#ДНК

Геном картофеля намного больше и запутаннее человеческого, и для того, чтобы определить полную последовательность ДНК этого растения, ученым пришлось пойти на хитрость.

Новый подход к генетическому тестированию, разработанный международной командой ученых, позволяет намного быстрее, дешевле и точнее диагностировать десятки неврологических и нервно-мышечных заболеваний. Анализ ДНК пациентов проводится всего один раз в течение нескольких дней вместо мучительных лет поиска проблемного участка ДНК с использованием существующих методов.

ДНК — многофункциональная биомолекула с множеством природных ролей. Ранее ученые смогли найти для нее еще и ряд технических приложений: например, в качестве хранилища данных. Теперь им удалось увеличить емкость и повысить надежность «ДНК-флешки» за счет введения в нее семи дополнительных букв-нуклеотидов.

В последние десятилетия получила развитие синтетическая биология, в рамках которой создают уникальные биологические системы с «запрограммированными» функциями и свойствами. Результаты этих исследований можно использовать в разработке биосенсоров, платформ для доставки лекарств и биокомпьютеров. Ученые из Пермского Политеха повысили точность работы репрессилятора – искусственной замкнутой цепи, которая позволит прогнозировать поведение генетических систем.

Группа российских ученых из Сколтеха, Института молекулярной генетики НИЦ «Курчатовский институт», МГУ имени М. В. Ломоносова и других организаций исследовали механизм активации генов в половых клетках мух дрозофил на этапе перехода между двумя ранними стадиями развития сперматозоидов. Аналогичный механизм действует и в организме человека, что приводит к различиям между клетками мышц, нервов, печени и других органов, и, возможно, между здоровыми и больными клетками. Ученые пришли к выводу, что активность той или иной группы генов определяется во многом трехмерной структурой, которую принимает ДНК. Полученные результаты – новый шаг в понимании механизмов и причин возникновения заболеваний, связанных с упаковкой ДНК.

Исследователи из Кембриджского университета продемонстрировали работу новаторской технологии редактирования генома митохондрий на живых мышах. Она прокладывает путь к новым методам лечения ранее неизлечимых наследственных митохондриальных заболеваний.

Новое исследование генома жителей северного архипелага показало, что миграция населения на островах шла не совсем так, как на континенте или в Британии.

Собрания этой группы выдающихся научных умов выглядели не слишком академично. Во-первых, у каждого члена был роскошный шерстяной галстук с вышитой желтым и зеленым структурой ДНК. К галстуку прилагалась булавка с тремя буквами — стандартным обозначением одной из аминокислот. Нетрудно догадаться, что каждый носитель галстука с булавкой получил "партийное имя" — одну из аминокислот.

Научная группа iMolecule из Сколтеха разработала решение, которое на основании данных о структуре РНК и ДНК предсказывает участки этих молекул, пригодные для взаимодействия с предполагаемыми лекарственными веществами. Зная эти так называемые сайты связывания, можно более эффективно и целенаправленно находить формулы новых препаратов, в том числе противовирусных.

Международная группа ученых обнаружила, что дезоксирибонуклеиновую кислоту можно извлечь из клея, который используют вши для того, чтобы прикреплять к волосам человека свои яйца — гниды. И этот метод может стать хорошей альтернативой прямой пробы ДНК для изучения древних мумий.

Анализ древней ДНК из неолитической гробницы Великобритании показал, что большинство похороненных там людей принадлежат к пяти непрерывающимся поколениям одной семьи. Ученые уже назвали этот случай одним из древнейших примеров сохранившейся структуры доисторической семьи.

Российские ученые создали уникальные ДНК-сенсоры на основе красителя акридинового желтого. Благодаря его специфическому взаимодействию с молекулами ДНК можно будет выявлять даже небольшие количества низкомолекулярных и трудно определяемых молекул, например антибиотиков. При этом на точность анализа не влияют часто мешающие стабилизаторы лекарственных форм и белки пациента.

Анализ ДНК почвы показал, что мамонты исчезли с Американского континента всего пять тысяч лет назад — в эпоху раннего царства в Египте.

Исследователи из МФТИ совместно с коллегами из Сколково и Вирджинии (США) сравнили модельное распределение натрия и калия в разных растворах вокруг ДНК с экспериментами. Моделирования с разными моделями воды повторяли разные экспериментальные данные лучше других. Модели воды отличаются взаимным расположением и величиной зарядов, иллюстрирующих молекулу воды. Полученные результаты помогут точнее моделировать поведение ДНК, в том числе для разработки возможных лекарств от рака.

Специалисты РХТУ с участием коллег из ИБХ РАН, ЦСП ФМБА России, ФИЦВиМ и ГНЦ ВБ «Вектор» создали полимерные наночастицы, которые могут переносить по организму плохо растворимые биологически активные вещества. В молекуле полимера соединили гидрофильную и гидрофобную части, благодаря чему наночастицы из этих молекул хорошо совместимы с водой и эффективно включают и транспортируют действующие вещества к органу-мишени. Также оболочку наночастиц можно модифицировать различными функциональными или векторными агентами, чтобы адаптировать частицы под различные действующие вещества и повысить их эффективность. Исследователи предлагают использовать новую лекарственную форму в том числе и для разработки вакцин. Технологию уже опробовали на примере вакцины против вируса лихорадки Рифт-Валли.

Международный коллектив исследователей восстановил историю эволюции носорогов по восьми геномным последовательностям (пяти ныне живущих и трех вымерших видов). Это позволило определить этапы эволюции носороговых, а также причины их вымирания. Полученные данные позволят снизить риск исчезновения существующих видов.

Современные технологии и ДНК, взятая из мумифицированных останков, помогли получить высокодетализированные 3D-изображения лиц трех египтян, живших более 2000 лет назад в древней общине около Нила.

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

Биологи Санкт-Петербургского государственного университета впервые систематизировали все известные случаи избирательного удаления генетического материала в клетках живых организмов. Исследование поможет понять, насколько пластично может быть организован геном, а полученные данные потенциально могут пригодиться в лечении заболеваний, связанных с увеличением числа хромосом.

Неожиданный вывод об аномальных конформационных состояниях молекул ДНК на поверхности заряженных мономолекулярных пленок и их фундаментальных отличиях от строго периодической конформации двойной спирали в объеме раствора сделан в работе, выполненной совместно учеными из РФ и США, пятеро из которых — выпускники МФТИ. Полученные результаты открывают перспективы исследований в новой области сильно возмущенных поверхностных конформаций ДНК со сложной и очень богатой физикой и нелинейной механикой в ответ на действие ранее не предполагавшихся огромных в молекулярном масштабе латеральных сил.