Monthly Archives: Вересень 2011 - Page 2

История геномики: ДНК технологии

Прежде чем рассказать историю появления новых методов секвенирования хочется рассказать о нескольких необычайных технологиях связанных с ДНК, которые появились совсем недавно в пике развития геномики. На Рис. 1 показаны изображения, полученные путем самосборки ДНК. Таких картинок в пробирке может быть миллионы и они образуются сами при правильном подборе условий [1]. Эти работы появились в 2006-ом году и получили название “ДНК-оригами”, в более общем виде “ДНК-нанотехнологии”.


Рис. 1 Снимки упорядоченных структур, составленных из молекул ДНК под электронным микроскопом

Но для развития геномики ключевую роль играет другой тип технологий – технологии секвенирования, чтения геномов. Мы уже разобрали метод Гилберта-Максама 1973-его года, последующий за ним метод терминации цепи Сенгера 1975-ого года и улучшенный Худом метод Сенгера 1985-ого года, который позволил создать первые автоматические секвенаторы. Как показала история генома человека, эти методы по-прежнему были очень дорогостоящие и медленные – первый геном человека стоил более 3 миллиардов долларов и занял 13 лет. В начале XXI века был достигнут предел секвенаторов терминирующих цепь: в одном капилляре можно прочитать 1000 букв за 1 час по цене $1, в одной машине до 100 капилляров. Цена $1 на самом деле минимальная – в России те же 1000 букв читают за 15-20$.

Сегодня появляются все новые и более совершенные методы секвенирования, которые можно разбить на две группы. Старые методы основаны на всевозможных изощренных способах получения большого количества одинаковых молекул ДНК на определенном носителе, для усиления сигнала при чтении молекулы ДНК. Самые поздние методы основаны на разработке сверхточных приборов, способных анализировать одиночные молекулы.

Read more »

История геномики: геномные проекты

  Вскоре после открытия Уотсона и Крика [1] (Рис.1) рождается наука геномика. Геномика – это наука об исследовании геномов организмов, которая включает интенсивное чтение полных последовательностей ДНК (секвенирование) и их нанесение на генетические карты. Это наука так же рассматривает взаимодействия между генами и аллелями генов и их разнообразие, закономерности в эволюции и устройства геномов. Развитие этой области происходило так стремительно, что еще совсем недавно текстовые редакторы вроде Microsoft Word не знали слова “геном” и пытались исправить его на слово “гном”.



Рис. 1 Джеймс Уотсон (слева) и Френсис Крик (справа) – ученые открывшие двойную спираль ДНК
Read more »

Современные теории депрессии

В большинстве современных разговоров о биологии депрессии вы уже не услышите о серотонине, норэпинефрине (норадренолине) и дофамине. Представьте 2 нервных клетки разговаривающих друг с другом. Одна – нейрон пресинаптический, говорит другой- постсинаптическому нейрону. Разговор идет при помощи веществ названых выше, нейротрансмиттеров, которые связывают клетки друг с другом химически. Главенствующей гипотезой в биологии депрессии до недавнего времени было положение, то что депрессия вероятно связана исключительно с уровнем нейротрансмиттеров.

О механизме действия антидепрессантов нам известно, что они повышают внутрисинаптическую концентрацию нейротрансмиттеров, в основном блокируя обратный захват этих веществ пресинаптическим нейроном. Нейротрансмиттеры упакованы в маленькие пузырьки, называемые везикулами, после прорыва которых вещество попадает в синаптическую щель. Там нейротрансмиттер присоединяется к рецепторам на постсинаптическом нейроне. Так передается нервный сигнал от клетке к клетке.

После этого, пресинаптический нейрон своего рода всасывает нейротрансмиттер обратно и снова упаковывает его в везикулы, где он находится до следующего случая, когда необходимо будет задействовать клетки для передачи импульса. «Всасывание» происходит благодаря специальному молекулярному механизму, который называется транспортной помпой или насосом.
Многие лекарственные средства направлены на то, чтобы помешать этому насосу обратно забрать нейротрансмиттер. Так, вещества остаются в синапсе более продолжительное время и достигают достаточно высоких концентраций там и это, как сейчас полагают, лечит депрессию. Другими словами, депрессия вероятно связана с тем, что в синапсе мало нейротрансмиттера.
Это и есть превалирующая теория депрессии. Практически каждый препарат-антидепрессант действует таким образом. Однако, факт, что эти препараты работают, не означает, что депрессия происходит именно так, как мы это представляем, исходя из этой модели. Возможно, что мы лечим только часть расстройства. Read more »

цикл популярных семинаров

Начиная с 17го сентября с периодичностью, предположительно, в 3 недели, [info]3d6 проведет цикл популярных семинаров, посвященных различным проблемам искусственного интеллекта. Точная программа будет в значительной мере сформирована запросами участников.

Определена мишень в вирусе Эбола
Вирус Эбола — общее название для вирусов одного рода Ebolavirus, входящих в семейства филовирусов, вызывающих геморрагическую лихорадку Эбола у людей. Открыт  в 1976 году в Африке. Страшен вирус тем, что до сих пор специального лечения геморрагической лихорадки Эбола или вакцины против нее до сих пор не имеется, а смертность от него достигает 75-90%.

И вот в конце прошлого месяца наконец вышло известие, что ученые нашли хоть какую-то зацепку – был расшифрован механизм того, как вирус инфицирует клетку.


Схема процесса инфицирования

Что оказалось? Проведя геномный скриннинг, ученые определили мутации, которые блокировали заражение клеток вирусом. Были определены две мишени – обе берут участие в регулировании транспорта эндосом: это homotypic fusion and vacuole protein-sorting (HOPS) белки (опопсредуют слияние ендосом с лизосомами) и холестериновый транспортный белок Niemann–Pick C1 (NPC1). Мутации в обеих группах белков делают клетки нечувствительными к вирусу Эбола, но не влияют на заражение другими вирусами.

В целом вся работа была опубликована в недавнем Nature: Ebola virus entry requires the cholesterol transporter Niemann–Pick C1.
Охотники за микробами теперь получили первые мишени – очень охота, чтоб все сработало, и мы могли вычеркнуть еще одну болезнь  из списка неизлечимых.

 

Пишет IMBG ([info]imbg)

16-я Финско-русская зимняя школа по биологии “Строительные блоки живой материи: от биоматериалов к организму”

Финский Центр международной мобильности (CIMO) объявил о принятии заявок на участие в очередной, 16-й зимней школы по биологии “Строительные блоки живой материи: от биоматериалов к организму” (“Building blocks of life: from biomaterials to living organisms”). Школа пройдет с 12 по 17 марта 2012 года на биологической станции Университета Хельсинки в Твярминне (Tvärminne). В фокусе школы 2012 года – биомолекулы и биоматериалы. Более подробно о школе можно узнать на сайте CIMO здесь. В сентябре там появится информация о преподавателях школы и ее программе. Последний срок подачи заявок на участие – 21 октября 2011 года.