Классическая гипотеза об эволюции дрозофил не подтвердилась


Плодовая мушка Drosophila melanogaster.
Плодовая мушка Drosophila melanogaster.

Учёные из Чикагского университета (University of Chicago), Висконсинского университета в Мадисоне (University of Wisconsin—Madison) и Университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska—Lincoln) синтезировали «древнюю» версию одного из генов мушки-дрозофилы и создали новое трансгенное насекомое. В ходе экспериментов на ГМ-организмах они показали, что классическая гипотеза адаптации дрозофилы неверна. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution. (далее…)

Установлен механизм связывания Арбидола с вирусом


Авторы исследования: профессор Ян Уилсон (слева) и Рамешвар Кадам (справа).
Авторы исследования: профессор Ян Уилсон (слева) и Рамешвар Кадам (справа).

Противовирусный эффект умифеновира (в России препарат распространяется под торговой маркой «Арбидол») впервые удалось объяснить. Группа учёных из Исследовательского института Скриппс (The Scripps Research Institute, TSRI) обнаружила, что молекулы умифеновира препятствуют проникновению вируса в клетки организма, прикрепляясь к рецепторным карманам вирусных частиц.

«Это очень интересная молекула, и теперь мы точно знаем, к чему она присоединяется и как работает, — рассказывает ведущий автор исследования Иан Уилсон (Ian Wilson), руководитель отделения интегративной, структурной и вычислительной биологии и сотрудник Института химической биологии Скаггса (The Skaggs Institute for Chemical Biology) при институте Скриппс.

Результаты работы опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Уминофевир, препарат для лечения гриппа производства российской компании Фармстандарт, в настоящее время продаётся в России и Китае. В США он проходит IV фазу клинических испытаний (об этом сообщает ScienceDaily, однако на сегодняшний день, 13 января 2017 года, на ClinicalTrials.gov находится лишь одно исследование, но оно проводится не в США, а в Саратове, и статус его неизвестен. — Прим. XX2 ВЕК).

Считается, что средство эффективно в отношении многих штаммов вируса гриппа. Это даёт ему определённое преимущество перед вакцинами, защищающими лишь от тех типов вируса, которые, по мнению эпидемиологов, будут наиболее распространены в ближайшем сезоне.

Однако, несмотря на популярность Арбидола среди российских врачей и пациентов, результаты клинических испытаний препарата вызвали сомнение у международных экспертов. Так, в рекомендациях ВОЗ по борьбе с вирусом гриппа H1N1 было отмечено, что в описании работ, посвящённых изучению эффективности и безопасности средства, не хватает данных по дизайну, идентификационных номеров клинических испытаний и другой важной информации. Поэтому эксперты ВОЗ советуют «с осторожностью» интерпретировать результаты этих исследований. (далее…)

Найден новый белок, регулирующий длину теломер


The Scripps Research Institute
Эрос Ладзерини Денки и аспирант TSRI Джулия Су Джоу Ли (Julia Su Zhou Li) — авторы исследования.

В Научно-исследовательском институте Скриппс (The Scripps Research Institute, TSRI) обнаружили белок, настраивающий механизм запрограммированного клеточного старения.

Этот ранее неизвестный белок, получивший имя TZAP, связывается с концами хромосом и определяет, какой длины могут быть теломеры. Длина теломер — важный параметр, определяющий продолжительность жизни клетки в организме. Теломеры играют одну из ключевых ролей в процессе старения и развитии раковых заболеваний.

«Теломеры представляют собой клеточные часы, — говорит автор исследования Эрос Ладзерини Денки (Eros Lazzerini Denchi). — Вы родились с теломерами определённой длины, и каждый раз, когда клетка делится, она теряет немного теломеры. Когда теломера слишком короткая, клетка больше не может разделиться».

Естественно, исследователей заинтересовал вопрос, будет ли удлинение теломер замедлять старение, и многие учёные изучают возможности специализированного фермента, теломеразы, чтобы «перенастроить» биологические часы (об одном из таких исследований см. «Удлинение теломер продлевает жизнь клеток»). Однако не стоит забывать, что неестественно длинные теломеры — фактор риска развития рака. (далее…)

Бросок змеи в режиме замедленной съёмки и в 3D


Змеи вида Crotalus scutulatus устраивают засаду, ждут, когда мимо пробежит грызун, а затем бросаются на него. Именно этот момент и сняли учёные.
Змеи вида Crotalus scutulatus устраивают засаду, ждут, когда мимо пробежит грызун, а затем бросаются на него. Именно этот момент и сняли учёные.

Биологи Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside) сняли бросок змеи в режиме замедленной съёмки. Учёные записали ночную стычку гремучника и кенгурового прыгуна в 3D, чтобы узнать, от каких факторов зависит успех охоты. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Питание крайне важно для выживания животных, и практически каждый организм рискует быть съеденным представителем другого вида. Не удивительно, что существует множество примеров специализации, которая помогает поймать добычу или уйти от преследования. Взаимоотношения типа «хищник — жертва» живо интересуют эволюционных биологов, поскольку и у хищника, и у жертвы они часто приводят к возникновению экстремальных адаптаций. Такие отношения можно наблюдать у гремучников и кенгуровых прыгунов — эти животные служат удобной моделью для изучения сложной экосистемы.

Интересно, что о том, как происходит бросок змеи, известно не так уж много. Благодаря появлению портативных высокоскоростных камер биологи Калифорнийского университета смогли снять видео, на котором видно, как гремучник охотится на грызуна в естественных условиях. «В дикой природе отношения хищник—жертва очень изменчивы, в контролируемых лабораторных условиях такого не увидишь, — объясняет Тимоти Хайем (Timothy Higham), один из авторов исследования — Теперь технологии позволяют нам понять, от чего зависят поимка или бегство жертвы в среде, в которой хищник и жертва эволюционировали. Поэтому прежде, чем делать какие-то выводы на основании одних только лабораторных испытаний, крайне важно наблюдать животных в природной среде обитания» (далее…)

Ретровирусы старше, чем первые наземные позвоночные


Палеозой
Ранний палеозой. Ретровирусы появились в те времена, когда наши прямые предки (на картинке не представлены) обитали в воде.

Ретровирусы (Retroviridae) — семейство РНК-содержащих вирусов, заражающих преимущественно позвоночных. Наиболее известный представитель — ВИЧ (вирус иммунодефицита человека). Исследование, проведённое в Оксфордском университете, уточнило время появления таких вирусов — до полумиллиарда лет назад.

Ретровирусы имеют морское происхождение и вышли на сушу вместе со своими носителями, освоившими наземный образ жизни.

Материалы исследования опубликованы в журнале Nature communications.

Автор исследования, доктор Арис Кацуракис (Aris Katzourakis), сказал:

«Очень мало было известно о начальном этапе развития ретровирусов, отчасти из-за отсутствия ископаемых свидетельств. Ретровирусы широко распространены среди позвоночных, а также могут передаваться между носителями, что приводит к появлению новых заболеваний, таких как ВИЧ. Известно, что они могут передаваться между животными неблизкого родства, такими как птицы и млекопитающие. Но до сих пор считалось, что ретровирусы относительно молоды, что они развились в последние 100 миллионов лет.

Наше исследование показывает, что ретровирусы существуют не менее 450 миллионов лет, если не больше, и что они, должно быть, возникли вместе с позвоночными эпохи раннего палеозоя, если не раньше. Таким образом, наши позвоночные предки переносили их до колонизации суши, ретровирусы сопровождали своих хозяев на протяжении всего перехода из моря на сушу и позже, вплоть до сегодняшнего дня».

(далее…)

Связь между стрессом и болезнями сердца удалось объяснить


Миндалевидное тело или амигдала — это небольшое парное образование в височных долях мозга, играющее ключевую роль в формировании эмоций.
Миндалевидное тело или амигдала — это небольшое парное образование в височных долях мозга, играющее ключевую роль в формировании эмоций.

Увеличение риска инфаркта миокарда можно объяснить влиянием продолжительного стресса на глубокие области мозга. К такому выводу пришли авторы работы, опубликованной в журнале Lancet.

Исследование, в котором приняло участие около 300 добровольцев, показало, что у людей с повышенной активностью амигдалы, области мозга, ответственной за формирование эмоций, чаще (и раньше) развиваются сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ).

По мнению авторов работы, стресс может быть таким же значимым фактором риска ССЗ, как повышенное артериальное давление или курение.

Кардиологи считают, что пациенты из группы риска нуждаются в помощи, направленной на преодоление стресса.

Связь между нервным напряжением и повышением риска развития ССЗ известна уже давно. Однако механизм, лежащий в основе этого явления, до сих пор был не вполне ясен. (далее…)

Сальмонелла может помочь в борьбе с глиобластомой


Бактерии S. typhimurium под электронным микроскопом.
Бактерии S. typhimurium под электронным микроскопом.

Учёные генетически модифицировали сальмонеллу, бактерию, вызывающую пищевые отравления. Теперь эти микроорганизмы будут заниматься поиском и уничтожением опухолей, что, как надеются авторы работы, может помочь справиться с наиболее опасной формой рака головного мозга.

Врачи испытывают острую потребность в новых подходах к лечению пациентов с глиобластомой, самой агрессивной разновидностью опухолей мозга.

Гематоэнцефалический барьер, разделяющий мозг и кровеносные сосуды, затрудняет борьбу с глиобластомой при помощи лекарственных средств. И при помощи хирургии справиться с этой формой рака непросто, поскольку даже крошечные фрагменты глиобластомы, оставшиеся в организме, неизбежно приводят к появлению новых опухолей.

Даже при использовании самых современных методов лечения средняя продолжительность жизни пациентов после получения диагноза составляет всего около 15 месяцев. 5-летний рубеж перешагивает менее 10% заболевших. (далее…)

Причины болезни Альцгеймера могут крыться в процессах естественного старения мозга


Соавторы обзора Антонио Курраис (Antonio Currais) и Дэвид Шуберт (David Schubert) полагают, что нейродегенеративные заболевания можно предотвратить, если найти способ выведения из нейронов повреждённых белков.
Соавторы обзора Антонио Курраис (Antonio Currais) и Дэвид Шуберт (David Schubert) полагают, что нейродегенеративные заболевания можно предотвратить, если найти способ выведения из нейронов повреждённых белков.

Исследователям удалось обнаружить один из возможных триггеров воспалительного процесса, предшествующего развитию болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. В обзоре, опубликованном в онлайн-версии издания The FASEB Journal, указывается, что воспаление может возникать как ответ на увеличение количества повреждённых агрегированных белков в нейронах. При этом сам процесс накопления этих белков в клетках является естественной составляющей старения головного мозга. (далее…)

Как мозг млекопитающих контролирует инстинктивное поведение


Префронтальная кора соединена со специфическими областями мозгового ствола
Префронтальная кора соединена со специфическими областями мозгового ствола (соединение отмечено лиловым цветом) — именно так контролируется инстинктивные порывы.

Мы часто сталкиваемся с ситуациями, в которых должны обуздать инстинкты. Это может быть желание ударить кого-то или искушение убежать вместо того, чтобы выступить перед публикой. Учёные Европейской молекулярно-биологической лаборатории (European Molecular Biology Laboratory, EMBL) проследили, какие именно соединения нейронов подавляют инстинкты в пользу социального поведения. Исследование, отчёт о котором опубликован в Nature Neuroscience, может открыть механизмы, стоящие за шизофренией и такими психическими расстройствами, как депрессия.

«Инстинкты важны, но мы не хотим, чтобы они управляли нами постоянно, — говорит Корнелиус Гросс (Cornelius Gross), руководитель исследования. — Нам нужно иметь возможность динамически контролировать наше инстинктивное поведение, в зависимости от ситуации».

За инстинктивное поведение в мозге отвечает часть мозга, расположенная чуть выше спинного мозга — мозговой ствол. Уже известно, что контролирует силу выражения инстинктивного поведения область, которая называется префронтальной корой. Но как именно префронтальная кора тормозит активность глубинных отделов мозга, оставалось неясным.

Теперь же Гросс и его коллеги буквально нашли связь между префронтальной корой и мозговым стволом. Специалисты EMBL в сотрудничестве с лабораторией Тьягу Бранко (Tiago Branco’s lab at MRC LMB) Лаборатории молекулярной биологии (Laboratory of Molecular Biology), проследили связи между нейронами в мозге мыши. Они обнаружили, как префронтальная кора соединяется непосредственно с мозговым стволом. (далее…)

Новый способ получения искусственной паутины


Искусственная паутина.
Искусственная паутина.

Учёные из Швеции, Китая, Испании и Великобритании получили искусственную паутину без использования агрессивных химикатов. Разработанный ими метод позволяет синтезировать километр волокна из литра белкового раствора. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Chemical Biology.

Паутина — очень лёгкий и крайне прочный материал. Предельное напряжение на разрыв нити паука может достигать 1,75 ГПа — для сравнения, для разных видов стали этот показатель составляет от 0,2 до 2 ГПа. При этом паутина гораздо легче металлов и в тридцать раз тоньше человеческого волоса. Неудивительно, что учёные заинтересовались природным материалом. Но он замечателен не только уникальными механическими свойствами — паутину можно успешно использовать в медицине. К примеру, российские учёные показали, что содержащиеся в ней белки способствуют эффективному заживлению ран у мышей.

Хорошо знакомые нам ловчие сети пауков состоят из нескольких типов нитей — радиальной, ловчей, вспомогательной спирали и каркасной нити. Именно каркасная нить занимает исследователей больше всего, потому что обладает одновременно высокой прочностью и высокой эластичностью. Чем же объясняются её свойства и как бы их воспроизвести на практике? Основные компоненты каркасной нити — белки-спидроины 1 и 2. Спидроины и другие протеины накапливаются в железе паука в жидкой форме, а затем выделяются через специальные каналы — прядильные трубочки — при этом структура белков изменяется и они затвердевают в форме тонких нитей. Учёные давно думают над тем, как получать паутину в промышленных масштабах. Её можно просто «надоить» из пауков, но это неэффективно: чтобы произвести ощутимое количество материала понадобится слишком много членистоногих. Поэтому исследователи получают спидроины из других организмов с помощью генной инженерии. (далее…)

Образование шрамов можно предотвратить


В присутствии волосяных фолликулов (справа) процесс регенерации сопровождается появлением жировых клеток и формированием здоровой кожи.
В присутствии волосяных фолликулов (справа) процесс регенерации сопровождается появлением жировых клеток и формированием здоровой кожи.

Вне зависимости от того, появился ли у вас шрам в результате хирургической операции, неудачного бритья или падения с велосипеда в пятилетнем возрасте, вы, скорее всего, хотели бы от него избавиться.

Но если шрам уже сформировался, с ним мало что можно сделать. Однако исследователям удалось разработать такой способ заживления свежих ран, при котором на месте повреждения появляется здоровая кожа, а не рубцовая ткань. Ранее считалось, что у млекопитающих этого добиться невозможно.

«Мы можем управлять заживлением ран таким образом, чтобы оно приводило к регенерации кожи, а не образованию рубцов, — рассказывает один из исследователей, Джордж Котсарелис (George Cotsarelis), руководитель кафедры дерматологии в Пенсильванском университете (University of Pennsylvania). — Хитрость в том, чтобы сначала восстановить волосяные фолликулы. Затем жировая ткань будет восстанавливаться в ответ на получаемые от них сигналы». (далее…)

Заповедный Байкал


День начала:19 Январь 2017 19:00
День окончания:19 Январь 2017
Место проведения:   ул. Малая Грузинская, 15. Государственный биологический музей им. К. А. Тимирязева
Проводит:   Государственный биологический музей им. К. А. Тимирязева.
Байкал
Озеро Байкал.

Чтобы узнать о природе разных стран, не обязательно ехать далеко. В Биологическом музее имени К. А. Тимирязева регулярно проходят встречи с учёными и путешественниками, побывавшими в заповедных уголках нашей планеты и готовыми рассказать о своих впечатлениях, открытиях и достижениях всем желающим.

Екатерина Железная — специалист в области популяционной биологии орхидных. Собирая материал для научной работы, она побывала в Баргузинском, Байкальском и Байкало-Ленском заповедниках, в Тункинском и Прибайкальском национальных парках, в горной стране Хамар-Дабан и других местах Иркутской области и Бурятии. В работе ей помогали местные биологи и сын Олег — студент-географ. В экспедициях Екатерина искала новые факты из жизни орхидей и рябчика дагана (рябчик дагана — это растение), собирала гербарий для музея, а ещё ночевала в палатке, варила уху и фотографировала закаты! Екатерине удалось обнаружить редкие растения: башмачок вздутоцветковый, калипсо луковичную, ладьян трёхнадрезный, орляк обыкновенный.

На лекции речь пойдет не только о растениях. Почему вода в Байкале такая чистая? Какие растения и животные обитают в озере и на его берегах и не встречаются больше нигде? Для чего была построена Круглобайкальская железная дорога? Как выглядели жилища коренных жителей Прибайкалья — бурятов, эвенков и тофаларов? Наконец, как составить маршрут путешествия по Прибайкалью? Об этом и о многом другом можно будет узнать на лекции. (далее…)

Сосны и ели используют одни и те же гены для адаптации к холоду


Pinus contorta
Сосна скрученная широкохвойная (Pinus contorta).

Международная группа исследователей, в которую вошли специалисты шести научных организаций Австралии, Канады и США, продвинула нас в понимании генетических механизмов адаптации деревьев к меняющимся условиям окружающей среды. Показано, что два связанных дальним родством вида деревьев используют одни и те же гены для решения сходных задач. Материалы исследования опубликованы в журнале Science.

«Главный вопрос биологии: как повторяется эволюционный процесс? Один из способов ответить на заданный вопрос — изучить, как различные виды приспосабливаются к похожим условиям, и проверить, используются ли одинаковые генетические решения при такой адаптации», — говорит один из авторов исследования, профессор Джейсон Холлидей (Jason Holliday).

В течение пяти лет около тридцати человек изучали два вида хвойных деревьев, растущих в западной части США и в Канаде — сосну скрученную широкохвойную (Pinus contorta) и канадскую ель (Picea glauca). Были собраны образцы из более чем 250 мест, после чего геном каждого из деревьев (23 тысячи генов) был секвенирован.

Анализ полученных данных показал, что сосна и ель используют один и тот же набор из 47 генов для адаптации к изменениям температуры, зависящих от расположения места обитания растения. Это интересный результат, ведь общий предок данных деревьев жил около 140 млн лет назад. У близких видов часто развиваются сходные черты, но в какой степени сходны на уровне генома наблюдаемые признаки разных видов, до сих пор не проверялось. (далее…)