Такие радикальные современные методики как генная терапия и лечение стволовыми клетками учёные сочли достаточно эффективными для лечения заболеваний, вызывающих полную или частичную слепоту у людей.

Три различные исследовательские группы завершили клинические испытания своих методик и сообщили о получении противоречивых результатов: у одних эффект от терапии оказался «долгоиграющим», тогда как другие учёные зарегистрировали постепенное ухудшение состояния пациентов, добровольно согласившихся на инновационное лечение.

В рамках данной работы биомедики попытались излечить своих пациентов от редкой формы наследственной слепоты, известной как амавроз Лебера. Эта болезнь приводит к полной потере зрения примерно в сорокалетнем возрасте. Примерно 10% всех зарегистрированных случаев этого заболевания вызваны мутациями в специфическом гене под названием RPE65, который кодирует фермент, способствующий созданию родопсина клетками пигментного эпителия сетчатки. Мутация в RPE65 приводит к отмиранию клеток-фоторецепторов и, соответственно, к развитию слепоты.

Первая попытка излечения пациентов от данного заболевания была предпринята исследователями из Великобритании и США в 2007 году. Тогда команде добровольцев хирурги вводили в один глаз раствор, содержащий обезвреженный вирус, который доставлял здоровую копию гена RPE65 в клетки сетчатки.

Всего через несколько дней после процедуры добровольцы продемонстрировали более выраженную светочувствительность, а также способность ориентироваться в лабиринте, в частности, в условиях низкой освещённости. Пациенты поделились своими вдохновляющими историями в Интернете, что убедило общественность и даже научное сообщество в том, что подобная генная терапия может стать единовременным и долговечным спасением от редкой формы слепоты.

Тем не менее, в 2013 году команда во главе с Сэмюэлем Джейкобсоном (Samuel Jacobson) из Университета Пенсильвании, проводившая клинические испытания в США, сообщила неутешительные новости. Результаты новых анализов показали, что хотя 15 пациентов из американской группы действительно стали видеть лучше по сравнению с показателями до начала испытаний, клетки-фоторецепторы продолжают отмирать.

Новое исследование, результаты которого изложены в статье издания The New England Journal of Medicine, поясняет наблюдавшиеся в течение последних двух лет эффекты. Группа Джейкобсона сообщает, что у трёх пациентов с долгосрочными результатами терапии, область сетчатки достигла максимума повышенной зрительной чувствительности в периоде между одним и тремя годами с момента проведения лечения. По истечении этого срока эффект от терапии начал постепенно сокращаться, хотя и на момент проведения окончательных анализов состояние фоторецепторов пациентов было всё же лучше, чем до начала клинических испытаний.

Руководитель клинических испытаний в Великобритании Робин Али (Robin Ali) из Университетского колледжа Лондона отмечает, что улучшение зрения у его пациентов существенно отличалось от того, что наблюдалось в доклинических исследованиях на собаках, которые проходили то же лечение. Недолговечный эффект от терапии у людей доктор Али списывает на то, что человеческая сетчатка, в отличие от собачьей, не получает достаточного количества здоровых генов RPE65.

"Чтобы разработать по-настоящему эффективную терапию, необходимо восстановить нормальную функцию фоторецепторов. В данный момент мы планируем провести новый этап клинических испытаний с гораздо более мощной системой вирусной доставки генов. Она должна привести к более высокой экспрессии RPE65", — рассказывает Али.

Однако и Али, и его американский коллега Джейкобсон сходятся во мнении, что новая более мощная терапия имеет существенный минус — повышенную токсичность по сравнению с предыдущим аналогом. Поэтому учёные также рассматривают возможность введения дополнительного препарата, который замедлит дегенерацию фоторецепторов в долгосрочной перспективе.

Впрочем, ещё одна исследовательская группа, возглавляемая генетиком Джин Беннетт (Jean Bennett) из Медицинской школы при университете Пенсильвании, сообщает гораздо более обнадёживающие результаты клинических испытаний генной терапии амавроза Лебера. Эти учёные утверждают, что эффект сохраняется у их пациентов в течение 7,5 лет, и у добровольцев не наблюдается никаких признаков ухудшения состояния.

"Было бы наивно заявлять, что и в будущем фоторецепторы сохранят здоровое состояние, однако до сих пор мы не наблюдали признаков дегенерации нейронов сетчатки", — рассказывает доктор Беннетт. Она также пояснила, что виной постепенного ухудшения состояния пациентов коллег может быть щадящая терапия, которую применяют британские учёные.

Разница между щадящей и более мощной терапией заключается в том, как именно проводится лечение. Во втором случае, на который возлагаются большие надежды, хирурги используют поверхностно-активное вещество, которое провоцирует глубинное и прицельное проникновение вирусов-переносчиков генов к клеткам сетчатки глаза. Таким образом к ткани доставляется больше здоровых генов RPE65, и эффективность терапии повышается, а длительность эффекта увеличивается.

Все три руководителя клинических испытаний сходятся во мнении, что нет никаких причин прекращать исследования. Они уверены, что эффективность терапии очевидна, однако им ещё предстоит отрегулировать систему доставки здоровых генов и выявить всевозможные побочные эффекты данной методики лечения.

В то же время ещё одна исследовательская группа опубликовала в журнале Stem Cell Reports новую статью с результатами исследования терапии стволовыми клетками, направленной на лечение другой формы слепоты — макулярной дегенерации, или дистрофии, сетчатки.

Учёные из исследовательского центра при американской компании Ocata Therapeutics во главе с всемирно известным Робертом Ланзой (Robert Lanza) продемонстрировали безопасность использования стволовых клеток для лечения макулярной дистрофии и замещения ими «разрушающихся» клеток сетчатки.

Данное исследование представляло собой исключительно оценку безопасности и не подразумевало использования контрольных групп. По истечении года после проведения операции все четверо добровольцев смогли прочитать на 9-19 букв больше с таблицы проверки зрения по сравнению с показателями до начала терапии.

"Это служит хорошим предзнаменованием, однако я думаю, что нельзя торопиться с выводами до тех пор, пока мы не проведём полноценные клинические испытания с контрольной группой", — говорит доктор Ланза.

В отличие от группы японских исследователей, которые использовали в своей терапии против макулярной дегенерации сетчатки индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, команда доктора Ланзы применила эмбриональные стволовые клетки. Эти клетки эффективно трансформируются в пигментный эпителий сетчатки и препятствует ухудшению состояния глазных нейронов. У людей с макулярной дистрофией этот слой постепенно истощается, и фоторецепторы, так же как и другие важные для световосприятия клетки, постепенно разрушаются.

Вместо того чтобы спровоцировать формирования пластов из клеток-фоторецепторов, как это делает большинство исследователей в подобных экспериментах, команда Ланзы вводила отдельные стволовые клетки непосредственно в глаза добровольцев.

В данный момент Ланза и его коллеги начали сотрудничество с корейскими исследователями, чтобы расширить возможности данной методики. Совместная работа учёных запада и востока поможет разработать универсальный метод лечения макулярной дегенерации сетчатки: у европеоидов и азиатов имеются различные генетические факторы риска, способствующие развитию макулярной дистрофии.

Будет ли в данном случае эффект временным или долговечным, пока сказать трудно. Однако исследователи рассчитывают если и не вовсе предотвратить последующее ухудшение состояния сетчатки пациента, то продлить эффект на максимально возможный срок.
Читать на сайте Вести.Ру

Нижегородские ученые создали безопасный костнозамещающий цемент, из которого можно слепить кость человека прямо во время операции. Об этом корр. ТАСС сообщил научный сотрудник Приволжского Федерального Медицинского исследовательского центра Антон Новиков.

"Наш костнозамещающий цемент не токсичен и практически полностью повторяет структуру человеческой кости в отличие от американского аналога", - сообщил ученый.

По его словам, врачи Приволжского Федерального медицинского исследовательского центра (ПФМИЦ) в кооперации с частной медицинской компанией первые в России создали и запатентовали костнозамещающий цемент. Костнозамещающий цемент представляет собой синтетический материал на основе форполимера, за счет этого вещества достигается гипоаллергенность цемента и его биосовместимость с костью.

"Американский аналог у нас в стране так и не прижился, из-за токсичности и высокой цены: наш костный цемент дешевле, к тому же безопаснее", - подчеркнул Новиков. По его словам, цена за упаковку американского материала доходила до 80 тысяч рублей, российского - около 18 тысяч рублей.

Благодаря изобретению безопасного костнозамещающего цемента во многих случаях пациентам удается сохранить конечность, а не ампутировать ее. "Цемент замешивается во время операции, накладывается на поврежденный или удаленный участок кости, застывает, и, таким образом, получается искусственный имплант", - отметил Новиков. По словам собеседника, в ПФМИЦ провели уже более 80 успешных операций с использованием цемента, "пациенты чувствуют себя удовлетворительно".

"С помощью нашего материала можно восстанавливать участки кости до 30 кубических сантиметров, с таким же его успехом можно использовать в нейрохирургии", - подчеркнул гендиректор медицинской компании Альберт Слиняков. В течение 10-15 лет материал интегрируется в кость, отметил Слиняков.

Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр /бывший Нижегородский НИИ травматологии и ортопедии/ оказывает специализированную, высокотехнологичную помощь пациентам с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, травмами, ожогами, детям с заболеваниями органов пищеварительной системы.

Швейцарские ученые создали призрака в лабораторных условиях, «обманув» мозг участников эксперимента. Результаты исследования ученые намерены применить для лечения неврологических расстройств.

Специалисты Центра нейропротезирования Федеральной политехнической школы Лозанны поставили эксперимент по созданию привидения в лабораторных условиях. Как пишет Reuters, для этого был сконструирован специальный робот, повторяющий движения участника эксперимента. К примеру, человек совершает движение рукой, на которую надет специальный датчик. Находящийся в этот момент у него за спиной робот копирует движение, прикасаясь к человеку. Затем ученые решили разнообразить эксперимент, создав небольшую задержку между действиями человека и ответными касаниями робота.

Изменения в процессе принесли неожиданный результат. Часть участников эксперимента стала утверждать, что ощутили не просто прикосновение, но и чье-то присутствие за спиной. Затем они наотрез отказались продолжать исследование. Позже испытавшим дискомфорт людям сделали сканирование мозга, которое показало у них неврологическое расстройство – нарушение восприятия. Ученые полагают, что смогут применить полученные результаты эксперимента и самого робота-призрака в лечении таких пациентов.

Полигамия может дорого обойтись мужскому сердцу – как выяснили исследователи-кардиологи из Исследовательского центра короля Фейсала в Джидде, чем больше жён у мужчины, тем больше вероятность сердечных болезней, связанных с закупоркой коронарных сосудов. Амин Даула (Amin Daoulah) вместе с коллегами проанализировали состояние около семи сотен мужчин, обращавшихся за медицинской помощью в больницы Саудовской Аравии и Объединённых Арабских Эмиратов. Как известно, Кораном не возбраняется иметь нескольких жён, если только мужчина может в равной степени одарять всех своим вниманием и материально обеспечивать их и их детей. Среди тех, чьи данных попали в анализ, у 68% была одна жена, у 19% – две, у 10% – три, и лишь у 3% было четыре жены. Многожёнцы были в среднем старше и жили за пределами больших городов. Все мужчины были не моложе 59 лет, и более чем половина из них страдали от повышенного давления и диабета; около половины имели сердечные расстройства в анамнезе.

Оказалось, что в «большой семье» у мужчин в 4,6 раза чаще случается сужение коронарных артерий, и в 2,6 раза – множественное сужение артерий. Очевидно, авторы работы должны были учесть как более пожилой возраст мужчин с большим числом жён, так и их меньшую долю по сравнению с «одножёнцами». Общий вывод был сделан такой: чем больше жён, тем больше вероятность проблем с сосудами, и, как следствие, с сердцем. Объяснить это можно именно необходимостью уделять равное внимание всем членам семьи, что для мужчины само по себе может быть тяжёлой нагрузкой, как в моральном, так и в материальном смысле. Повышенные обязательства вызывают стресс, а стресс порождает вялотекущее воспаление. Воспаление же, в свою очередь, может стать причиной самых разных заболеваний, в том числе и сердечно-сосудистых.

Впрочем, сами авторы, сообщившие о полученных результатах на конгрессе Тихоокеанского общества кардиологов, предупреждают, что исследование носит предварительный характер. Вполне возможно, что на состояние сосудов тут повлияли какие-то дополнительные, неучтённые факторы, которые по каким-то причинам вышли на первый план именно у мужчин с несколькими жёнами. К их числу могут относиться как генетические особенности, так и пристрастие к той или иной еде или же характер интимной жизни. Как именно они совпадают с многожёнством и почему такие совпадения могут иметь место, станет ясно лишь после дополнительных исследований.

Стоит также заметить, что в данном случае речь идёт именно о многожёнстве как социальной традиции со всеми вытекающими последствиями, а не о простой полигамии, которая может идти вразрез с нормами, принятыми в том или ином обществе. Полигамия, как мы знаем, вообще весьма распространена у людей, невзирая ни на какие социокультурные запреты. В недавней работе, опубликованной в Biology Letters группой психологов из Оксфордского университета и Нортумбрийского университета, говорится, что в целом люди почти в раной степени стремятся как к полигамным, так и к моногамным отношениям, хотя среди мужчин есть небольшой перевес в пользу желающих полигамии, а среди женщин такой же небольшой перевес в пользу моногамии. Здесь следует оговориться, что в исследовании участвовали несколько сотен мужчин и женщин, но лишь из США и Великобритании, так что при желании здесь всё можно списать на некие культурные особенности. Однако не стоит забывать, что среди млекопитающих всего 3% видов являются моногамными, среди приматов же эта цифра поднимается до 30%. Среди рода Homo, по словам авторов работы, моногамия возникла сравнительно недавно, несколько сотен тысяч лет назад, так что её неустойчивое положение может быть объяснено её относительной молодостью. И есть все основания считать, что полигамия скоро уйдёт в прошлое как невыгодная эволюционная стратегия: в 2012 несколько американских антропологов опубликовали в Philosophical Transactions of the Royal Society B статью, в которой говорили о том, что полигамные отношения создают социальное напряжение и обостряют борьбу за ресурсы, и что полигамные сообщества со временем беднеют, в них растёт уровень насилия и усугубляется неравенство полов.

Возможно, что именно женщины как раз и склонят человечество к полной и окончательной моногамии. Известно, что от полигамных отношений самец получает большую выгоду, поскольку может оставить больше потомства, тогда как для самки выгода здесь сомнительна. У человека такой конфликт интересов особенно заметен, в то числе из-за большого срока беременности и длительного периода воспитания детей. Несколько лет назад Майкл Уэйд (Michael Wade) из Университета Индианы вместе с коллегами из ряда других научных центров опубликовал в журнале Evolution and Human Behavior результаты анализа семейных отношений среди мормонов, крупной религиозной секты, известной тем, что в ней практиковалось многожёнство. Как оказалось, многожёнство среди мормонов постепенно стало малопопулярным, и причину этого авторы работы усмотрели в том, что у женщины в полигамной семье оказывалось в итоге меньше детей, чем у женщины в моногамной семье – очевидно, из-за того, что мужчина со множеством жён не мог уделять много внимания всем своим чадам. Так что даже если смотреть с сугубо биологической точки зрения, то бишь по количеству детей, то и для мужчин моногамия оказывается эволюционно более выгодной стратегией.

Подготовлено по материалам LiveScience.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/26280/ (Наука и жизнь, Многожёнство вредит сердцу)

Исследователи из Национального Университета Тайваня создали искусственные мышцы из эпидермиса лука. Статья опубликована в Applied Physics Letters.

Существующие искусственные мышцы (актуаторы) на основе различных полимеров могут гнуться и сокращаться, но не могут делать этого одновременно, как их природные прототипы. Исследователи в поисках альтернатив обратили внимание на эпидермис репчатого лука. Тонкая прозрачная пленка кожицы лука сокращается под воздействием электричества и обладает хорошей гибкостью.

Большое количество воды в клетках эпидермиса делает непредсказуемым поведение искусственной мышцы при высыхании, поэтому ученые удаляли из них влагу, используя для этого сублимационную сушку. Без воды волокна гемицеллюлозы и целлюлозы в клеточных стенках начинают цепляться друг за друга, из-за чего эпидермис становится жестким и хрупким. Для удаления гемицеллюлозы из ткани и восстановления гибкости исследователи обработали образец серной кислотой.

Отделение эпидермиса и сублимационная сушкаChien-Chun Chen et al. / Applied Physics Letters
На последней стадии процесса ученые покрыли образец эпидермиса с обеих сторон слоем золота и нарезали на полоски, которые и и выступали в роли искусственных мускулов. В зависимости от подаваемого напряжения эти полоски способны сокращаться, сгибаясь в тут или другую сторону. Пинцет из получившихся мышц даже смог поднять шарик из ваты весом 0,1 миллиграмма.

Ученые разработали метод получения углеводородов при помощи плесневых грибов рода Aspergillus. Работа опубликована в ScienceDirect.

Международная группа исследователей из Государственного университета Вашингтона и Ольборгского университета смогла при помощи штамма гриба Aspergillus carbonarius получить углеводороды, пригодные для использования в качестве топлива.

Грибы вырабатывают ферменты, которые позволяют им переработать любую древесно-целлюлозную массу в газ. Ученые «скормили» грибам десять разных материалов, чтобы оценить зависимость производимого объема углеводородов от типа питательных веществ. Выяснилось, что продуктивнее всего для выработки углеводородов использовать в качестве питательной среды овес и пшеничную солому.

Способность грибов вырабатывать углеводороды была известна и раньше, однако для получения биотоплива преимущественно использовались дрожжи. Авторы полагают, что в будущем возможно применение плесневых грибов для получения биотоплива в промышленных мастштабах. Ученые уже работают в этом направлении и в данный момент пытаются при помощи генной инженерии вывести более продуктивный штамм Aspergillus carbonarius.

Биологи из Рокфеллеровского университета (США), под руководством докторов Лучано Марраффини (Luciano Marraffini) и Пулами Самаи (Poulami Samai) впервые разобрались в том, как бактерии борются с атакующими их клетки вирусами. Результаты своего исследования они изложили в статье в журнале Cell, которую пересказывает сайт (e) Science News.

Ранее уже было выяснено, что борьбой с вирусами в клетках бактерий занимается специальный иммунный механизм, известный как тип III CRISPR-Cas. Однако по поводу конкретного механизма его действия данные до сих пор были противоречивы. Одни говорили о том, что тип III CRISPR-Cas нейтрализует вирусную ДНК, лишая таким образом вирус возможности размножаться в клетке хозяина. Другие же эксперименты показывали, что мишенью бактериального иммунного механизма является вирусная РНК.

РНК (рибонуклеиновая кислота) — молекула-посредник, считывающая генетическую информацию и передающая ее клеточной «фабрике». РНК синтезируется на матрице ДНК, а затем уже на матрице РНК происходит синтез белков, которые составляют основу жизни.

Сотрудники Рокфеллеровского университета поставили серию экспериментов, в которых изучали действие системы тип III CRISPR-Cas на ДНК и РНК. При этом они впервые добавляли РНК-полимеразу — вещество, которое как раз и отвечает за синтез РНК на основе ДНК.

В результате выяснилась интересная вещь: иммунный механизм бактерий действительно фрагментирует ДНК вируса, лишая его возможности размножаться и делая, таким образом, безопасным. Но это происходит только после того, как на основе вирусного ДНК синтезируется соответствующая РНК.

Биологический смысл этого явления вполне понятен ученым. Далеко не все проникающие в бактериальную клетку вирусы опасны для нее, некоторые даже могут иметь полезные свойства. Например, у дифтерийных бактерий за выработку токсина отвечает ген, полученный от вируса. «Парализуя вирус», получив предварительно от него РНК, бактерии получают возможность при необходимости синтезировать на основе этой РНК полезные для себя вещества.

Открытие американских ученых может иметь важное прикладное значение. Теперь ясно, что, подсаживая в клетки бактерий определенные вирусы, можно и таким образом выводить их штаммы с определенными заданными свойствами. Например, способностью перерабатывать промышленные отходы в биотопливо.

«Это пример того, как понимание основ биологии микроорганизмов может быть полезным, — говорит д-р Марраффини. — Микробы являются необходимой частью биосферы, и важно понимать, как они работают».

Около 2 млрд лет назад из относительно простых одноклеточных организмов прокариот, к которым относятся бактерии и археи, произошли более сложные эукариоты. Это в конченом счете привело к появлению многоклеточных форм жизни. Исследуя дно северной части Атлантического океана, ученые обнаружили ближайшего из известных на сегодняшний день родственника эукариот. Это одно из самых значимых открытий последних лет, проливающее свет на историю развития жизни на Земле. Об открытии рассказывает Science.

Обнаруженный микроорганизм, вернее его гены, стали настоящей сенсацией в мире эволюционной биологии. Ученые уже успели окрестить его Локи. По словам исследователя Евгения Кунина (Eugene 
Koonin) из Национального центра биотехнологической информации (США), новое открытие может многое рассказать об истории возникновения эукариот. Предком эукариот были довольно сложные формы жизни, связанные с археями. Найденный образец, по-видимому, представляет переходную форму между археями и эукариот, добавляет биолог Марк Филд (Mark Field) из университета Данди (Великобритания).

В отличие от прокариот, эукариоты дали мутацию органелл в митохондрии, вырабатывающие энергию, а в зеленых растениях и некоторых простейших — хлоропласты, позволяющие использовать солнечную энергию. Кроме того их ДНК разместилась внутрь ядра, которое закрыто мембраной, а клетки получили другую внутреннюю структуру, включающую аппарат Гольджи, лизосомы и эндоплазматический ретикулум.

Митохондрии и хлоропласты, как считают ученые, представляли собой ранее свободные формы прокариот, которые вступили в симбиоз с живой клеткой. Но «личность» организма, которая впервые «приручила» их остается неизвестной. Результаты молекулярного анализа свидетельствуют о том, что археи являются ближайшими родственниками эукариот. Однако биологи пока не могут прийти к единому мнению относительно того, развились ли эукариоты от простых прокариот до того как появились археи или нет.

Генетический анализ Локи говорит в пользу второй гипотезы. В ходе исследования эволюционный биолог Тайс Эттема (Thijs Ettema) из университета Упсалы (Швеция) и его коллеги проанализировали 10 граммов осадка с океанического дна между Гренландией и Норвегией. Они обнаружили, что он содержит последовательности генов неизвестных микроорганизмов. Хотя исследователи смогли выделить лишь несколько нанограмм разрушенной ДНК, применяя метод метагеномики, они смогли собрать воедино эти фрагменты и составить геном трех неизвестных видов архей. Ученые не смогли выделить живой или мертвый микроорганизм из грязи, но им удалось вывести характеристики одного из них с наиболее полным геномом.

Образец осадка был взят около подводных вулканических жерл под названием Замок Локи. Отсюда и название для восстановленного древнего микроорганизма — Локиархеум или просто Локи. Его геном, как говорят ученые, обнаруживает значительное сходство с геномом эукариот. Например, в нем содержатся гены, ответственные за выработку белка актина, который формировал защитный цитоскелет эукариот и позволял им двигаться.

Локи несет актин-подобные гены, которые близки генам эукариот и в целом нетипичны для других архей. «Это наиболее «эукариотичный» протокариот, который мы когда-либо видели» — сказал биолог Джеймс Макинерни (James McInerney) из Национального университета Ирландии. Эволюционное дерево на основе геномов всех трех новых архей показывает, что они являются ближайшими родственниками эукариот. Молекулярные признаки Локи показывают, что предок эукариот мог иметь актиновый цитоскелет и мог питаться другими одноклеточными или другими видами пищи.

Однако не все исследователи признают, что открытие Локи заполняет разрыв между эукариотами и прокариотами. Эволюционный биолог Уильям Мартин (William Martin) из университета имени Генриха Гейне в Дюссльдорфе (Германия) считает, что для подобного утверждения еще слишком мало данных. Сейчас команда профессора Эттема работает над поиском новых фрагментов генома древнего организма.

Кожура кофейных зерен и кофейная гуща содержат в себе мощнейшие антиоксиданты, которые по силе своего действия на организм примерно в 500 раз сильнее, чем экстракт зеленого чая или витамин С, заявляют медики в статье, опубликованной в журнале Food Science and Technology.

"Помимо антиоксидантов, они содержат в себе большое количество меланоидинов – веществ, которые придают кофе характерный кофейный цвет при обжарке. Эти соединения можно использовать для борьбы с патогенами. Однако для того, чтобы использовать кофейные субпродукты для защиты организма от окислителей, нам нужно научиться удалять меланоидины, так как они подавляют благотворный эффект кофе", — заявил Хосе Руфиан-Энарес (Jose Rufian-Henares) из университета Гранады (Испания).

Энарес и его коллеги изучали химический состав кофейной гущи, внутренней кожуры кофейных зерен и ряда других различных кофейных субпродуктов, считающихся сегодня бесполезными. Для своих экспериментов ученые выбрали сразу несколько сортов бодрящего напитка – зерна традиционной арабики, а также несколько сортов популярного в Испании кофе "торрефакто", которое получается путем обжарки зерен в сахаре.

Посетив одну из традиционных кофеен в Гранаде, ученые собрали образцы кофейной гущи, фрагментов кожуры зерен и прочих субпродуктов, после чего размололи их, растворили и разделили на компоненты.

Группа Энареса выяснила, что кожура и кофейная гуща содержат в себе не только большое количество фенолов и растительной клетчатки, но и множество молекул антиоксидантов, силу которых ученые проверили на грызунах.

Как показали эти опыты, кофейные антиоксиданты оказались крайне мощными – они нейтрализуют опасные для здоровья окислители в 500 раз лучше, чем это делает витамин С, и делают это заметно лучше, чем зеленый чай. Что интересно, этот эффект был в три раза выше для зерен, обработанных по системе "торрефакто". Ученые связывают это с тем, что подобная обработка высвобождает большое количество мелданоидинов из кофейных зерен.

Помимо антиоксидантов, кофейные субпродукты содержат в себе большое количество других веществ, часть из которых способствует нормализации кишечной микрофлоры, а другие – подавляют рост болезнетворных микробов. Как надеются ученые, экстракты на базе кофе станут источником антиоксидантов и прочих полезных веществ как для медицинских целей, так и для производства пищевых и диетических добавок.

РИА Новости http://ria.ru/science/20150508/10633137 … z3ZZTCbY4e

Все люди стареют по-разному, кто-то быстрее, кто-то медленнее, но, если брать в целом, признаки старости появляются у всех примерно в одном возрасте. За одним исключением: в том случае, если человек болен прогерией, стареть он начинает исключительно рано. У этой болезни есть два варианта, детский и взрослый, детский называется синдромом Хатчинсона-Гилфорда, взрослый – синдромом Вернера. Дети с прогерией страдают от заболеваний, характерных для преклонного возраста: истончение и морщинистость кожи, облысение, сердечно-сосудистые болезни, нарушения жирового обмена, атеросклероз, проблемы с суставами и т. п. У них резко замедляется рост и развивается характерный внешний вид: большая голова, маленькое заострённое лицо, недоразвитая нижняя челюсть. В среднем больные детской формой прогерии живут не дольше 12–13 лет.

Люди со взрослым вариантом прогерии живут дольше, однако и у них возрастные изменения случаются намного раньше обычного – в 20 лет начинают седеть и выпадать волосы, к 30 годам развиваются катаракта, остеопороз, и другие заболевания, например, диабет, и обычно человек с синдромом Вернера не доживает до 60 лет. Известно, что, по крайней мере, в случае тяжёлой формы в клетках происходят во многом те же молекулярные изменения, что и при обычном старении, так что, если мы найдём способ тормозить прогерию, это, возможно, даст нам инструмент против старения вообще.

Секреты болезни можно было бы понять, понаблюдав за стволовыми клетками, которые получили от больных людей. Некоторое время назад исследователи из Института биологических исследований Солка смогли превратить кожные клетки детей с синдромом Хатчинсона-Гилфорда в аналог эмбриональных стволовых клеток, так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Далее с ними можно было ставить опыты, выясняя, что не так в стволовых процессах у больных прогерией. Но когда то же самое попытались сделать с клетками больных синдромом Вернера, ничего не вышло – их клетки оказались слишком повреждёнными болезнью, чтобы выдержать возврат в стволовое, недифференцированное состояние. Тогда Хуан Карлос Изписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) вместе с коллегами из Китайской академии науки и Пекинского университета пошли по другому пути – они смоделировали прогерию в изначально здоровых клетках.

Известно, что синдром Вернера сопровождается  мутациями в гене WRN, который задействован в процессах копирования и репарации ДНК. И вот, чтобы создать модель болезни, исследователи попросту поломали этот ген в стволовых клетках из эмбриона человека. Эмбриональные клетки по ходу развития превращаются в более специализированные разновидности, которые в дальнейшем могут дать начало той или иной ткани – например, в мезенхимальные стволовые клетки, «родоначальники» жировой ткани, хрящей и костей. В статье в Science авторы пишут, что, когда стволовые клетки с неработающим геном WRN превращались в мезенхимальные, они тут же начинали резко стареть: в их ДНК накапливалось много повреждений, они переставали делиться, и, наконец, у них сильно укорачивались теломеры. Так называют концы хромосом, которые при копировании ДНК защищают гены от повреждений, связанных с особенностями работы белковой копировальной машины. Длина теломер уменьшается с каждым делением клетки, и потому их считают чем-то вроде молекулярных часов, отмеряющих время жизни.

Однако у клеток с синдромом Вернера была ещё одна особенность, которая более всего привлекла внимание авторов работы. Известно, что ДНК в клеточном ядре находится в комплексе с белками. Некоторые из них выполняют какие-то текущие работы на тех или иных генах (например, синтезируют РНК), другие же играют структурную роль, поддерживая в упакованном состоянии довольно обширные фрагменты хромосом. Упакованная, структурированная часть ДНК называется гетерохроматином. И вот оказалось, что у больных клеток гетерохроматина очень мало – иными словами, ДНК при синдроме Вернера приходит в свободное, «растрёпанное» состояние.

То же самое можно наблюдать и при обычном старении: когда состояние хромосом сравнили у нескольких людей разного возраста, то увидели, что чем старше человек, тем хуже у него упакована ДНК в ядрах. Очевидно, при прогерии тот же процесс происходит быстрее и начинается раньше – возможно, что уже на ранних стадиях индивидуального развития. Почему неупорядоченное, неупакованное состояние хромосом может приводить к таким последствиям? Если какой-то ген находится в гетерохроматиновом виде, это значит, что он неактивен, выключен, находится в спящем состоянии. Если же упаковка слабеет, то у нас начнут включаться гены, которые должны молчать. Как раз такая ненужная активность может в совокупности приводить к старению. С другой стороны, известно, что в гетерохроматиновом, запечатанном виде находятся мобильные генетические элементы, которые прыгают в ДНК с места на место, вызывая тем самым нежелательные мутации.

Действительно ли общая распаковка и беспорядок в ДНК влечёт за собой все те изменения, характерные для стареющих клеток, и происходит ли так во всех случаях прогерии, как детской, так и взрослой, покажут дальнейшие эксперименты. Но, если всё и впрямь так, биологи смогут сосредоточиться на упаковке ДНК как потенциальной мишени для лекарств, которые помогли бы задержать старение – как преждевременное, так и обычное.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/26339/ (Наука и жизнь, Преждевременное старение начинается из-за «беспорядка» в ДНК)

Ученые из Института биологических исследований Солка в Ла-Хойя обнаружили новый тип стволовых клеток, который можно использовать для моделирования раннего развития человека. В конце концов исследователи надеются, что новые клетки помогут выращивать внутри животных человеческие органы, пригодные для трансплантации. Впервые коровы и свиньи смогут стать донорами для людей, что решит основную проблему современной трансплантологии: нехватку органов и несовместимость тканей донора и реципиента.

До сих пор ученые знали о существовании двух типов плюрипотентных стволовых клеток, но  выращивать их в больших объемах и управлять ростом для создания определенных взрослых тканей оказалось очень трудно.

Биолог Изпишуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) и его коллеги нашли новый тип плюрипотентных клеток, которые легче выращивать в пробирке и имплантировать в эмбрион. Новый тип клеток назвали регион-селективными плюрипотентными стволовыми клетками (rsPSCs).

Поскольку rsPSCs растут быстрее и стабильнее, чем другие плюрипотентные клетки, их можно использовать для создания новых методов лечения различных заболеваний.

Ученым из команды Белльмонте уже удавалось успешно пересадить известные типы человеческих плюрипотентных клеток в эмбрионы мышей. Исследователи выращивали клетки в средах с различными комбинациями факторов роста и химических веществ.

Одна смесь была более эффективна, и в ней клетки росли наиболее активно. Ученые имплантировали полученные клетки в три разных региона 7,5-дневного эмбриона мыши. Тридцать шесть часов спустя, только клетки, которые были привиты к задней части эмбриона дифференцировались в правильные типы клеток и образовали эмбрион-химеру, то есть организм с ДНК различного происхождения. Поскольку эти клетки, предпочитают определенную часть эмбриона, исследователи и окрестили их регион-селективными.

Изпишуа Бельмонте подозревает, что эмбрионы во время раннего развития содержат несколько типов плюрипотентных стволовых клеток, в том числе rsPSCs. При этом с помощью ферментов для резки ДНК можно легко редактировать геном клеток  rsPSCs, что обычно трудно сделать с другими плюрипотентными клетками, выращенными в пробирке.

По мнению команды Бельмонте, возможность редактирования генома rsPSCs может помочь модифицировать пересаживаемые клетки таким образом, чтобы создавать трансгенных химер. В свою очередь, это позволит создать животных с человеческими органами, пригодными для пересадки людям. Ученый не считает, что это будет просто, например, пока неизвестно признает ли иммунная система животного орган человека. Сигнальные молекулы, которые управляют развитием и работой органов у людей и животных могут отличаться, поэтому человеческий орган внутри животного может развиваться с другой скоростью или вовсе быть отторгнут иммунитетом животного.

Также Изпишуа Бельмонте признает возможные проблемы с этическими аспектами создания химер. Однако эксперименты в этой области уже проводятся и, скорее всего, перспективность новы методик лечения перевесит возможное негативное отношение общественности к трансгенным животным.

Нейрофизиолог Ицхак Фрид (Itzhak Fried) из университета Калифорнии (США) исследует изменения в мозгу людей, которые из мирного состояния переходят в воинственное и начинают убивать друг друга больших количествах. Еще в 1997 году он назвал подобное поведение синдромом Е (от начальной буквы английского слова evil — зло). За таким переходом стоит гиперактивность префронтальной коры головного мозга, уверен ученый, о чем он рассказал на конференции «The brains that pull the triggers» («Мозги, нажимающие на спусковой крючок»), проходящей в эти дни в Париже. Интервью с Фридом публикует Nature.

Историки давно пытаются понять причины, лежащие за массовыми убийствами мирных граждан, коими полна история и древняя, и современная. Мало найдется стран и народов, которые бы не запятнали себя ужасными проявлениями того или иного рода геноцида. Убийства армян в Турции в 1915 году, уничтожение евреев во Вторую мировую, геноцид в Камбодже времен Пол-Пота, этнические чистки в Боснии и Руанде в 1990-х. Все эти эпизоды, а также имитирующие их научные эксперименты собрал и проанализировал нейрофизиолог Ицхак Фрид. Ученый сделал вывод, что обычный человек при определенных обстоятельствах превращается в серийного убийцу не просто так: за этим стоит специфическая активность мозга. Но не примитивная активность, которая вырывается наружу у современных людей, как это принято думать, а процессы в префронтальной коре головного мозга, которая возникла по эволюционным меркам не так давно.

Порыв человека ранить других Фрид связывает с невозможностью контролировать эмоции. Он называет это «когнитивным переломом» (cognitive fracture). За такое состояние отвечают, по его мнению, определенные части префронтальной коры, которая становится гиперактивной. Сейчас, когда появился метод функциональной МРТ и электроэнцефалография (ЭЭ) стала более совершенной, исследовать активность мозга для таких пограничных состояний стало возможно.

К примеру, Лазана Харрис из Лейденского университета (Нидерланды), изучающая насилие между местными сообществами, используя методы функционального МРТ и ЭЭ, показала, что у «обычных людей» могут быть подавлены социально-мозговые когнитивные связи так, что они начинают воспринимать врагов как нелюдей, таким образом защищая себя от проявления к ним эмоций.

Впервые эта гипотеза была сформулирована еще в 1997 году, и тех пор академическое сообщество и политический класс развитых стран надеются, что будет найден способ бороться с этих устрашающим явлением.

Исследователи из Университета Калифорнии разработали технологию, позволяющую размещать на поверхности болезнетворных бактерий специальные «радиомаячки», указывающие иммунной системе организма на необходимость их уничтожения. Работа опубликована в Journal of Molecular Medicine, а кратко ознакомиться с ее результатами можно в пресс-релизе университета.

Идея авторов заключалась в том, чтобы направить существующие в крови антитела на особые белки, характерные для болезнетворных бактерий. К таким белкам относится, например, М-белок стрептококов, играющий ключевую роль в механизме инфицирования. В организме человека концентрация антител к М-белку радикально меньше, чем, например, к некоторым бактериальным сахарам, поэтому авторы решили создать своеобразный «переходник», «адаптирующий» большое количество антител к поиску болезнетворных бактерий.

Работает это так. Ученые вводят в организм специальные молекулы, состоящие из двух частей: связывающейся с бактериальным белком и сигнальной. Связывание происходит с помощью ДНК-аптамера (небольшого фрагмента ДНК), специально подобранного авторами таким образом, чтобы он реагировал только с М-белком. Бактерии не смогут простым образом адаптироваться и избежать связывания с аптамером, избавившись от М-белка — тогда они потеряют способность инфицировать организмы.

В качестве сигнальной части выступил сахарный остаток α-Gal. Значительное количество человеческих антител реагирует на этот олигосахарид, поскольку он не продуцируется нашим организмом, но встречается у многих микроорганизмов.

Ученые протестировали разработанную методику на бактериях группы А рода Streptococcus, возбудителях широкого спектра заболеваний, начиная от бронхита и скарлатины и заканчивая менингитом. В опытах in vitro (в пробирке) авторы работы успешно продемонстрировали строго специфичное связывание «маячка» с поверхностью микроорганизмов. Антитела, присутствующие в человеческой крови, формировали прочный комплекс с остатком α-Gal и тем самым запускали процесс уничтожения бактерий фагоцитами.

Поиск новых способов борьбы с патогенными бактериями — одна из важных задач, стоящих перед учеными. Микроорганизмы быстро вырабатывают устойчивость к новым классам антибиотиков и исследователи уже сейчас говорят об угрозе возникновения штаммов с множественной лекарственной устойчивостью.

Любопытно отметить, что один из соавторов новой работы — Кэри Мюллис, Нобелевский лауреат по химии, получивший премию за разработку полимеразно-цепной реакции, которая произвела революцию в молекулярной биологии и медицине.

Международный коллектив биологов вырастил зародышей кур, у которых нет клюва, но есть полноценная динозавроподобная челюсть, что помогло им понять, как предки пернатых обзавелись клювом, говорится в статье, опубликованной в журнале Evolution.

"Клюв является важнейшей частью системы питания для пернатых, и его можно признать той частью скелета птиц, для которой характерно максимально высокое разнообразие форм и размеров — сравните клювы фламинго, попугаев, пеликанов, соколов, колибри и других птиц. По каким-то причинам мало кто интересовался тем, чем клюв на самом деле является с анатомической точки зрения и как он появился в ходе эволюции", — рассказывает Бхарт-Анджан Буллар (Bhart-Anjan Bhullar) из Йельского университета (США).

Буллар и его коллеги провели крайне необычный эксперимент, в рамках которого они вырастили своеобразных зародышей «курицезавра», обнаружив и отключив гены, отвечающие за формирование клюва.

Решение подобной задачи не было простым делом — ученым пришлось проследить и сравнить активность генов в зародышах десятков видов птиц и нескольких видов крокодилов и черепах для того, чтобы найти те участки ДНК, которые были активны в районе будущего носа и клюва в зародыше пернатых.

Оказалось, что формированием клюва управляет не одна, а две цепочки генов — FGF и Wnt, «рисунок» активности которых заметно различается у пернатых и рептилий. У крокодилов и черепах эти гены активны лишь в двух точках в районе их будущей морды, тогда как у птиц они включены в целом поясе клеток на конце носа зародыша.

Обнаружив это различие, биологи проверили, что произойдет, если заблокировать работу этих наборов генов. Изначально ученые не видели различий — если посмотреть на зародыш с отключенными FGF и Wnt со стороны, то форма его головы не будет отличаться от того, как выглядит нормальный эмбрион.

Когда Буллар и его коллеги заглянули внутрь, их ожидал сюрприз — будущий клюв исчез, и на его месте начало формироваться некий набор костей, напоминающих челюсть динозавра или примитивных первоптиц вроде археоптерикса или анхиорниса.

По его словам, изменения затронули не только клюв, но и некоторые другие части черепа, что говорит о том, что смена кончиков челюстей клювом была очень резкой в эволюционном плане. Данный факт может объяснять то, почему палеонтологам до сих пор не удавалось найти переходных форм между «зубастыми» примитивными протоптицами и их наследниками, обладавшими клювом.

На этом этапе ученые остановили эксперимент, так как они не хотят стать участниками во многом противоречивого процесса по «воскрешению» динозавров и созданию «курицезавра», над чем известный американский палеонтолог Джек Хорнер активно работает с 2009 года. Сейчас команда Хорнера пытается найти гены, которые позволили бы вернуть хвост будущему динозавру.

Как отмечает Буллар, его в большей степени интересует не воскрешение динозавров, а раскрытие деталей того, как возникали птицы и прочие новые группы животных на Земле. В ближайшее время его научная группа попытается понять, как крокодилы приобрели столь короткие лапы, а млекопитающие стали обладателями большого мозга.