Top

Водоросли оказались любителями танцев

16 января 2009, 18:46
Метки: , , ,
Рубрика: Исследования 

Команда ученых из Великобритании и Японии обнаружила, что в определенных условиях водоросли рода Volvox начинают “танцевать”. Препринт работы, в которой авторы описывают и объясняют необычное поведение водорослей, доступен на сайте arXiv.org.

Зеленые водоросли рода Volvox являются подвижными колониальными водорослями, обитающими в пресных водах. Колонии вольвокса имеют сферическую форму и состоят из отдельных клеток, соединенных слизью. Колония передвигается благодаря биению жгутиков составляющих ее клеток.

Наблюдая за движениями колоний вольвокса, ученые во главе с Раймондом Гольдштейном (Raymond Goldstein) из Кембриджского университета, обнаружили, что при приближении к твердой поверхности колонии начинают вести себя необычно. Когда две колонии подплывают, например, к нижней части стеклянного сосуда, они начинают “вальсировать” вокруг друг друга. То есть, вместо независимого поведения колоний, исследователи обнаружили между ними некую “связь”.

Распределение массы в колониях вольвокса неравномерно: от нижней части отпочковываются дочерние колонии. Поэтому при движении колония легко закручивается вокруг своей оси. При приближении к дну сосуда две колонии начинают вращаться вокруг друг друга, практически соприкасаясь. Когда колония становятся слишком тяжелыми для того, чтобы плыть вверх, они продолжают “парить” над поверхностью, обращаясь вокруг партнера. Читать далее…

Ученые обнаружили “выключатель” ожирения

Ученые обнаружили у мышей фермент, “выключение” которого методами генной инженерии позволяло животным сохранять нормальный вес, несмотря на то, что они питались пищей с высоким содержанием жира и были генетически предрасположены к ожирению, говорится в статье, опубликованной на сайте журнала Nature Medicine.

“Мы открыли в жировых клетках новый фермент, который является ключевым регулятором жирового обмена и массы тела, обнаружив многообещающий пути для поиска средств для лечения ожирения”, - говорит ведущий автор исследования, профессор университета Беркли в Калифорнии Хэй Сук Сул (Hei Sook Sul). Его слова приводятся в сообщении университета.

Авторы статьи обнаружили фермент - специфичную для жировой ткани фосфолипазу A2 (AdPLA), - который запускает цепочку процессов, увеличивающих количество молекул простагландина Е2 (PGE2). Этот простагландин подавляет расщепление жира.

В эксперименте мыши, у которых был “выключен” ген, ответственный за выработку AdPLA, сравнивались с контрольной группой нормальных мышей.

В возрасте около трех недель всем мышам давали неограниченное количество очень жирной и вкусной пищи. Наличие или отсутствие фермента не повлияло на аппетит, так как обе группы животных съедали одинаковое количество пищи. Однако по мере взросления мышей расхождения в скорости набора веса становилось очевидным.

В возрасте 64 недель - возраст начала старения у лабораторных мышей - животные, лишенные фермента AdPLA, весили в среднем 39,1 грамма (вес типичный для мышей, находящихся на диете с низким содержанием жира), в то время как контрольные мыши весили почти в два раза больше - 73,7 грамма. Читать далее…

В морских губках обнаружили оптоволокно

Немецкие учёные обнаружили, что морские губки способны проводить свет, используя природный аналог оптоволокна, сообщает BBC News. По словам исследователей, опубликовавших свою работу в журнале Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, губки являются единственными известными организмами, использующими такую “технологию”.

Губки являются одними из самых примитивных многоклеточных организмов: у них нет чёткого деления на ткани и органы. Если губку разделить на отдельные клетки, она сможет вновь собраться в нормально функционирующий организм.

Два из трёх основных типов губок характеризуются наличием скелетных структур, получивших название спикул. Спикулы состоят из кремния и фактически представляют собой стеклоподобные иглы. Учёные решили проверить, способны ли спикулы проводить свет. Для этого они использовали светочувствительную бумагу.

В полной темноте исследователи поместили кусочки бумаги внутрь “тела” губки вида Tethya aurantium. Затем авторы исследования выносили губок на свет и проверяли, произошла ли засветка бумаги. Ответ был положительным, причём расположение засвеченных участков совпадало с расположением спикул. В контрольном эксперименте, проведённом с использованием губок, не содержащих спикул, помещённая в “тело” бумага оказалась незасвеченной.

Авторы исследования считают, что способность проводить свет по спикулам необходима губкам для питания обитающих в них микроорганизмов-симбионтов. К ним относится, например, микроскопические водоросли или цианобактерии, которые способны синтезировать органические вещества, используя солнечный свет. Читать далее…

Учёные открыли путь к созданию методов лечения тяжёлых травм

Нейроны спинного и головного мозга, которые в отличие от нервных клеток периферии тела не способны к самовосстановлению, можно регенерировать, “отключив” ряд ферментов организма. Это открывает путь к созданию методов лечения тяжёлых травм, приводивших к параличу, говорится в статье, опубликованной американскими учёными в журнале Science .

Авторы статьи, учёные из детской больницы Бостона, провели ряд экспериментов на мышах, у которых они временно “выключили” гены, ответственные за вещества-ингибиторы роста нейронов. В результате клетки центральной нервной системы, рост которых прекращается после достижения зрелости, вновь начинали расти, восстанавливая повреждения.

Поскольку повреждённые нейроны не могут регенерировать, в настоящее время не существует способов лечения травм спинного и головного мозга, отмечает ведущий автор исследования, доктор Чжиган Хэ (Zhigang He).

“Мы знали, что после завершения развития клетки перестают расти из-за генетических механизмов. Мы думаем, что один из таких механизмов может также предотвращать регенерацию после травмы”, - поясняет учёный.

Ключевым веществом, регулирующим рост нейронов, является фермент mTOR, который “работает” во время развития организма, но значительно снижает активность, когда клетки созревают. Более того, после травмы этот фермент “замолкает” полностью, как полагают, чтобы сохранить энергию клеток для выживания. Авторы статьи предположили, что если предотвратить “выключение” фермента, нейроны смогут регенерировать.

Учёные использовали методы генной инженерии, чтобы удалить два ключевых вещества PTEN и TSC1, выключающих mTOR в клетках мозга мышей. Спустя две недели экспериментаторы повредили зрительный нерв у этих мышей. Ещё через две недели они проверили состояние нервов и выяснили, что более 50% повреждённых нейронов у мышей с выключенными ингибиторами роста сохранились, в то время как у мышей контрольной группы осталось лишь 20% клеток. Читать далее…

Ученые превратили бактерии в часы

Калифорнийские биологи создали генетические часы, используя бактерию Escherichia coli, также известную как кишечная палочка. Работа исследователей опубликована в журнале Nature. В пресс-релизе, доступном на сайте Калифорнийского университета, авторы работы сообщают, что часы являются очень точными, и кроме того их можно “запрограммировать” на требуемый период времени.

Созданная учеными система работает следующим образом: через определенные промежутки времени бактерии синтезируют белок, флуоресцирующий зеленым светом (за выделение и исследование самого известного из подобных белков - GFP - была присуждена Нобелевская премия по химии 2008 года). В основе системы лежат две цепочки событий от добавления в среду с бактериями определенных веществ до синтеза белка.

Эти цепочки регулируются по принципу положительной и отрицательной обратной связи. Положительная обратная связь - это явление, когда продукт реакции стимулирует ее протекание. В случае отрицательной обратной связи образующееся в ходе реакции вещество тормозит саму реакцию.

Периодичность появления в клетках E. coli флуоресцентного белка зависит от таких условий, как температура, количество питательных веществ и других. Эта особенность может сделать “бактериальные часы” удобным сенсором изменений окружающей среды. В данный момент исследователи пытаются синхронизировать время синтеза флуоресцентного белка в большом количестве бактериальных клеток (сейчас часы работают “точно” для относительного малого числа E. coli). Читать далее…

Ученые открыли новый механизм деления клеток

29 октября 2008, 16:01
Метки: , ,
Рубрика: Открытия 

Ученые из Универстета Уппсалы обнаружили у микроорганизма Sulfolobus acidocaldarius до сих пор неизвестный механизм деления. О своем открытии исследователи сообщили в пресс-релизе на сайте университета. По их словам, это первое открытие такого масштаба за последние несколько десятилетий.

S. acidocaldarius относится к археям - группе организмов того же “ранга”, что эукариоты (организмы, ДНК которых находится в ядре) и бактерии. По своим характеристикам археи сильно отличаются как от эукариот, так и от бактерий. Можно сказать, что в их клетках отчасти “смешаны” признаки, характерные для двух других групп. По одной из гипотез, археи являются самыми древними живыми существами на Земли.

Шведские ученые изучали архей S. acidocaldarius, которые обитают в кислотной среде при температуре 80 градусов по Цельсию. Они обнаружили, что перед делением в клетках S. acidocaldarius активизируются три гена, которые отвечают за образование в клетке тонкого “пояска”. Он разделяет две порции хромосом, образовавшихся в результате деления. Сжимаясь, “поясок” разделяет клетку археи на две дочерние. Все изученные к настоящему моменту археи имеют другой механизм деления. Читать далее…

На границе чинят ДНК

27 октября 2008, 11:08
Метки: , , , ,
Рубрика: Исследования 

Внутриклеточные «мастерские», где происходит починка серьёзных повреждений ДНК, действительно существуют. Учёные разглядели и сами мастерские, и молекулярные «тягачи», оттаскивающие повреждённые фрагменты главной молекулы жизни к порам ядерной мембраны – «пограничным пунктам», где ядро общается со своим окружением.

Исследования генетического аппарата, лежащего в основе всего живого на нашей планете, в последнее время направлены почти исключительно на то, чтобы выяснить, как информация, записанная в генах, превращается в реально существующие белки. И каждое новое открытие в этой области неизменно сопровождается возгласами изумления тому, насколько сложно и тонко устроен аппарат ДНК.

Между тем мудрость, доступная даже не самому искусному сантехнику, гласит, что все, что может сломаться – неизбежно ломается, а что не может сломаться – в конечном итоге засоряется. Какие механизмы поддерживают стабильность внутриклеточных процессов ДНК, что происходит, если ключевая молекула вдруг повреждается – это вопросы, на которые современная наука может ответить лишь отчасти.

Например, американские учёные, изучающие безопасность космических перелётов на большие расстояния, не так давно представили интригующие указания на то, что клетка  умеет различать лёгкие и сильные повреждения ДНК. Небольшие поломки разнообразные ферменты могут подлатать прямо на месте, а вот чтобы исправить серьёзные аварии, повреждённые участки ДНК приходится отправлять в своего рода «мастерские», расположенные в чётко определённых районах клеток.

Год назад работа, поставленная с помощью зелёного флуоресцентного белка, многим показалась слишком уж спекулятивной. К тому же специалисты NASA даже не ставили своей задачей выявление каких-либо механизмов восстановления ДНК. Читать далее…

Ученые создали логический элемент из живой культуры нейронов

24 октября 2008, 20:01
Метки: ,
Рубрика: Исследования 

Учёные из Израиля и США создали логическую схему из культуры нейронов. Клетки из гиппокампа крысиных эмбрионов сформировали на стеклянной подложке, выполняющий роль логического элемента “И”, квадрат со стороной меньше миллиметра. Статья учёных опубликована в журнале Nature. Основные выводы работы приводит журнал New Scientist.

За счёт использования культуры клеток вместо отдельно взятых нейронов удалось повысить надёжность схемы до 95 процентов правильных срабатываний. Это по-прежнему на порядки больший по сравнению с электронными схемами процент ошибок. Но результат, полученный в данной работе, значительно превосходит результаты, полученные в экспериментах на единичных нейронах.

На иллюстрации показано устройство элемента - островок в середине верхней перемычки связан с двумя отростками (внизу, в основании подковы, связи между нейронами отключены блокатором ионных каналов), которые выполняют роль входов. Не показанные на фотографии электроды стимулируют клетки “отростков”, и те ретранслируют сигнал дальше: уже по живым аксонам в результате обычной синаптической передачи. Нейроны “островка” складывают приходящие импульсы, и если в итоге оказывается превышен некоторый порог - выдают импульс на выходе. Подобрав ширину перемычек к островку, учёные добились того, что сигнал на выходе стал появляться только тогда, когда стимулируются нейроны на обоих входных отростках. Читать далее…

Следующая »


Bottom