В ДНК человека найден еще один ген

Известно, что геномы человека и шимпанзе совпадают на 99%, однако наши нервные системы развиваются совершенно по-разному и страдают от разных проблем в старости. Эти различия мешают ученым использовать приматов для изучения некоторых человеческих болезней и выяснить, как Homo sapiens приобрел способность членораздельно говорить и мыслить.

В последние годы исследователи открыли несколько сотен новых генов, отвечающих за развитие мозга и отличающиеся по местоположению в геномах человека и шимпанзе. Однако им так и не удавалось найти те участки ДНК, которые отвечали за необычайно крупные по сравнению с остальным телом размеры человеческого мозга, а это одна из главных черт, отличающая Homo sapiens от обезьян, передает mir24.tv.

Теперь генетики из Калифорнийского университета в Санта-Крузе нашли в человеческой ДНК уникальный ген NOTCH2NL, отвечающий за необыкновенно большие размеры нашего мозга и уникальную структуру коры больших полушарий. Его описание опубликовано в журнале Cell.

«Две главных черты человека – это большие размеры мозга и замедленное развитие нервной системы внутри утробы матери. Теперь нам удалось раскрыть молекулярные механизмы развития и той, и другой особенности Homo sapiens, которые, как оказалось, включаются на самых ранних стадиях развития мозга», – говорит руководитель исследования Дэвид Хаусслер.

Найти NOTCH2NL ученые смогли, изучая структуру разных генов на первой хромосоме человека, удаление которых очень часто приводит к развитию микроцефалии, а удвоение или повреждение – к макроцефалии или тяжелым формам аутизма. 

В этом участке генетического кода находится набор генов из семейства NOTCH2, отвечающих за развитие заготовок нейронов и формирование будущих тканей мозга в зародыше млекопитающих. Их структура почти не отличается в ДНК всех приматов, и они, как недавно доказали ученые из России, одинаково работают при развитии зародыша.

Наблюдая за активностью этих участков ДНК в стволовых клетках, Хаусслер и его коллеги заметили одну простую вещь, которую почему-то упустили все остальные научные коллективы. Оказалось, что в человеческих клетках работает «лишний» ген, который отсутствует или не работает в заготовках нейронов шимпанзе, горилл и других приматов.

Опыты на стволовых клетках показали: удаление NOTCH2NL приводит к тому, что заготовки нервных клеток начинают быстрее взрослеть и реже делиться.

«Одна стволовая клетка, участвующая в росте мозга, может дать жизнь двум нейронам или еще одной заготовке и одной нервной клетке. NOTCH2NL заставляет их выбирать второй вариант, что позволило нашему мозгу вырасти в объеме. Как часто происходит в истории эволюции, небольшое изменение в работе стволовых клеток привело к очень большим последствиям», – заключают эксперты.

Изучив структуру гена, специалисты пришли к выводу, что он появился в ДНК наших предков примерно 3–4 млн лет назад в результате серии удачных ошибок при копировании первой хромосомы. 

Первая ошибка привела к тому, что один из генов семейства NOTCH2 был частично скопирован и встроен в ДНК первых Homo sapiens. Это превратило его в «мусорный» псевдоген, не игравший никакой роли в работе организма. Вторая ошибка починила его поврежденные части, в результате чего в геноме протолюдей появился новый участок ДНК, радикально поменявший программу развития нервной системы. А в ходе последующей эволюции он был еще несколько раз скопирован. 

Теги: ген, генетики, ДНК

Опубликовано в Здоровье
2020.02.21 21:20

Андрей Данилко сдал тест ДНК

Известный украинский шоумен Андрей Данилко сдал тест ДНК для того, чтобы узнать, кем были его предки.

Результаты этого теста сильно удивили звезду, сообщает издание «Факты».

46-летний Андрей Данилко, известный значительной части мира по образу бойкой проводницы Верки Сердючки, воспользовался предложением, которое получили участники конкурса «Евровидение-2019» в Тель-Авиве и сдал ДНК-тест, чтобы узнать, кем были его предки и какая кровь в нем течет.

Приглашенная звезда конкурса пребывал во мнении, что в нем есть еврейская кровь. Отчасти Данилко оказался прав, однако этой крови, согласно результатам анализа, в нем не больше 0,2 процента. Зато обнаружилось, что Андрей Данилко в значительной части принадлежит старинному балтийском роду: у него 54,9% балтийских, 41,2% балканских и 3,9% восточноевропейских корней. Также выяснилось, что прадед прославленного артиста тоже был киевлянином и участвовал в Первой Мировой войне, в которой зарекомендовал себя исключительно отважным и верным родине бойцом.

Теги: Андрей Данилко, артист, ДНК

Опубликовано в Шоу бизнес
2020.01.18 13:20

СМИ: Госдума изучит технологию редактирования генома

Революционные идеи редактирования генома, технология CRISPR, коррекция клеток, иначе говоря — генная инженерия, захватывают мир. О прорывах в этой области недавно заявили Китай, Япония, США и другие страны. 

 

Конечно, Россия не хочет отставать от зарубежных коллег. Да и нельзя говорить, что отечественные ученые игнорируют эту сферу: к примеру, в октябре прошлого года столичные биологи из МГУ, РГМУ имени Пирогова и Центра акушерства имени Кулакова изменили структуру ДНК дефектных эмбрионов, сделав их неуязвимыми к ВИЧ.

 

Теперь генной инженерией заинтересовались на высшем уровне. Как сообщают российские СМИ со ссылкой на сайт госзакупок, Государственная дума опубликовала тендер на проведение исследования по теме «Нормативное правовое регулирование использования вспомогательных репродуктивных технологий».

 

В техническом задании уточняется, что исполнитель должен будет в том числе проанализировать возможности внедрения «вспомогательных репродуктивных технологий (редактирование генома, управление метаболизмом во время беременности и так далее) для создания общества нового (договорного) типа» и предложить концептуальную программу.

 

Срок исполнения ТЗ — до 30 ноября, сумма контракта — 8,97 миллиона рублей.

 

Авторы документа не забывают о том, что во многих странах генное редактирование и смежные понятия сталкиваются с проблемами в «социальной, правовой, этической и религиозной сферах», а законодательство большинства зарубежных государств сильно ограничивает или даже запрещает использование дополнительных технологий репродукции.

 

Учитывая это, российский орган законодательной власти предлагает даже откорректировать — «совершенствовать» — нормативные положения, регулирующие сферу репродуктивных методов.

 

Помимо всего прочего, чиновники планируют изучить взгляды института Церкви на новые технологии. Стоит вспомнить, что два месяца назад в РПЦ разработали проект документа «О неприкосновенности жизни человека с момента зачатия», согласно одному из положений которого рекомендуется запретить «научные эксперименты с эмбрионами и их замораживание». Как эта точка зрения будет соседствовать с желанием властей внедрить в нашу жизнь новые технологии — еще увидим.

 

Опубликовано в Наука
2019.09.02 23:00

Могут ли космические пришельцы послать нам кодированную ДНК?

Могут ли микробы, которые нас окружают, действительно кодироваться межзвездными сообщениями какой-то обширной расы космических пришельцев? Этот вопрос на протяжении десятилетий задавался некоторыми членами сообщества SETI (Поиск Внеземного Разума). Но совсем недавно этим занимался давний космический адвокат Роберт Зубрин на конференции в Калифорнийском университете в Беркли.

 

Учитывая, что мы теперь способны секвенировать весь человеческий геном, не так уж и сложно предположить, что мы могли бы искать шаблоны или даже сообщения в цепях бактериальной ДНК. Такие микробы могут стать идеальным каналом для межзвездной энциклопедии Галактики.

 

Идея состоит в том, что, как только они запускаются преднамеренно или даже непреднамеренно, бактерии могут преодолевать межзвездные расстояния и потенциально заполнить вселенную сообщениями от тех, кто их зашифровал.

 

Отдельная бактерия, размер которой обычно составляет от одной до десяти миллионных долей метра, может легко размножаться. Но как такие крошечные микробы могли естественным образом преодолеть гравитацию своей звезды, чтобы совершить межзвездное путешествие?

 

Скорее всего, из-за светового давления от фотонов их звезды, сказал мне Зубрин, инженер-космонавт, основатель и президент Общества Марса. Этот метод передачи бактерий лучше всего подходит для более ярких звезд, таких как звезды спектрального типа F, G и K. Тем не менее, Зубрин отмечает, что М-звездам красного карлика, наиболее вездесущему космосу, может быть трудно доставить свои бактерии за пределы своих солнечных систем.

 

ЧИТАЙТЕ ТАК ЖЕ:  10 жизненно важных навыков, которые вам понадобятся для будущей работы

 

И все же, если бактериальная колония была сильно намагничена, как отметил Зубрин в статье 2017 года, опубликованной в популярном космическом блоге, « Центаврианские мечты» , она могла бы выступать в роли миниатюрного магнитного паруса. Если так, то теоретически он будет ловить солнечный ветер со скоростью 500 километров в секунду. Этого более чем достаточно, чтобы вытолкнуть его из Солнечной системы.

 

Напротив, если изготовленный микробный солнечный парус был выпущен из гравитации Земли ракетой в околоземное космическое пространство, он вылетел бы из солнечной системы приблизительно со скоростью Земли вокруг Солнца. Таким образом, он будет путешествовать в световой год каждые 10 000 лет и сможет достичь ближайших звезд менее чем за 50 000 лет. И Зубрин говорит, что дело в том, что по крайней мере некоторые из этих бактерий выживут в таком перелете.

Но им было бы нелегко. Они будут подвергаться воздействию высоких доз как космических лучей, так и ультрафиолетового излучения, которые будут близки к пределу выживаемости даже для выносливых видов микроорганизмов, таких как Deinococcus radiodurans. Но Зубрин непреклонен, что из начальных миллиардов отправленных бактериальных клеток, по крайней мере, некоторые выживут и пробьются; Таким образом, сохраняя сообщение в процессе.

 

Исследователи здесь, на Земле, уже доказали, что они могут успешно кодировать информацию в бактериальной ДНК. Как отметил Зубрин в своем выступлении в этом месяце в Беркли, микробиологи из Колумбийского университета и Нью-Йоркского проекта генома продемонстрировали свою способность кодировать информацию с плотностью 215 000 терабайт на грамм ДНК.

 

По современным оценкам, один грамм бактерий может быть закодирован с помощью около 900 терабайт данных.  или достаточно, чтобы заполнить около двух миллиардов книг на 200 страниц, говорит Зубрин.

 

Если бы инопланетная цивилизация послала такую ​​обширную библиотеку закодированной ДНК в предполагаемом межзвездном сообщении, они могли бы в основном предоставить нам Галактическую Энциклопедию всего, что они когда-либо знали и могли надеяться узнать.

  

Что будет вовлечено в проведение такого поиска?

 

Как писал Зубрин в своей статье для «Мечты о Центавре», он надеется, что где-то в так называемой нежелательной ДНК бактерии может быть инопланетный код аминокислот, просто ожидающий расшифровки и расшифровки топовым криптологом.

 

«Мы могли бы искать сообщения, которые могли бы быть обнаружены в геномах многоклеточных организмов», - говорит Зубрин. Но он говорит, что это потребует доказательств того, что они несут генетическую информацию, бесполезную для бактерий. Нахождение таких доказательств потребовало бы генетического секвенирования земных геномов для поиска магических чисел (таких как Pi) или других аномальных признаков.

 

Как отметил Зубрин в своем выступлении в Беркли, хорошим местом для начала поиска таких закодированных микробов было бы сосредоточение бактерий, демонстрирующих самые сильные признаки недавнего внеземного происхождения. Он отметил, что они могут быть обнаружены путем: подвергания бактерий космическим условиям, чтобы увидеть, какие из них приспособлены для космического полета. Отбор проб аэрогеля для поиска микробов в космосе. Поиск аномальных микробов в стратосфере Земли. Поиск микробов в атмосферах Марса, Венеры или спутника Титана на Сатурне. Или даже в поисках инопланетного микро-корабля в атмосфере планеты.

На данный момент никто не может сказать, имела ли эволюция жизни на Земле внешнюю помощь от естественной или искусственной панспермии - теории о том, что жизнь возникла из микроорганизмов или химических предшественников жизни, присутствующих в космическом пространстве. Но Зубрин, похоже, убежден, что жизнь появилась на нашей планете, как только это стало физически возможным.

 

Фактически, жизнь появилась на Земле 3,8 миллиарда лет назад, практически сразу после окончания фазы тяжелой астероидной и кометной бомбардировки во внутренней солнечной системе, которая, как считается, до этого препятствовала жизни на Земле, говорит Зубрин. Таким образом, он приходит к выводу, что любая жизнь развивается быстро и легко из химии, как только у нее появляется такая возможность. Или жизнь уже летала в космосе, готовая приземлиться и размножаться, как только условия на Земле стали пригодными для жизни.

 

Поскольку в ископаемых записях Земли мы не обнаруживаем доказательств наличия пре-бактерий, Зубрин считает, что весьма вероятно, что бактериальная жизнь, должно быть, прибыла сюда из межзвездного пространства одним махом.

 

Я не знаю ни о каких свободно живущих организмах на Земле, которые оснащены полнофункциональными информационными системами ДНК / РНК, которые проще, чем бактерии, говорит Зубрин.

 

«Если бы происходила естественная или искусственная панспермия, мы бы видели повсюду один и тот же общий тип жизни без каких-либо доказательств предшествующей эволюционной истории более простых форм», - сказал Зубрин.

 

Но панспермия может происходить естественным образом, благодаря случайности, так же, как метеоры с Луны, Марса и Главного пояса астероидов появляются здесь, на Земле. Если мы найдем на Марсе микробы с той же информационной системой, что и на Земле, но без предшествующей локальной эволюционной истории, которая бы поддерживала панспермию, говорит Зубрин. Но мы все равно должны показать, что это была искусственная панспермия, говорит он.

 

Что касается цивилизации, которая послала сообщение ДНК?

 

Они могут быть очень древними и, возможно, даже давно ушедшими.

Опубликовано в Наука
2019.05.01 13:05

Настоящие «Челюсти»: раскрыты генетические секреты большой белой акулы

Большая белая акула, один из самых страшных хищников в мировом океане как в фактах, так и в художественной литературе, является грозным существом.

 

Ученые заявили, что они расшифровали геном самой крупной хищной рыбы на Земле, обнаружив многочисленные генетические признаки, которые помогают объяснить ее замечательный эволюционный успех, включая молекулярные адаптации для улучшения заживления ран, а также стабильность генома, такую ​​как восстановление ДНК и устойчивость к повреждению ДНК.

Большая белая акула, чье научное название - Carcharodon carcharias, может похвастаться очень большим геномом, в 1-1 / 2 раза превышающий человеческий.

 

Теоретически, большие геномы с большим количеством повторяющихся ДНК, которыми обладает эта акула, и большой размер их тела должны способствовать высокой частоте нестабильности генома, с гораздо большим количеством ДНК и многими другими клетками, которые кажутся уязвимыми в качестве целей для повреждения в результате накопления мутации.

 

Кажется, что с этой акулой происходит обратное, благодаря адаптации генов, участвующих в сохранении целостности генома.

 

«Эти знания, в дополнение к пониманию того, как акулы работают на их самом фундаментальном уровне - их генах, - могут также быть полезны в последующих приложениях к медицине человека для борьбы с раком и возрастными заболеваниями, возникающими в результате нестабильности генома», - сказал Махмуд Шивджи директор Научно-исследовательского центра «Акула спасения наших морей» и Научно-исследовательского института Гая Харви при Университете Нова-Юго-Восточный во Флориде.

 

Этот вид, звезда голливудского боевика 1975 года «Челюсти» и его многочисленных продолжений, бродит по океанам мира, в основном в прохладных прибрежных водах.

 

Серый с белым животом в форме торпеды, он может достигать 20 футов (6 метров) в длину, весить 7000 фунтов (3,18 тонны) и погружаться на глубину почти 4000 футов (1200 метров). Она использует свой рот с большими зубчатыми зубами, чтобы разорвать добычу, включая рыбу, тюленей и дельфинов, проглатывая куски мяса размером с рот.

Акулы - это эволюционная история успеха, которая процветает уже более 400 миллионов лет. Наш вид появился примерно 300 000 лет назад.

 

Большая белая акула также продемонстрировала генетическую адаптацию в нескольких генах, которые играют фундаментальную роль в заживлении ран. Например, было обнаружено, что ключевой ген, участвующий в выработке основного компонента тромбов, подвергся адаптации.

 

«Эти адаптации и обогащение основных генов, способствующих заживлению ран, могут лежать в основе способности акул эффективно заживать от ран», - сказал Майкл Стэнхоуп из Корнелльского университета, один из руководителей исследования, опубликованного в Proceedings Национальной академии наук.

Опубликовано в Наука
2019.03.04 12:01