Яндекс.Метрика

Биотехнологии

Биотехнологии

Пациент с искусственным хрусталиком начал видеть ультрафиолет. Как?

Сегодня на slashdot появился пост некоего автора, который после имплантирования искусственного хрусталика начал видеть в ультрафиолетовом диапазоне, точнее примерно 365 нм — это при средней верхней границе для обычного человека в 400нм. Меня заинтересовала эта тема, и я решил выяснить, что там происходит, и не маячит ли тут призрак Криса Картера.

Биотехнологии

Практическая биоинформатика ч. 2

    Эта статья расскажет о том, как обработать данные, полученные после pipeline, выходом которого будет sam/bam файл[1], создать несложный bed graph файл (http://genome.ucsc.edu/FAQ/FAQformat.html) и просмотреть его с помощью UCSC genome browser[2]. Очень сложно решиться, на чем писать программы, ибо уже есть огромное количество чужих наработок и совсем не хочется сочинять колесо там, где этот этап уже пройден. Долго мучаясь, я решил остановиться на C++, хотя phyton и R рассматривались на равных. Также сохранилась идея, что может понадобиться графика, да ещё и под Linux, поэтому к С++ прибавилось Qt. Надеюсь, в этой статье я расскажу достаточно подробно о всем выше перечисленном, чтобы ответить на вопрос, заданный мне в начале пути и озвученный в первой части повествования.

Биотехнологии

Практическая биоинформатика

    Обнаружил жесткую нехватку информации по биоинформатике в русском сегменте. Не знаю, уж, востребована она или нет, но хочу предоставить на суд читателя вводную часть, которую можно назвать практическая биоинформатика, которой мне очень не хватало для ознакомления с предметом. В этой главе я хочу описать путь, который пришлось пройти мне до настоящего момента, когда я уже не шарахаюсь от фраз: вот вам FASTQ файл и постройте мне bed graph для genome browser. Чтобы в дальнейшем вести разговор об интересном, хочу по диагонали пройтись по определениям и программам первичной обработки данных, без которых трудно говорить на одном языке.

Биотехнологии

Биосенсоры, или Шестое чувство

Сотрудники Массачусетского технологического университета (MIT, Massachusetts Institute of Technology) предложили новый тип биосенсоров, отличающихся гибкостью и большой удельной поверхностью. Основой для биосенсора служат микроволокна, на них нанесен проводящий полимер, а к полимеру, в свою очередь, прикреплены молекулы белка авидина. В статье, вышедшей осенью прошлого года в журнале Advanced Functional Materials (импакт-фактор 8.49), авторы заявляют, что такая «трехслойная» конструкция позволяет улавливать мельчайшие концентрации биотина в жидкости – причем в 6 раз быстрее, чем если бы молекулы анализатора были присоединены к плоской поверхности. Авторы подчеркивают, что подобная структура биосенсора может быть использована для определения других биомолекул – например, пищевых патогенов.

Биотехнологии

Японские клонированные зубы

Обратите внимание вот на какой видеоролик:



На YouTube он подписан следующим текстом:

— Новая научная разработка в Японии. Из стволовых клеток учёные создали зубы. Специалисты их называют живыми. Они ничем не отличаются от природных — та же эмаль, нервные волокна и кровеносные сосуды. И что самое главное, они прекрасно растут во рту пациента.

(Конец цитаты.)

Понятно, что победа над кариесом — это не победа над раком или СПИДом: от кариеса, как правило, не умирают в мучениях. Однако приятно знать, что со временем можно будет тупо удалить зуб и вырастить на его месте новый — целый.

Биотехнологии

Японские клонированные зубы

Обратите внимание вот на какой видеоролик:



На YouTube он подписан следующим текстом:

— Новая научная разработка в Японии. Из стволовых клеток учёные создали зубы. Специалисты их называют живыми. Они ничем не отличаются от природных — та же эмаль, нервные волокна и кровеносные сосуды. И что самое главное, они прекрасно растут во рту пациента.

(Конец цитаты.)

Понятно, что победа над кариесом — это не победа над раком или СПИДом: от кариеса, как правило, не умирают в мучениях. Однако приятно знать, что со временем можно будет тупо удалить зуб и вырастить на его месте новый — целый.

Биотехнологии

Харви Файнберг: Готовы ли вы к неоэволюции?

Специалист по этике медицины Харви Файнберг показывает нам три пути развития постоянно эволюционирующего человеческого вида:
  • Прекратить эволюционировать полностью
  • Эволюционировать естественно
  • Контролировать следующие этапы нашей эволюции, используя генетические модификации, чтобы сделать нас умнее, быстрее, лучше.

Неоэволюция вполне возможна.
Как мы поступим с этой возможностью?

Биотехнологии

Харви Файнберг: Готовы ли вы к неоэволюции?

Специалист по этике медицины Харви Файнберг показывает нам три пути развития постоянно эволюционирующего человеческого вида:
  • Прекратить эволюционировать полностью
  • Эволюционировать естественно
  • Контролировать следующие этапы нашей эволюции, используя генетические модификации, чтобы сделать нас умнее, быстрее, лучше.

Неоэволюция вполне возможна.
Как мы поступим с этой возможностью?

Биотехнологии

Немного о биологии и биоинформатике

Введение


Думаю, все пользователи Хабра знакомы с успехами человечества в области микроэлектроники, подавляющее большинство — покорения космоса, немалая часть — физики. Но почти никто не знает о том, что прямо сейчас в биологии происходит революция, которая изменит нашу жизнь в ближайшие несколько десятилетий не меньше, чем распространение компьютеров. Более того, эта революция напрямую связана с успехами в построении мощных вычислительных систем.Конечно же, какие-то «круги по воде» расходятся. Но далеко не каждый способен сопоставить истерию в СМИ относительно ГМО, слово «рекомбинантный» на пузырьке с интерфероном или инсулином и невнятные (в России) слухи о неком 23andme. На самом деле, все эти явления связаны одной нитью. И распутывать эту нить лучше с самого начала.

Биотехнологии

Запрет эмбриональных стволовых клеток и клонирования можно и нужно остановить

Минздравсоцразвития России — странная организация. Теоретически она должна
защищать наше с вами здоровье, но на практике продолжительность жизни в
России одна из самых низких в мире, а качество медицины давно стало
притчей во языцех.

Однако у этого министерства, как и у любого другого, есть планы, в том
числе, план законотворчества. Это значит, что для галочки надо
периодически выдавать креатифф и постить его в правительство и думу. И
если не заминусуют, то галочку ставят и карму повышают. И в этом году в
план попали два закона — об охране здоровья и о биомедицинских клеточных
технологиях (самое интересное — в 6-м абзаце ниже!).

С этими законами все мягко говоря «не здорово». Во-первых, они написаны из рук вон плохо.
Баги и логически ошибки, зацикленные определения (А — это Б, Б — это В, а
В — это для А) и прочие дырки там в изобилии. О некоторых, самых
серьёзных, я даже боюсь говорить, отмечу просто, что мой пост нарушает
этот закон тем, что в нем содержится какая-никакая информация о
биомедицинских технологиях (например то, что можно взять клетки жировой
ткани и перепрограммировать их в стволовые), а таковая может размещаться
исключительно в научных журналах.

Во-вторых, под давлением уважаемых людей из Российского Прогрессивного (?)
Центра (РПЦ, улавливаете откуда ноги растут ?) туда поставили запреты на клонирование и на использование эмбриональных стволовых клеток. Запрещая клонирование, запретили всё — и терапевтическое клонирование, и даже саму процедуру переноса ядра в другую клетку. А запрещая ЭСК, запретили не только их медицинское применение, но, по сути, и научные исследования в этом направлении.

А ведь эмбриональные стволовые клетки сейчас — очень важны. Это самая перспективная категория стволовых клеток, потому что они

а) хорошо изучены
б) плюрипотентные, т. е. могут порождать любые другие клетки
в) безопасны и хорошо развиваются (особенно, если получены терапевтическим
клонированием)

Самое интересное тут в том, что Минздравсоцразвития не просто забивает на мнение окружающих, он забивает даже на мнение экспертных организаций, таких как РАН и РАМН (но РПЦ, вероятно, слушает). Поэтому все комментарии РАМН и РАН
на всех этапах обсуждения закона были выкинуты в мусорное ведро. Почему?
Наверное, чтобы не усложнять разработку закона.

Биотехнологии

Запрет эмбриональных стволовых клеток и клонирования можно и нужно остановить

Минздравсоцразвития России — странная организация. Теоретически она должна
защищать наше с вами здоровье, но на практике продолжительность жизни в
России одна из самых низких в мире, а качество медицины давно стало
притчей во языцех.

Однако у этого министерства, как и у любого другого, есть планы, в том
числе, план законотворчества. Это значит, что для галочки надо
периодически выдавать креатифф и постить его в правительство и думу. И
если не заминусуют, то галочку ставят и карму повышают. И в этом году в
план попали два закона — об охране здоровья и о биомедицинских клеточных
технологиях (самое интересное — в 6-м абзаце ниже!).

С этими законами все мягко говоря «не здорово». Во-первых, они написаны из рук вон плохо.
Баги и логически ошибки, зацикленные определения (А — это Б, Б — это В, а
В — это для А) и прочие дырки там в изобилии. О некоторых, самых
серьёзных, я даже боюсь говорить, отмечу просто, что мой пост нарушает
этот закон тем, что в нем содержится какая-никакая информация о
биомедицинских технологиях (например то, что можно взять клетки жировой
ткани и перепрограммировать их в стволовые), а таковая может размещаться
исключительно в научных журналах.

Во-вторых, под давлением уважаемых людей из Российского Прогрессивного (?)
Центра (РПЦ, улавливаете откуда ноги растут ?) туда поставили запреты на клонирование и на использование эмбриональных стволовых клеток. Запрещая клонирование, запретили всё — и терапевтическое клонирование, и даже саму процедуру переноса ядра в другую клетку. А запрещая ЭСК, запретили не только их медицинское применение, но, по сути, и научные исследования в этом направлении.

А ведь эмбриональные стволовые клетки сейчас — очень важны. Это самая перспективная категория стволовых клеток, потому что они

а) хорошо изучены
б) плюрипотентные, т. е. могут порождать любые другие клетки
в) безопасны и хорошо развиваются (особенно, если получены терапевтическим
клонированием)

Самое интересное тут в том, что Минздравсоцразвития не просто забивает на мнение окружающих, он забивает даже на мнение экспертных организаций, таких как РАН и РАМН (но РПЦ, вероятно, слушает). Поэтому все комментарии РАМН и РАН
на всех этапах обсуждения закона были выкинуты в мусорное ведро. Почему?
Наверное, чтобы не усложнять разработку закона.

Биотехнологии

Phylo: онлайновая игра помогает генетическим исследованиям

Несколько дней назад состоялся официальный запуск новой интернет-игры Phylo. Это проект, в котором учёные пытаются использовать естественные способности мозга игроков к распознаванию образов и решению головоломок (компьютеры справляются с этим пока очень плохо). Головоломки в виде игры помогут определить происхождение генетических болезней.



Phylo — не первая игра такого рода. Она стоит на плечах таких краудсорсинговых игр как Foldit (свёртывание белков) и Galaxy Zoo (сортировка галактик).

Биотехнологии

900 терабайт на 1 г бактерий

Группа исследователей из Китайского университета Гонконга нашла способ шифрования и хранения данных в бактериях. В 1 г живого материала помещается примерно 900 ТБ информации. Проект называется Bioencryption (см. презентацию), и создан он был для международного конкурса iGEM-2010 (International Genetically Engineered Machine).

Шифрование осуществляется методом перемешивания ДНК (DNA shuffle). Считывание информации из бактерий подтверждается контрольной суммой.

Для хранения данных, как и можно было предположить, используется четверичная система счисления, по количеству нуклеотидов (0 = A, 1 = T, 2 = C, 3 = G).

Биотехнологии

В человеческом мозге столько же «транзисторов», сколько в мировой ИТ-инфраструктуре

Стэнфордские нейробиологи потратили несколько лет, разрабатывая новый способ 3D-сканирования мозга. Они совместили объёмную компьютерную томографию (array tomography — техника «антенных решёток» из радиоастрономии) и специально разработанный софт, чтобы получить объёмную и реалистичную 3D-модель. Такую, по которой можно перемещаться, масштабировать и вращать её в разных измерениях.


Сканирование от мягкой оболочки коры мозга мыши через шесть слоёв и подкорковое белое вещество к прилегающему полосатому телу.

Изучив полученную картину, учёные пришли к выводу, что синапсы устроены гораздо сложнее, чем предполагалось раньше.

Биотехнологии

Complete Genomics выходит на IPO

Через несколько дней состоится IPO крутого стартапа в области массового секвенирования человеческих геномов Complete Genomics. Кто следит за современными биотехнологиями — имеет возможность вложиться в это дело на самом первом этапе, до того как технология станет мейнстримом.

Нужно отметить, что до 2010 года во всём мире были полностью секвенированы геномы менее 300 человек. Complete Genomics сделала столько же за III кв 2010 года. К концу года планирует 400 геномов в месяц. Речь идёт именно о полном секвенировании, которое отличается от неточных SNP-тестов. К 2014 году они планируют обработать 1 миллион геномов и снизить цены менее чем $1000 за человека. И это только начало.

Биотехнологии

Гель сможет заменить стоматолога

Как часто Вы посещаете стоматолога? С какими ощущениями Вы направляетесь в его кабинет? Скажу по себе — звук бормашины вызывает во мне шок и трепет одновременно.



Однако в будущем стоматологи смогут отложить свой инструмент. Как сообщает журнал ACS Nano новый пептид в составе геля или тонкой мягкой пленки, помещенный непосредственно в полость кариеса, вызывает регенерацию костных клеток внутри зуба в течении месяца. Подобная технология является первой в своем роде.

Биотехнологии

Биоинформатика в Санкт-Петербурге

Санкт-Петербургский Академический университет РАН при поддержке компании JetBrains запускает открытые курсы по биоинформатике в Санкт-Петербурге.

Курсы ориентированы, преимущественно, на студентов старших курсов математических и технических специальностей, интересующихся биоинформатикой.

Курсы открыты для вольнослушателей и бесплатны (но необходимо заполнить форму). Для вольнослушателей возможна аттестация (проверка домашних заданий, проведение и проверка экзаменов) с последующей выдачей дипломов. Программа составлена с возрастанием сложности, поэтому для понимания лекций будет необходимо знакомство с уже прочитанным материалом.

Лекции и семинары будут проходить на базе СПбАУ (ст.м. Площадь Мужества) по субботам.

Осенью 2010 планируются:

Вся информация по курсу, расписание, материалы и программы лекций размещены и обновляются на сайте saba.spbsu.ru/courses/info.

Расскажите, пожалуйста, своим знакомым, которых это может интересовать.

Читайте так же о курсе «Введение в индустрию IT», об открытии осеннего семестра в Computer Science клубе и наборе в Академию Современного Программирования.

Биотехнологии

Биоклиматический поселок будущего для туристов

14 лет назад правительство Тенерифа (самый крупный остров в Канарском архипелаге) объявило об открытом конкурсе для архитекторов всего мира — создать самодостаточное жилище, которое бы было экологически чистым, совершенно не выделяло углекислый газ в атмосферу, а вся энергия для обеспечения жилища бралась от природы естественным путем.

Итак, всего было прислано почти 400 проектов. Из них выбрали 25 лучших, чтобы расположить на 400 000 квадратных метрах поселок будущего для туристов…

image

Биотехнологии

Сэр, вот ваша печень: за кулисами биопечати

Попрощайтесь со списками доноров и нехваткой органов. Биотехнологическая фирма создала принтер, печатающий кровеносные сосуды, используя клетки пациента. В будущем это устройство имеет все шансы на создание целых органов.

«Сейчас мы хорошо справляемся с печатанием кровеносных сосудов», — говорит Бен Шэферд, старший научный исследователь в регенеративно-медицинской компании Organovo. «На этой неделе мы напечатали 10 штук. Мы продолжаем изучать, как можно улучшить состояние кровеносных сосудов, сделать из более крепкими.»

Большая часть органов в человеческом теле пронизана венами, так что способность печатать кровеносные сосуды является одним из важнейших структурных элементов для создания целых органов. Напечатанные вены скоро начнут проверять на животных, и, в конечном счёте, будут проведены клинические испытания на человеке. Если всё пройдёт хорошо, через несколько лет вы будете в состоянии заменить испорченные вены (например, в результате инъекций или химиотерапии) напечатанными по заказу венами из собственных клеток.

image

Печать целых органов упирается в проблемы не только технологического плана. Первая машина, печатающая органы, будет стоить сотни миллионов долларов — это с разработкой, тестированием, производством. И это не говоря о сложностях, с которыми придётся столкнуться любой компании при получении разрешения Управления по контролю за продуктами и лекарствами.

«Если Organovo сможет получить достаточно денег, у компании окажется возможность, чтобы преуспеть в качестве первой биопечатающей компании, но это покажет время», — говорит доктор Владимир Миронов, директор по развитию биопроизводства материи в Университете медицины в Южной Каролине.

Organovo показала Wired.com весь процесс печати кровеносных сосудов на изготовленном биопринтере.

Биореактор


Шэферд разместил биореактор внутри инкубатора, где кровеносные сосуды будут подавать насосом вместе со средой для выращивания несколько дней. В биореакторе используется специальная смесь химических веществ, идентичная той, с которой сталкиваются клетки, произрастая в организме — это помогает клеткам превратиться в крепкую сосудистую ткань.

image
Фотографии: Дэйв Баллок/Wired.com

image

Стволовые клетки


Старший научный исследователь Бен Шэферд достаёт стволовые клетки из ванны с жидким азотом. До того, как клетки попадут в принтер, их культивируют до гораздо большего числа. В конечном счёте, эти клетки могут быть взяты из различных мест в организме пациента — жира, костного мозга, клеток кожи — и превращены в новые вены.

image

После того, как клетки разморозили, их культивируют в среде для выращивания (фото сверху). Это позволяет клеткам размножаться и расти так, чтобы их можно было использовать для построения вен. В этой среде также используются специальные химические продукты, которые «указывают» стволовым клеткам вырастать в необходимые типы клеток — в этом случае — в клетки кровеносных сосудов. Как только получается необходимое число клеток, они отделяются от среды для выращивания в центрифуге (фото снизу) и сжимаются в шарики.

image

image

Гидрогелевая подложка


Первый шаг во всём процессе печати — это покрытие материала под названием «гидрогель», который используется как временная подложка для поддержки ткани вены.

Разработанный принтер использует две насосные насадки, которые выбрызгивают или структуру подложки, или клетки в чашке Петри (прим. переводчика — лабораторная посуда в форме невысокого плоского цилиндра). Насосные насадки установлены на точном роботизированном сборочном устройстве для микроскопической аккуратности. На фотографии сверху насос справа погружается в контейнер с гидрогелем.

image

Камера, названная биореактором, служит для стимулирования вены — она подготавливается непосредственно перед печатью вены. Этот биореактор — довольно стандартная часть оборудования в биотехнологии. Он производится из алюминиевых блоков, которые окружены пластиковым контейнером с разнообразными отверстиями. Эти отверстия используются для нагнетания химических продуктов, которые будут питать растущую вену.

image

Перед печатью вен трубки культивированных клеток вручную загружаются в печатающую головку — это своеобразный картридж для принтера с биомассой.

image

Гидрогелевая заливочная форма для кровеносных сосудов


Полоски гидрогеля выкладывают параллельно в лоток на чашке Петри. Затем цилиндры из клеточных шариков впечатывают в этот лоток. Ещё один цилиндр гидрогеля печатают посреди клеток, он необходим для создания отверстия внутри вены, по которому будет идти кровь (иллюстрация снизу).

image
Иллюстрация любезно предоставлена компанией Organovo

image

Выращивание вен


Напечатанные вены выращивают в течение нескольких недель в другой среде для выращивания. Вскоре клетки освободят от гидрогеля, и в результате останутся полые трубки сосудистых клеток.

image

Очень хорошие вены


Напечатанные клетки в трубкообразной форме помещаются в биореактор. Биореактор (фото сверху) закачивает специальный коктейль протеинов, буферных растворов и других различных химических продуктов (фото снизу) сквозь напечатанную вену. Это идеальные условия для содержания клеток, делают вены крепкими и вообще очень хорошими.

image

image

Готовый продукт


После пребывания в биореакторе, шарики клеток растут вместе, формируя вены, которые могут быть пересажены пациенту. Так как вены были выращены из собственных клеток пациентов, такие вены имеют больше шансов быть приняты организмом.

Биотехнологии

Билл Гейтс инвестировал в ультразвуковые «презервативы»

Фонд Гейтсов выделил порядка 100 тысяч долларов на новый тип контрацепции, заключающейся в ультразвуковой обработке яичек. Срок действия такой контрацепции после обработки облучением длится порядка полугода и на этот период останавливается выработка сперматозоидов, затем все функции восстанавливаются.

Ниже приведен рисунок изображающий яички до и после обработки излучением.

image


После исследований в Университете Северной Каролины ученые сделали вывод, что данный метод является как эффективным, так и безопасным. А простота и низкая стоимость позволят сделать его применение весьма распространенным.

А вот и авторы разработки, Джеймс Тсурута (тот что с более хитрой улыбкой) и Паул Дайтон
image
image

В итоге так же можно добавить, что часть денег фонд выделил на различные наномази, растения-хищников поедающих комаров, а так же телефон-микроскоп с функцией диагностики малярии.

Зная хватку Билла, хочется верить, что он не выбросил деньги на ветер и в дальнейшем данные методики действительно получат распространенность, ведь это во многом залог здоровой и успешной жизни.

Сам же фонд Гейтсов был основан в 1994 и на данный момент располагает более чем 25 млр. долларами под свои нужды.

image