Top

Создание синтетической жизни на шаг ближе

Биологи из Гарвардского университета еще на шаг приблизились к созданию синтетических форм жизни, при помощи которых можно будет создавать искусственные лекарственные препараты с заданными характеристиками, новые виды топлива и совершенно новые материалы для промышленности.

Руководитель данного направления в Гарварде Джон Черч говорит, что его группе удалось полностью скопировать ту часть живой клетки, которая отвечает за создание протеинов, необходимых для жизни.

Следующим шагом должно стать продолжение конструирования искусственной клетки, тем более, что ее часть у исследователей уже есть - механизм искусственного воспроизводства природных протеинов работает, говорит ученый.

Джон Черч занимается генными исследованиями более 30 лет, в 80-х годах он был одним из первых, кто в США занялся проблемой расшифровки генома человека.

Созданная в Гарварде технология может быть использована для программирования клеток на создание любых протеинов, даже тех, что в природе не существуют, но химическим путем могут быть синтезированы.

“Такой подход позволит начать производство новых лекарств, химикатов и организмов, в том числе и живых бактерий. Сегодняшние открытия - это ключевой компонент в создании синтетической жизни. Пока мы не создали синтетических организмов и это не является нашей целью, но это гигантский прогресс в данном направлении”, - говорит он.
Читать далее…

Старость может победить генетика

Возможность перепрограммирования дифференцированных клеток, формирующих тело взрослого организма, в клетки, обладающие свойствами эмбриональных, то есть способных к преобразованию в большинство других типов клеток, была впервые продемонстрирована командой японских ученых под руководством Синьи Яманаки в 2006 году.

Эта способность эмбриональных клеток называется плюрипотентностью (от английского слова pluripotency), а клетки, ею обладающие, соответственно, плюрипотентными. Это открытие явилось настоящим научным прорывом, поскольку позволяет получать эти особые клетки без использования эмбрионов.

Технология получения плюрипотентных клеток из взрослых и уже дифференцированных клеток человеческого тела как бы возвращает эти клетки в “детское”, эмбриональное состояние, но при этом сохраняет характерный для каждого организма набор генов, то есть их индивидуальную принадлежность.

Такой скачок в исходное состояние дает возможность использовать собственные ткани пациента, например, при пересадке органов. За счет сохранения генетической информации, присущей конкретному организму, решается проблема отторжения пересаженных тканей и отпадает необходимость принимать иммунодепрессанты. Читать далее…

Ученые обнаружили новый тип клеточной регуляции

Коллектив ученых из разных стран открыл новый класс генов млекопитающих, кодирующих не белки, а специфический класс РНК. Открытие опубликовано в журнале Nature. Коротко выводы ученых представлены в пресс-релизе Института Броада, сотрудники которого участвовали в исследовании.

В геномах млекопитающих (в том числе и человека) только часть нуклеотидов образуют последовательности, кодирующие белки. Функция большей части ДНК ученым пока неизвестна. К настоящему моменту молекулярные биологи обнаружили, что некоторые участки этой terra incognita отвечают за производство небольших по размеру РНК, выполняющих различные регуляторные функции.

Кроме того, было обнаружено, что в ядрах клеток млекопитающих образуются длинные - около 1,5 тысяч нуклеотидов - молекулы РНК. Они получили название длинных промежуточных некодирующих РНК (large intervening non-coding RNA - lincRNA). Так как ученые нашли всего несколько примеров таких молекул, считалось, что они не играют важной роли, а являются генетическими “странностями”.
Читать далее…

Ученые поставили под сомнение одну из догм молекулярной биологии

26 января 2009, 16:39
Метки: , , , , ,
Рубрика: Исследования 

Европейские ученые установили, что транскрипция в геноме с одного и того же промотора может идти в обоих направлениях. Статья исследователей, работавших с дрожжами, опубликована в журнале Nature. Пресс-релиз доступен на сайте Европейской молекулярно-биологической лаборатории (EMBL), сотрудники которой принимали участие в исследовании.

Транскрипция - это процесс перевода генетической информации с “языка” ДНК на “язык” РНК. На основе полученной молекулы РНК в клетках синтезируются белки. Транскрипция начинается в определенном месте цепи ДНК, известном как промотор. До настоящего момента считалось, что транскрипция может происходить только в одном направлении от промотора (для разных генов оно может быть разным). Новая работа ставит эту догму под сомнение. Ученые проводили эксперименты на дрожжевых клетках, однако базовые принципы синтеза ДНК и белков в большинстве случаев совпадают у организмов, имеющих оформленное ядро (эукариотов), к которым принадлежат и дрожжи и человек.

Авторы исследования изучали многочисленные транскрипты (продукты транскрипции), полученные с определенных промоторов дрожжей. Результатом транскрипции не всегда является “полноценная” молекула РНК, на основании которой синтезируется белок. Часть молекул обрывается в том или ином месте. Некоторые из таких “недоделанных” транскриптов являются ошибками транскрипции, другие же играют роль регуляторов, контролирующих транскрипцию других генов или синтез белков. Читать далее…

Одноклеточное поставило под сомнение одну из основных догм генетики

12 января 2009, 10:35
Метки: , , , ,
Рубрика: Открытия 

Ученые из США обнаружили, что схема “работы” генетического кода одного из одноклеточных организмов отличается от “работы” генетического кода большинства других живых существ. Статья с результатами исследования была опубликована в журнале Science. Основные выводы исследователей приведены на портале Science NOW.

Генетическая информация большинства живых существ на Земле “записана” в их клетках в виде ДНК. Исключение составляет часть вирусов, однако многие ученые не считают их живыми. С языка ДНК информация “переводится” на язык белков - длинных молекул, состоящих из аминокислот и выполняющих большую часть функций организма. “Перевод” проходит в два этапа. На первом на базе определенных участков ДНК синтезируются более короткие молекулы РНК. Далее РНК “прочитывается” особой молекулярной машиной - рибосомой, которая и отвечает за синтез белков.

Рибосома узнает не отдельные составные части РНК - нуклеотиды, - а их тройки, которые получили название кодонов. Каждый кодон кодирует только одну аминокислоту. Считалось, что это правило, которое обеспечивает однозначность кодирования, неукоснительно соблюдают все живые организмы. Авторы данного исследования под руководством Вадима Гладышева из Университета Небраски, описали существо, которое является исключением.

У одноклеточного организма Euplotes crassus один из кодонов соответствует сразу двум аминокислотам - цистеину и селеноцистеину. В генетическом коде (который одинаков для большинства живых организмов) не существует отдельного кодона для селеноцистеина. Обычно за эту аминокислоту “отвечает” особый кодон, который отмечает на цепи РНК место, где необходимо прекратить синтез белка. Если за этим кодоном следует определенная последовательность нуклеотидов, то он “начинает” кодировать селеноцистеин. Читать далее…

Химики смоделировали “бесконечный” естественный отбор

10 января 2009, 16:33
Метки: , , ,
Рубрика: Исследования 

Группе ученых из Исследовательского института Скриппса под руководством профессора Джеральда Джойса (Gerald Joyce) удалось смоделировать в лабораторных условиях процесс эволюции. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте института. Работа ученых принята к публикации в журнале Science.

В Институте Скриппса подобные опыты выполнялись и ранее. Так, в апреле появлялись сообщения о том, что группе исследователей под руководством того же Джойса удалось смоделировать эволюцию в рамках одного чипа. Отличительной особенностью новой работы является то, что самовоспроизведение требует присутствия только “строительного материала” (в предыдущей работе требовалось присутствие особого фермента, который “запускал” самовоспроизведение).

В качестве основных объектов эксперимента выступали молекулы РНК, обладающие каталитическими свойствами. В рамках разработанной методики соединения помещаются в особую среду, где, в результате случайного возникновения новых вариантов молекул, остаются преимущественно те, которые являются лучшими катализаторами.

Модель, с которой работали ученые, состояла из двух молекул РНК, состоящих из двух частей. При этом каждая из молекул являлась катализатором для формирования из составных частей другой (таким образом, процесс воспроизведения является самоподдерживающимся). В эксперименте группа ученых под руководством Джеральда Джойса поместила в одну среду 12 различных видов пар, а также обеспечила свободный приток “строительного материала” - составных частей РНК. Читать далее…

ДНК не является единственным носителем наследственной информации

29 ноября 2008, 01:41
Метки: , , , ,
Рубрика: Исследования, Открытия 

Исследователи из американской лаборатории Колд-Спринг-Харбор обнаружили, что ДНК не является единственным носителем наследственной информации. Стерильность или фертильность (способность приносить потомство) плодовых мушек определяется не только информацией, записанной в ДНК, но и наличием или отсутствием короткой молекулы РНК в материнской яйцеклетке. Результаты работы группы Грегора Ханнона опубликованы в журнале Science.

Найденная биологами молекула блокирует работу транспозонов - мобильных генетических элементов, способных самостоятельно перемещаться по геному, встраиваясь в различные участки. Такие передвижения приводят зачастую к мутациям, и, как следствие, к нарушению нормального функционирования клеток. Половые клетки, затронутые такими мутациями, не могут нормально созревать, и организм остается стерильным. Обнаружившая транспозоны на рубеже 1950-х годов биолог Барбара МакКлинток получила позже Нобелевскую премию, но многие механизмы, регулирующие их активность, до сих пор оставались загадкой.

Короткие фрагменты РНК, которые избирательно синтезируются только в клетках половых органов, были открыты существенно позже, в 2000-х годах. Было показано что они способны подавлять активность транспозонов, а авторы статьи в Science сделали следующий шаг, обнаружив передачу РНК по материнской линии потомству. Потомство дрозофил (о других видах исследователи говорят пока осторожно, хотя найденный ими механизм достаточно универсален) получает в комплекте с ДНК молекулярный переключатель, который подавляет активность определенных генетических элементов.

Надо отметить, что подобное расширение наследственной информации за пределы ДНК происходит не впервые. Химическая модификация молекулы ДНК (например ее метилирование) или входящих в состав хромосом белков, гистонов, может приводить к выключению генов. Одинаковые по своей нуклеотидной последовательности молекулы ДНК могут давать разные комбинации признаков за счет сочетания “включенных” и “выключенных” генов и такой механизм наследования также можно назвать расширением классических представлений о передаче генетического материала. Читать далее…

Ученые нашли новый тип молекул РНК

28 ноября 2008, 10:13
Метки: , , , , ,
Рубрика: Исследования 

Биологам из лабораторий Колд-Спринг-Харбор удалось описать ранее считавшиеся ″мусорными″ фрагменты ДНК. Несмотря на то, что эти участки генома не кодируют какие-либо белки, с них синтезируются молекулы РНК, обеспечивающие регуляцию синтеза других белков. При этом не кодирующая белок РНК разделяется на два фрагмента с разными функциями. Открытие, которое сами исследователи называют важным шагом как в фундаментальной биологии, так и в медицине, описано в журнале Nature.

Работа была посвящена фрагменту РНК с кодовым обозначением MALAT1: про который известно, что он не кодирует белок и особенно активно синтезируется в клетках метастазирующих раковых опухолей. MALAT1, как удалось установить в ходе работы, расщепляется на два фрагмента: короткий и длинный. Короткие мигрируют из ядра в цитоплазму, а длинные накапливаются в ядре. Ученые уже знали о нескольких разных возможности некодирующей РНК участвовать в различных процессах, но в данном случае требовалось дополнительное исследование, итогом которого стало открытие нового класса малых РНК.

Найденный биологами класс, отличается способностью делиться на два фрагмента после своего синтеза. При этом короткий фрагмент играет роль перехватчика направляющихся из ядра в цитоплазму других молекул РНК, мимикрируя под транспортную РНК, переносящую в обычных условиях информационную РНК к синтезирующим белок рибосомам.

Роль длинного фрагмента пока остается не до конца изученной. Само наличие механизма, который по встроенной метке разрезает молекулу некодирующей РНК на две разные части с разными функциями, тем не менее указывает на обширный класс ранее неизвестных молекул РНК. Их понимание даже на примере MALAT1 связано с таким важным для медицины процессом как распространение метастазов раковых опухолей. Читать далее…


Bottom