеги проверили, как много этих микробов присутствует на коже здоровых людей и диабетиков. Подозрения ученых подтвердились – диабетики действительно были покрыты заметно большим числом колоний стафилококка.

Сейчас ученые работают над созданием вакцины, которая помогала бы организму бороться с хроническим присутствием стафилококка на коже. Кроме того, авторы статьи в ближайшее время проверят, как изменится инсулиновая чувствительность диабетиков, если их кожу обработать специальным гелем, который мгновенно убьет бактерий и не позволит им повторно "колонизировать" кожу на протяжении нескольких недель.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150602/10677343 … z3cD2M90CB

Международная группа астробиологов выяснила, что некоторые земные метаногенные микробы-"моржи" могут не только переносить крайне низкие температуры, господствующие на Марсе, но и крайне малое давление воздуха, в сотни раз меньше земного, сообщает пресс-служба университета Арканзаса.

"Эти организмы являются идеальными кандидатами на роль первых представителей жизни на Марсе. Все метаногенные виды архей выжили после переезда в условия низкого давления, и продолжили выделять метан после каждого эксперимента и переезда из одной среды в другую. Наша работа является большим шагом вперед в деле проверки того, существуют ли подобные микроорганизмы на Марсе или могут ли они там существовать", — заявила Ребекка Микол (Rebecca Mickol) из университета Арканзаса в Файеттвилле (США).

Как объясняют ученые, в последние годы планетологи, астробиологи и другие специалисты активно спорят о том, существуют ли микробы в приповерхностных слоях почвы Марса, где есть жидкая вода, куда почти не проникают космические лучи и где относительно тепло.

Когда марсоход Curiosity впервые "принюхался" и проанализировал состав воздуха и содержимое почвы Марса в 2012 и в 2013 годах, ученым не удалось найти в них следов метана. Однако буквально через несколько месяцев датчики ровера зафиксировали сразу несколько всплесков в концентрации метана.

Впервые научная команда Curiosity решилась заявить об этом открытии в декабре 2014 года, и представила свои выводы в журнале Science в январе 2015 года, и это заявление сразу вызвало массу критики со стороны  ряда других планетологов. Они посчитали метан побочным продуктом работы самого марсохода, или же следами каких-то "неживых" процессов в почве Марса.

Микол и ее коллеги предоставили новые свидетельства в пользу того, что микроскопическая жизнь может в принципе существовать на Марсе, экспериментируя с четырьмя штаммами метаногенных архей, живущими в экстремальных условиях на Земле.

В ходе этих экспериментов ученые проверяли, смогут ли микробы пережить резкие перепады температур и циклы замерзания и оттаивания, существующие даже в экваториальных широтах Марса, а также попытались выяснить, как археи отреагируют на понижение давления воздуха до марсианских значений.

Как показали опыты, микробы-"марсонавты" не только выжили, но и продолжали нормально перерабатывать питательные вещества и выделять метан. Это говорит о том, что они полностью приспособились к жизни в новых условиях и не стали превращаться в споры, пытаясь дотянуть до лучших времен.

По мнению Микол, результаты этих экспериментов показывают, что данные с инструментов Curiosity могут действительно указывать на присутствие микробов на Марсе, хотя шансы на это остаются относительно небольшими.

Подтверждение или опровержение этих выводов будет возможно только в 2016 году, после отправки на марс российско-европейского зонда "ЭкзоМарс", который "просветит" атмосферу Марса на предмет присутствия в ней метана, а также после того, как индийские ученые представят публике итоги работы зонда MOM, изучающего сегодня верхние слои воздушной прослойки красной планеты.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150601/10675385 … z3cD48mSEi

Вирусологи из Торонто выяснили, что экспериментальное лекарство от почечной недостаточности мешает вирусу гриппа проникать в клетки сосудов легких, что делает их неуязвимыми для патогена, и успешно испытали его на мышах, зараженных смертельными дозами свиного гриппа, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

Постоянные мутации и перестановки в генетическом коде вируса гриппа заставляют ученых практически каждый год искать и подбирать новый "ключ"-вакцину для борьбы с ним. Иногда появляются такие разновидности гриппа, такие как "испанка" или прошлогодний птичий грипп в Китае, обладающие высокой заразностью и летальностью, и тогда эта гонка между биологами и вирусом начинает приобретать тревожные масштабы.

Уоррен Ли (Warren Lee) из госпиталя Святого Михаила в Торонто (Канада) и его коллеги решили подойти к этой проблеме от противного – они стали бороться не с самим вирусом, а попытались помешать ему проникнуть в клетки капилляров в легких, с которых начинается заражение и чье повреждение в результате затяжной атаки вируса обычно приводит к смерти пациента.

Руководствуясь этой идеей, группа Ли обратила внимание на уже существующий экспериментальный препарат Vasculotide, который был изначально разработан учеными из госпиталя Саннибрук для борьбы с почечной недостаточностью и другими болезнями, при которых повреждаются сосуды. Vasculotide представляет собой синтетический аналог гормона ангиопоэтина-1, который стимулирует рост и заживление сосудов.

Используя этот препарат, вирусологи из Торонто создали лекарство на его основе, которое помогло им защитить мышей от смертельной дозы вирусных частиц, в том числе вируса свиного гриппа, поразившего Новый Свет в 2009 году, и ряда других опасных штаммов патогена.

По словам Ли, стимулятор роста сосуда, сам по себе или в комбинации с противовирусными лекарствами, спас от 80 до 100% грызунов от смерти, и эффективно действовал даже в том случае, если препарат был введен в тело мышей через несколько дней после начала болезни.

Как полагает ученый, успешное завершение этих опытов позволяет говорить о том, что аналогичные результаты могут быть получены и в клинических испытаниях с участием людей. По его словам, госпиталь Святого Михаила и госпиталь Саннибрук объединят усилия в подобных опытах и попытаются в ближайшее время получить патент и начать производство препарата.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150605/10683449 … z3cD4hnlnt

Как вырастить мозг в пробирке

Стволовые клетки, отправленные в свободное плавание, сформировали структуры, очень похожие на кору полушарий человеческого мозга.

О том, что происходит внутри мозга, мы можем узнать с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) – она позволяет увидеть активность в тех или иных участках нервной ткани и довольно точно сопоставить эту активность с выполнением той или иной задачи. Но мы не сможем узнать о мозге всё, если не проникнем на клеточный уровень, на уровень нейронов и межнейронных контактов – синапсов, на уровень вспомогательных глиальных клеток, которые не только питают нейроны, но и вмешиваются в проведение нейрохимического сигнала. Причём следует помнить, что нейронных разновидностей существует много. Например, если мы внимательно рассмотрим кору полушарий, мы обнаружим в ней шесть слоёв, отличающихся друг от друга по соотношению нейронов разного типа. Чтобы понять, как на молекулярно-клеточном уровне реализуются высшие когнитивные функции (а именно ими и занимается кора), нам нужно до тонкостей понять устройство и взаимосвязь её слоёв между собой.

Что-то, конечно, можно исследовать на мозгах грызунов и приматов. Кроме того, часто взаимодействие нейронов изучают в клеточной культуре: клетки живут в питательной среде на дне какой-нибудь лабораторной посудины, а нейробиологи следят, как у них, к примеру, меняется сила синапсов в ответ на те или иные раздражители. В результате можно сделать некие выводы о причинах шизофрении, аутизма и других когнитивных нарушений – ведь в случае таких патологий нарушается как раз нейронная архитектура, взаимосвязь нейронов друг с другом. Но плоский слой культуры клеток – всё-таки не кора с её шестью слоями. Другой способ состоит в анализе образцов, взятых у умерших людей. Надо ли говорить, что тут всё время нужно помнить о посмертных изменениях в клеточном устройстве, да и проведение сигнала в таких образцах изучать невозможно. В идеале хотелось бы, чтобы у нас в руках была объёмная клеточная модель, полностью воссоздающая тот или иной элемент структуры мозга, если не весь мозг. Эксперименты исследователей из Стэнфордского университета нас к такому идеалу заметно приближают.

Разумеется, дело не обошлось без стволовых клеток – Серджиу Паска (Sergiu Pasca) и его коллеги получили из человеческой кожи индуцированные стволовые клетки и затем превратили их в нейроны. Сейчас это уже почти стандартная процедура: дифференцированные клетки заставляют «вспомнить молодость», когда они были стволовыми и не умели ничего делать, кроме как делиться. Зато их можно превратить в любой другой клеточный тип, нужно лишь направить их по нужному пути с помощью молекулярных сигналов. Поначалу всё шло как обычно: искусственные стволовые клетки росли плоским слоем в культуральной посуде. Но потом их отделили со дна и пересадили в специальное новое «место жительства», где они уже не могли прочно прикрепиться к стенкам или ко дну. За несколько часов клетки объединились в микрошарики, в которых продолжали делиться. И вот тут-то у них запустили превращение в клетки нервной ткани.

Как пишут авторы работы в Nature Methods, через семь недель 80% клеток по молекулярным и прочим признакам стали похожи на нервные. Причём 7% превратились не в нейроны, а в глиальные астроциты, которые поддерживают и питают нейроны, защищают их от проникновения вредных веществ из крови, а также регулируют нейронную активность. До сих пор не удавалось вырастить и нейроны, и поддерживающие их клетки из одного стволового материала, приходилось пользоваться сторонними астроцитами, полученными от другой линии стволовых клеток, что означало, что генетически те и другие оказывались различны – тогда как в мозге все клетки несут одинаковые гены. Теперь же, по-видимому, это затруднение исчезнет.

Но самое главное выяснилось, когда проанализировали структуру клеточных комплексов (их назвали кортикальными сфероидами) – оказывается, их архитектура была похожа на ту, которая есть в коре полушарий. Причём 80% нейронов отвечали на внешний стимул, а 86% демонстрировали спонтанную активность и образовывали друг с другом нейронные цепочки, передавая сигнал друг другу. Иными словами, удалось получить довольно правдоподобную трёхмерную модель коры мозга.

В последнее время исследователи всё чаще обращаются к методам 3D-культивирования клеток, поскольку так мы лучше понять то, что происходит в природе. Ведь когда формируется ткань или орган, они растут и развиваются по всем направлениям, клетки, входящие в их состав, чувствуют своих соседей со всех сторон. Именно такой всесторонний контакт необходим для правильного развития, правильной реализации генетических программ, для правильной дифференцировки. Уловки тут используют самые разные: например, сотрудники Университета Райса выращивали лёгочную бронхиолу с помощью магнитной левитации – той самой, с помощью которой перемещаются маглевы, поезда на магнитной подушке.

И это, конечно, не первая работа, в которой пытаются сделать орган или хотя бы его модель «с нуля», со стволового клеточного материала. Однако чаще речь идёт о более простых органах – например, в прошлом году мы писали о «минижелудке», который удалось сделать в Медицинском центре при детской больнице Цинциннати. Что же до мозга, то два года назад в Nature была опубликована статья с описанием так называемого церебрального органоида – в Институте молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук из индуцированных стволовых клеток удалось получить трёхмерную структуру, очень похожую мозг 9-недельного зародыша человека. На ней вполне можно изучать ранние процессы развития центральной нервной системы, однако устройство такого протомозга намного проще устройства даже небольшого участка полностью сформированной коры. Однако вышеописанные свежие результаты позволяют надеяться, что скоро у нейробиологов в руках будет настоящий «мозг из пробирки» – ну или хотя бы какая-то его часть.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru.

Палеонтологи выяснили, что четвероногие животные вышли на сушу на 2 млн лет раньше

Исследователи обнаружили останки представителя надкласса наземных четвероногих позвоночных животных, возраст которых достигает 333 млн лет. Это свидетельствует о том, что четвероногие животные могли переселиться из воды на сушу на 2 млн лет раньше, чем предполагалось до сих пор. Подробнее с результатами работы палеонтологов можно ознакомиться в журнале PLoS ONE.

Сломанная кость передней лапы четвероногого, похожего на саламандру животного из вида Ossinodus была обнаружена в Квинсленде, штат на северо-востоке материковой части Австралии. Ученые предполагают, что животное могло достигать 2 м в длину, а вес его — 50 кг. Исследователи проанализировали внутренний состав кости и выяснили, что животное было полностью сухопутным. Кроме того, его конечность была сломана таким образом, что сделать это в воде или в результате выбрасывания саламандры из воды на берег было невозможно.

Анализ останков показал, что их возраст достигает 333 млн лет. Это на 2 млн лет превышает возраст скелета, обнаруженного на территории Шотландии и до сих пор считавшегося скелетом древнейшего сухопутного четвероногого животного.
«Газета.Ru»

Американские хирурги сумели помочь мужчине, который страдал от редкой формы раковой опухоли, сахарного диабета и отторжения пересаженных ранее внутренних органов. 55-летнему пациенту провели операцию по пересадке костей черепа, скальпа, почки и поджелудочной железы.

55-летний разработчик программного обеспечения Джеймс Бойсен из города Остин (штат Техас, США) страдал от редкой формы раковой опухоли и сахарного диабета. Диабет был диагностирован, когда Джеймсу было пять лет. Из-за диабета в 1992 году пациенту были пересажены новые органы — поджелудочная железа и почка. После этого он начал принимать подавляющие иммунитет препараты, чтобы помешать отторжению донорских органов. Эти лекарства повысили риск развития рака, и в 2006 году пациенту был поставлен еще один неутешительный диагноз — лейомиосаркома, которая представляет собой редкую форму раковой опухоли. Эта опухоль является злокачественным образованием из гладких мышц. Чаще всего она располагается в органах желудочно-кишечного тракта, мышцах конечностей, значительно реже встречаются кожные и подкожные лейомиосаркомы, а также поверхностные лейомиосаркомы половых органов. В случае Бойсена пострадала гладкая мускулатура, расположенная под кожей черепа.

Для лечения раковой опухоли пациент проходил курсы химиотерапии. Агрессивное лечение стало причиной того, что у Бойсена начали разрушаться кости черепной коробки, которые через некоторое время стали угрожать состоянию головного мозга пациента, а на голове образовалась открытая рана. Кроме того, химиотерапия постепенно выводила из строя пересаженные органы — почку и поджелудочную железу, но Бойсен при этом

не мог принимать какие-либо поддерживающие состояние органов медицинские препараты из-за лекарств, подавляющих иммунитет. Врачи, в свою очередь, не могли заменить отказывавшие органы на новые из-за повреждений черепной коробки.

Джесс Зельбер, один из лечащих врачей Джеймса Бойсена, рассказывает: «Когда я впервые его встретил, я понял, что он одновременно нуждается в новой почке, поджелудочной железе, ему необходимо принимать подавляющие иммунитет препараты. Кроме того, была необходима полная трансплантация костей черепа и скальпа. Это была действительно уникальная клиническая картина, которая предоставила нам возможность провести комплексную операцию по трансплантации органов».

Решиться на такой сложный шаг отважилась команда более чем из 50 хирургов и членов медицинского персонала из Методистской больницы Хьюстона (Houston Methodist Hospital), которая известна во всем мире благодаря успехам в кардиохирургии, онкологии, трансплантации органов и лечении эпилепсии, а также из Онкологического центра им. Андерсона в Техасском университете. В ходе операции, длившейся более 15 часов, хирурги заменили отказывавшие почку и поджелудочную железу, а также пересадили кости верхней части черепа и полоску кожи — скальп, ширина которого составила 25 сантиметров.

Ранее врачи уже проводили операции по замене костей черепа, например, в 2014 году «Газета.Ru» рассказывала о том, что голландские хирурги заменили пациентке почти целый череп, который был создан из искусственных материалов и напечатан на 3D-принтере. Несмотря на то что в случае Джеймса Бойсена пересажен был не весь череп, а его часть, достижение американских хирургов является действительно уникальным, так как

пересаженные кости представляют собой донорские органы. Подобных операций в мире до сих пор не проводилось.

Почка и поджелудочная железа были взяты от того же донора, что и череп со скальпом.

Операция состоялась 22 мая, однако врачи и сам пациент рассказали о ней только сейчас. Вскоре Бойсен будет выписан из больницы — врачи утверждают, что его восстановление происходит очень быстрыми темпами. Сам пациент описывает свои впечатления следующим образом: «Это был долгий путь, и я очень благодарен всем врачам, которые проводили трансплантацию. Я в восторге от того, как прекрасно я себя чувствую, и я безмерно счастлив, что у меня появился шанс вернуться к занятиям делами, которые мне нравятся, и быть с людьми, которых я люблю». Кроме того, Бойсен заявил: «Я шокирован тем, насколько хорошо мне подобрали донора. У меня же теперь будет больше волос, чем тогда, когда мне был 21 год!»

Хирурги утверждают, что полностью удовлетворены состоянием пациента. Так, Майкл Клебук, хирург из команды Методистской больницы Хьюстона, сообщает: «Это была чрезвычайно сложная операция, потому что при пересадке тканей мы прибегали к микрохирургии. Представьте, что нам под микроскопом

приходилось сшивать между собой кровеносные сосуды, диаметр которых составлял около полутора миллиметров, при помощи швов, чья длина составляла половину диаметра человеческого волоса».

Все врачи отмечают терпение, смелость и энтузиазм Джеймса Бойсена. Осама Габер, хирург и директор Центра трансплантологии Методистской больницы Хьюстона, сообщает: «Я был приятно удивлен тем, что, несмотря на сложный характер операции, операции по забору органов у донора и пересадке их пациенту прошли гладко. Наши медсестры и трансплантологи просто влюбились в Джеймса, и мы очень рады, что он идет на поправку».

Ученые из Кембриджского университета (Великобритания), под руководством профессора Азима Сурани (Azim Surani), впервые пронаблюдали «перезагрузку» ДНК в гоноцитах — первичных половых клетках эмбриона. Этот процесс нужен для того, чтобы впоследствии развитие нового организма началось «с чистого листа», без привязки к процессам, происходившим в организме родителей. Статью, опубликованную учеными в журнале Cell, пересказывает пресс-релиз Кембриджского университета.

Наша ДНК не является статичной структурой. Наоборот, она постоянно в движении: одни гены активируются, чтобы повлиять на те или иные происходящие в организме процессы, другие, напротив, «выключаются», выполнив свою роль. Это происходит с помощью химического процесса метилирования. Состояние генома со всеми его активными и неактивными генами изучает особая дисциплина — эпигенетика.

Эпигенетическая информация, в отличие от генетической, не передается по наследству. Ведь это бы означало, что ребенок получит генетическую «память» обо всем, что происходило с его родителями за время их жизни. Например, продолжительное голодание ведет к метилированию некоторых генов, что может иметь негативные последствия для здоровья. Ребенок испытавшего голод человека также получил бы эти негативные последствия «в наследство». Подобная вредная информация накапливалась бы из поколение в поколение, становясь все более опасной для здоровья. Чтобы этого не происходило, в половых клетках (яйцеклетках и сперматозоидах) эпигенетическая информация обнуляется.

Ученые из Кембриджского университета смогли разобраться в том, как это происходит. «Перезагрузке» подвергается ДНК гоноцитов — первичных половых клетках эмбриона. Именно из этих клеток впоследствии разовьются либо яйцеклетки, либо сперматозоиды, в зависимости от пола ребенка. Оказалось, что «перезагрузка» ДНК гоноцитов происходит со второй по девятую неделю развития человеческого зародыша.

Также выяснилось, что «перезагрузка» эта является неполной. Примерно 5% ДНК ее избегают. Согласно предварительному анализу, среди них есть гены, ответственные за развитие шизофрении, метаболических расстройств и ожирения. Это открытие существенно проясняет механизм передачи этих болезней по наследству.

«Наше исследование дало нам хорошую базу потенциальных кандидатов на роль регионов генома, в которых эпигенетическая информация передается не только следующему поколению, но потенциально и всем тем, которые будут после него, — сказал аспирант Уолфред Танг (Walfred Tang), один из ведущих авторов работы. — Мы знаем, что некоторые из этих регионов аналогичны таковым у мышей, что может позволить нам изучить этот механизм детальнее».

Открытие кембриджских ученых также может иметь последствия для изучения так называемой «темной материи» генома — генов, которые мы когда-то в процессе эволюции получили от проникших в наш организм бактерий. К ним относятся, в частности, некоторые гены, отвечающие за развитие у человека плаценты. Их отношение к «перезагрузке» ДНК пока не понятно. Между тем среди этих генов есть и потенциально вредные, и метилирование позволяет организму блокировать их действие.