#ДНК

Норвежские ученые обнаружили ранее неизвестный механизм развития детских онкологических заболеваний. Как выяснилось, в организме заболевших детей вырабатывается аномальное количество антител, которые блокируют белковую систему восстановления ДНК. Это открытие способно в будущем привести к созданию программ ранней диагностики и предотвращения раковых опухолей у маленьких пациентов за годы до появления первых симптомов.

Авторы нового исследования изучили геном и эпигенетические характеристики одной исключительно старой черепахи, сопоставили их с данными четырех других особей и предложили возможное объяснение ее долголетия.

Обычно мобильные участки ДНК перестают «прыгать», когда приобретают собственную роль в работе клетки. Ученые выяснили, что человеческий ген BC200 сохранил эту способность: в частности, его копии дважды попали в геном вируса моллюска.

Авторы нового исследования полагают, что недавняя вспышка тяжелой менингококковой инфекции в Кенте могла быть связана с появлением нового варианта Neisseria meningitidis, который приобрел участки ДНК от других нейссерий, обитающих в носоглотке. Если гипотезу подтвердят экспериментально, результаты будут означать, что новые штаммы менингококка могут возникать не только вследствие мутаций и других изменений в собственном геноме, но и за счет горизонтального переноса генетического материала от других бактерий, обитающих в носоглотке. Такой механизм может привести к появлению высокоинвазивных вариантов, способных вызывать локальные вспышки.

Американские энтомологи разработали «комариный туалет» — устройство для сбора экскрементов насекомых, позволившее найти в их отходах полный геном вируса Западного Нила и редкий вирус Hedwig. Новый подход показал, что анализ жизнедеятельности комаров помог выявлять опасные инфекции еще до их вспышки среди людей и без уничтожения самих переносчиков.

Белковые токсины Cry крайне важны для современного сельского хозяйства, так как служат основой для более чем половины препаратов на мировом рынке биологических средств защиты растений от насекомых-вредителей. Эксперты Санкт-Петербургского государственного университета описали процесс появления новых вариантов этих соединений в ходе эволюции, что позволит более точно прогнозировать их свойства и область применения в сельском хозяйстве и биотехнологии.

Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.

Слушатели узнают, как клетки организма с одинаковой ДНК получаются разными.

Палеогенетики проанализировали ДНК и изотопный состав костей американского гепарда. Выяснилось, что вымерший хищник состоял в близком родстве с пумами, а особи из северных регионов питались в основном рыбой. Результаты анализа разрушили старый стереотип об этом животном как о родственнике африканского бегуна.

Почему один человек легко заводит друзей, а другой предпочитает держаться в стороне? Откуда берется привычка все планировать? Почему некоторые люди сомневаются в себе? Международный коллектив ученых проанализировал данные о геномах миллиона человек и выявил 1260 независимых генетических вариантов, связанных с основными пятью чертами личности человека. Результаты исследования показали, что на индивидуальные особенности личности влияет не только воспитание, опыт и окружающая среда, но также гены.

Слушатели узнают про исследование опухолевого генома.

Слушатели узнают, как анализ ДНК из древних захоронений позволяет установить кто и от чего умер.

Слушатели узнают, как хромосомы, гены и гормоны запускают каскад полового развития.

Слушатели узнают, как открытие ДНК и развитие молекулярной биологии изменили представления о наследственности.

Слушатели узнают про работу исследователей с древней ДНК.

За последние несколько лет целый ряд медицинских разработок преодолел важнейший рубеж, перейдя от экспериментальных исследований к практическому применению. Здесь представлены семь наиболее впечатляющих инноваций, которые могут кардинально преобразить здравоохранение в ближайшие годы.

Слушатели узнают о «чудотворящих» генетических технологиях.

История чумы насчитывает тысячи лет, однако вопрос о том, когда и как эта инфекция распространилась по Евразии, не закрыт. Международная группа археологов и генетиков восстановила древнейшие геномы возбудителя чумы и показала, что уже примерно 5300 лет назад он был распространен от Восточной Азии до Европы. Это говорит о существовании сети контактов между древними человеческими сообществами.

Массовая вспышка злокачественной опухоли кожи у сомов в озере Мемфремейгог оказалась вызвана не химическим загрязнением воды или вирусом, а заразными раковыми клетками. Это первый зафиксированный случай передачи опухолевых клеток от одной особи к другой у обитателей пресных водоемов.

Раннехристианские общие могилы взрослых и детей в Северной Европе почти всегда воспринимались как семейные захоронения. Авторы нового исследования проверили эту гипотезу и выяснили, что для большинства случаев она неверна.

Единственное млекопитающее на планете, способное жить на высоте более 6700 метров, обитает в горах Южной Америки. Ученые выяснили, что секрет выживания этих грызунов кроется в том числе в умении питаться ядовитыми растениями, которыми изобилуют высокогорья.

Новое исследование показало, что представители скифской элиты, захороненные в курганах, которые широко разбросаны по степям Центральной Евразии, связаны родственными узами. Это доказывает, что у древних кочевников существовали династии, в которых власть передавалась по наследству.

Малярия долгое время была причиной значительного количества смертей в европейских городах, однако генетическое разнообразие ее возбудителей в исторической Европе оставалось практически неизученным. Анализ древней ДНК из костных останков членов семьи Медичи позволил впервые идентифицировать ранее неизвестный штамм возбудителя этой болезни, циркулировавший в центральной части Италии в XVI веке.

До недавнего времени считалось, что надежно извлекать древнюю человеческую ДНК можно в основном из костей и зубов. Потом ученые научились получать ее из пещерных отложений и из некоторых предметов, которыми пользовались древние люди. Авторы нового исследования решили проверить, можно ли найти генетические следы представителей Homo на стенах, то есть непосредственно там, где они рисовали тысячи лет назад. Оказалось, что можно.

Японские биологи определили, что в процессе формирования мозга молодые нейроны систематически ломают собственный геном, протискиваясь сквозь узкие пространства между тканями. Эти опасные двунитевые разрывы ДНК — не патология или случайный сбой, а обязательный и естественный этап нормального развития мозга. Новое открытие объяснило, как клетки успевают оперативно «чинить» такие повреждения и почему малейшие ошибки в этой системе восстановления делают мозг уязвимым к тяжелым неврологическим заболеваниям.

Ученые впервые смогли напрямую зафиксировать, как «прыгающие гены» перемещаются из одного биологического вида в другой. Гены передаются не только от родителей к потомству — некоторые из них обладают удивительной мобильностью и способны внедряться в ДНК совершенно чужих организмов.

Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из российских университетов выяснили, какие мутации в гене ACVRL1 опасны для пациентов с легочной артериальной гипертензией. Они смоделировали, как изменения в гене влияют на связывание АТФ с белком — процесс, от которого зависит передача сигналов, необходимых для работы сосудов. Оказалось, что 20 из 32 вариантов могут нарушать передачу сигнала и провоцировать болезнь.

Слушатели узнают про клеточную терапию — бурно развивающуюся область современной медицины.

Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.

Слушатели узнают, где ДНК-оригами применяется в медицине и биотехе.

Команде биологов из Японии удалось выделить одну хромосому из замороженных клеток крысы, перенести ее в мышиную яйцеклетку и показать, что она может работать в развивающемся эмбрионе. Это значит, что даже после длительной заморозки отдельные хромосомы могут сохранять свою работоспособность и использоваться для изучения или частичного восстановления генетической информации давно умерших животных.

Участники узнают, как отличить научный результат от красивой, но неточной интерпретации.

Авторы нового исследования попытались выяснить, какие микроорганизмы сохранились в тканях знаменитой мумии Этци, на поверхности тела и внутри него, а также как они изменились за тысячелетия. Ученые нашли следы древних бактерий в кишечнике и холодолюбивые одноклеточные грибы, колонизировавшие останки уже после смерти. Некоторые организмы, по-видимому, не просто выжили в холодных условиях, но и продолжают размножаться до сих пор.

Древние человеческие останки хранят не только следы прошлого, но и целые сообщества микроорганизмов. Международная команда исследователей обнаружила, что состав этих бактерий тесно связан со степенью сохранности костей, пролежавших под землей сотни лет. Авторы научной работы смогли приблизиться к ответу на вопрос, почему одни скелеты со временем почти полностью разрушаются, тогда как другие сохраняются значительно лучше.

Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.

Результаты нового генетического исследования поставили под сомнение версию о генуэзском происхождении Колумба. Анализ ДНК, выделенной из останков прямых потомков мореплавателя, позволил предположить, что Колумб происходил из влиятельной дворянской семьи с северо-запада Испании.

Генетики изучили ДНК 49 человек, похороненных на кладбище города Сент-Мэри, первого поселения в английской колонии Мэриленд. В генетической базе данных 23andMe обнаружилось свыше 1,3 миллиона современных американцев, которые могут проследить свою родословную до колонистов из Сент-Мэри.

Римская империя господствовала в Британии на протяжении приблизительно четырех веков. За это время римляне сильно повлияли на местное население: строили города, внедряли новые законы, развивали торговлю и меняли образ жизни. Однако авторы нового исследования выяснили, что вопреки распространенному мнению, генетический вклад как римлян, так и викингов в население Британских островов был на удивление слабым. Гораздо большее влияние на происхождение современных британцев оказали более поздние миграции англосаксов.

Слушатели узнают, наследуются ли интеллект, таланты и особенности психики.

Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.

Слушатели узнают, можно ли надеяться, что все опасные мутации в недалеком будущем удастся корректировать.

Наскальное искусство кенийского убежища Какапел всегда было летописью смены целых культур: геометрические узоры, коровы и абстрактные знаки накладываются там друг на друга в четыре четких слоя. Исследователи не только разделили эти слои, но и определили, что древнейшие рисунки оставили пигмееобразные охотники, а поздние изображения коров и геометрии — нилотоязычные скотоводы.

Мы уже писали про праймированное редактирование в 2019 году. Тогда гарвардские ученые придумали технологию, которая, по их оценкам, способна исправить почти 89% известных врожденных мутаций человека. Спустя семь лет метод не только доказал свою пригодность, но и впервые вошел в клинику, пройдя испытания на людях. Хотя путь и оказался сложнее, чем предполагалось.

За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.

Слушатели узнают, как активность генов регулируется без изменения последовательности ДНК.

Слушатели узнают, как анализ отдельных клеток помогает находить редкие и опасные клетки и подбирать более точное лечение.

Слушатели узнают, как ученые расшифровывают ДНК сотен сортов.

Слушатели узнают, как устроена ДНК и зачем она упаковывается в хромосомы.

Один из самых простых способов оживить унылый городской пейзаж — добавить в него зелени. Теперь же китайские исследователи представили генетически модифицированные растения, которые способны мягко светиться в темноте. По их словам, такие разработки могут стать привлекательным элементом для туризма и даже частично заменить городское освещение в ночное время.

На полотне, которое многие католики и православные почитают как погребальный саван Иисуса Христа, ученые нашли генетический материал множества биологических видов — людей, животных, а также растений, завезенных в Европу из Америки. Результаты исследования не прояснили, а лишь умножили число вопросов вокруг происхождения одного из самых спорных христианских артефактов.