Яндекс.Метрика

    Биотехнологии

    Биотехнологии

    Робот из молекулы ДНК смог пройти около 50 шагов

    Группа учёных под руководством Милана Стояновича (Milan Stojanovic) из Колумбийского университета сконструировали из молекулы ДНК четырёхногого робота, способного перемещаться самостоятельно по заданному маршруту. Во время опытов паукообразный механизм самостоятельно сделал около 50 шагов, переместившись на расстояние 100 нанометров (раньше ни один наноробот не мог сделать больше трёх шагов).



    Программирование маршрута робота выполняется по специальной матрице. Зелёная точка — стартовая позиция, коричневые точки — маркеры движения, красные точки — контроль и остановка.

    Биотехнологии

    Завершён анализ ДНК алтайского гоминида

    Генетики завершили анализ ДНК окаменелого фрагмента пальца, найденного в 2008 году в Денисовской пещере на Алтае. Результаты оказались неожиданными, возможно, в будущем придётся переписывать школьные учебники биологии, да и вообще пересмотреть наши взгляды на человеческую историю.

    Биотехнологии

    Преступника вычислили по собачьему ДНК

    В то время как попытки составить базу данных с образцами человеческих ДНК жёстко пресекаются правозащитниками, полиции приходится проявлять изобретательность. Недавний случай в Лондоне стал первым в истории криминалистики, когда вину убийцы доказали с помощью ДНК его собаки.

    Членов бандитской группировки из Южного Лондона поймали после анализа пятнышка крови, которое оставил на месте преступления стаффордширский бультерьер. Он тоже участвовал в убийстве и случайно порезался во время нападения на жертву. Полиция смогла доказать, что владелец собаки тоже был на месте преступления.

    Ещё более интересная история произошла пять лет назад в Германии. В лесу нашли труп женщины, закопанный под дубом. Вину мужа никак не удавалось доказать, пока в багажнике его машины не нашли кусочек дерева. Анализ показал, что это именно тот дуб, под которым нашли труп. У растений тоже есть ДНК.

    via slashdot

    Биотехнологии

    Тео Янсен создает «живых» существ

    Кинетические скульптуры — это очень интересное направление искусства. Особенно, если они являют собой нечто большее, нежели просто кучку движущихся частей.

    Голландский художник Тео Янсен демонстрирует свои поразительные творения из пластиковых трубок, бутылок и других подручных средств. Под катом — мои размышления на тему практического применения подобных механизмов.



    Видео с русскими субтитрами можно посмотреть на сайте автора.

    Биотехнологии

    Иммунная система человека: биологический антивирус. Антивирусные базы

    Прошу простить за нереально огромный перерыв после первой части :(

    Линк на первую часть (врожденный иммунитет)

    Итак, нечто, проникшее в организм, было признано враждебным и уничтожено. Но каждый раз определять посторонние сущности по общим неспецифичным признакам — далеко не оптимальная концепция поведения, так как патогены могут выработать систему маскировки, которая предотвратит их обнаружение. Для того, чтобы обнаруживать этих микроорганизмов (а также увеличить эффективность реагирования по отношению ко всем остальным), возникла специфичная (она же приобретенная) иммунная система, которая включает в себя T-лимфоциты и B-лимфоциты, производящие антитела.

    Биотехнологии

    L-systems. Моделирование деревьев

    Пост представляет собой вольный перевод второй главы книги «Алгоритмическая красота растений» Пшемыслава Прущинкевича и Аристида Линденмайера (The Algorithmic Beauty of Plants, Aristid Lindenmayer, Przemyslaw Prusinkiewicz), и является продолжением замечательной статьи «L-Systems — математическая красота растений» valyard (ему спасибо за вдохновение :)

    Биотехнологии

    Мобильные телефоны защищают от болезни Альцгеймера

    Многие годы ученые пытаются выявить зависимости между использование телефона и раком головного мозга. Недавно, эти исследования привели к необычным результатом. У мышей, с предрасположенностью к болезни Альцгеймера, облучение волнами, аналогичными волнам от телефона, привело к уменьшению вероятности развития этого заболевания. Так что, много говорить по мобильному телефону, может быть даже и полезно.

    Про этом можно прочитать больше здесь (на английском языке).

    По русски, можно прочитать здесь

    Биотехнологии

    Иммунная система человека: биологический антивирус. Эвристические алгоритмы

    Доброе время суток, уважаемое хабра-сообщество!

    Это мой первый пост на Хабре, так что очень вас прошу, не судите слишком строго.

    Я полагаю, все вы видели многочисленные рекламные ролики про уязвимый иммунитет, и все помнят школьные уроки, на которых рассказывалось про фагоцитов, пожирающих бактерий. Однако иммунная система организма — это сложнейший механизм, призванный оградить хозяина от любой опасности. А опасности могут быть очень разными. Я хотел бы попытаться рассказать о том, как иммунная система обнаруживает эти опасности, как она с ними борется, и как все это можно регулировать и использовать.

    Биотехнологии

    Как делают вакцину против H1N1

    Глобальная эпидемия гриппа H1N1 является первой мировой пандемией такого масштаба с 1968 года. И для научного сообщества, и для медиков это очень важное событие. С экономической точки зрения здесь тоже есть определённый интерес. В расшифровку генома H1N1 и разработку вакцины вложено $3 млрд, производством лекарства занимаются пять компаний, одна из них — американская корпорация Sanofi Pasteur, уже получившая у правительства заказ на первые 75 млн доз.

    В США количество смертей от H1N1 уже вышло на уровень 100 человек в неделю, и 25 октября президент Обама объявил в стране чрезвычайное положение. Власти начали призывать население делать прививки. Телеканал CBS в популярной программе «60 минут» показал научно-популярный фильм, в котором разъясняется процесс производства и распространения, а также медицинское воздействие вакцины против H1N1 (сопроводительный текст к фильму здесь). Несмотря на выполнение в какой-то степени «социального заказа», фильм содержит ряд интересных фактов.

    Американская вакцина против H1N1 производится только на одной на фабрике в городе Свифтвотер (Swiftwater), штат Пенсильвания. Как и в других вакцинах, вирус H1N1 выращивают в куриных яйцах, здесь технология не сильно усовершенствовалась со времён Второй мировой войны.

    Биотехнологии

    3D-модель рибосомы на атомном уровне

    Нобелевская премия 2009 по химии


    Исследования функций и структуры рибосом.
    Венкатраман Рамакришнан (Venkatraman Ramakrishnan), США; Томас Стейц (Thomas Steitz), США; Ада Йонат (Ada Yonath), Израиль.

    Как известно, структура любого организма запрограммирована изначально в генетическом коде и сохраняется в ДНК. По этой программе (после её копирования в РНК) происходит производство каждой молекулы нашего организма. Непосредственно компиляцией протеинов занимаются рибосомы — своеобразные роботизированные мини-фабрики, которые присутствуют в каждой клетке. До XXI века наука не знала подробностей этого процесса, но он стал гораздо понятнее благодаря работе, которую нынешние нобелевские лауреаты практически параллельно выполнили и опубликовали в 2000 году. Они в малейших деталях засняли рибосому с помощью крио-электронного микроскопа и составили функциональную 3D-карту этого органоида. За что и получили Нобелевскую премию по химии 2009 года.


    Биотехнологии

    Теломераза: накрутка счётчика для хромосом

    Нобелевская премия 2009 по медицине и физиологии


    Открытие защитных механизмов хромосом от концевой недорепликации с помощью теломер и теломеразы.
    Элизабет Блекберн (Elizabeth Blackburn), Кэрол Грейдер (Carol Greider), Джек Шостак (Jack Szostack), все — США.

    Суть изобретения. Трое американских учёных в 1984 году обнаружили теломеразу — уникальный фермент, он позволяет увеличить количество раз, которое хромосоме позволено копировать себя. В клетке роль счётчика делений выполняет теломера — специальный отросток хромосомы. С каждым делением он должен уменьшаться, пока совсем не закончится. Так вот, теломераза прикрепляет на кончик отростка фрагмент TTAGGG, который помогает восстановить длину теломеры после деления.



    Самое важное, что каждая клетка изначально запрограммирована на то, сколько раз ей позволено делиться (фиксированный размер теломеры при отсуствии теломеразы). Когда срок выходит (достигнут предел Хейфлика) — клетка умирает, а вместе с ней и весь организм. У людей это называют «старость». А вот теломераза даёт бессмертие некоторым клеткам, например, 90% раковых клеток.

    Биотехнологии

    L-Systems — математическая красота растений

    Красота растений привлекала внимание математиков веками. Активнее всего изучались интересные геометрические свойства растений, такие как симметрия листьев относительно центральной оси, радиальная симметрия цветов, и спиральное расположение семечек в шишках. «Красота связана с симметрией» (H. Weyl. Symmetry). Во время роста живых организмов, особенно растений, можно четко видеть регулярно повторяющиеся многоклеточные структуры. В случае составных листьев, например, маленькие листочки, которые являются частью большого взрослого листа, имеют ту же форму, что весь лист имел на раннем этапе формирования. [1]

    В 1968г. Венгерский биолог и ботаник Аристид Линденмайер (Aristid Lindenmayer) предложил математическую модель для изучения развития простых многоклеточных организмов, которая позже была расширена и используется для моделирования сложных ветвящихся структур — разнообразных деревьев и цветов. Эта модель получила название Lindenmayer System, или просто L-System.

    Для тех, кто в теме и не хочет все читать целиком, проскрольте вниз, есть вопрос.

    Биотехнологии

    О гриппе А (H1N1) с точки зрения программирования

    Учёные уже полностью дизассемблировали H1N1 и занесли его в вирусную базу NCBI Influenza Virus Resource. Там всё задокументировано в подробностях. Например, образец A/Italy/49/2009(H1N1) был обнаружен в носу 26-летней женщины, вернувшейся из Италии в США. Вот первые 120 бит его генетического кода.

    atgaaggcaa tactagtagt tctgctatat acatttgcaa ccgcaaatgc agacacatta

    Сколько бит убьёт человека?
    По приблизительным подсчётам, общий размер исходников H1N1 составляет 26 022 бит, а если исключить служебные стоп-сигналы (указывают на окончание каждой белковой последовательности), то исполняемый код состоит примерно из 25 054 бит. Это число является приблизительным ещё и потому, что в вирусе присутствует механизм генерации избыточного мусора для маскировки от антивирусов.

    Итак, получается около 25 килобит или 3,2 килобайта. Таков объём кода для программы, имеющей ненулевые шансы убить человека. H1N1 написан гораздо эффективнее, чем компьютерный вирус MyDoom размером около 22 КБ.

    Очень унизительно, что меня могут убить всего 3,2 КБ генетических данных. Впрочем, в 850 МБ человеческого генома по любому должны быть дыры для парочки эксплойтов.

    Биотехнологии

    Подделка образцов ДНК — кошмар для криминалистов

    Израильские биохимики опубликовали научную работу с подробным описанием, как можно изменить образцы крови и слюны, так что тест ДНК покажет на другого человека. Более того, учёные считают возможным подделать образец ДНК конкретного человека даже не имея образца биологического материала с его тела, а просто на основании информации генетического профиля этого человека из базы данных.

    Если есть возможность получить образец материала жертвы (волос или капля слюны на бокале), то подделка образца осуществляется с помощью амплификации генома методом полимеразной цепной реакции. Это стандартная техника, которая широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний, для установления отцовства и т.д. В данном случае амплификатор запускают на полную катушку для синтеза большого количество псевдохромосом, которые затем можно внедрить в биологический материал на месте преступления (такую же каплю крови, слюны, фрагмент отпечатка пальца).

    Техника подмены образцов ДНК доступна любому студенту старших курсов биофака, заявил Дэн Фрамкин, ведущий автор исследования, в интервью газете NY Times. Он говорит, что существующее оборудование криминалистических лабораторий не способно обнаружить разницу между настоящим и поддельным ДНК. Поэтому Фрамкин с коллегами основали коммерческую фирму Nucleix, которая продаёт оборудование для выявления амплификации в образцах ДНК. Это возможно по некоторым специфическим признакам (в цепочках не хватает определённых молекул).

    Биотехнологии

    Генная инженерия от A до Z часть 3

    Краткое содержание предыдущих серий:

    Ученые открыли ген синего свечения. Мы прочитали об этом гене загорелись сделать светящуюся трансгенную елку. Нашли в специализированных ресурсах его название и последовательность, выбили командировку у шефа и скатались туда, где живет животное – бутявка, в которой содержится этот ген.
    Путем различных ухищрений с применением специального оборудования мы получили чистые молекулы ДНК гена bl1.
    К этим молекулам ДНК навесили служебные последовательности для работы внутри клетки, и создали трансгенные бактерии E.coli на их основе.

    Биотехнологии

    Генная инженерия от A до Z часть 2

    Итак, настало время продолжения статьи о том, как все же сделать светящуюся елку к следующему новому году с применением настоящей генной инженерии, а не той, о которой вы до этого могли прочитать в новостях :)

    Краткое содержание предыдущей серии:

    Ученые открыли ген синего свечения. Мы прочитали об этом гене и загорелись сделать светящуюся трансгенную елку. Нашли в специализированных ресурсах его название и последовательность, выбили командировку у шефа и скатались туда, где живет животное – бутявка, в которой содержится этот ген.
    Путем различных ухищрений с применением специального оборудования мы получили чистые молекулы ДНК гена bl1, кодирующего белок синего свечения.


    У нас есть ген. Чего же мы ждем, спросят читатели, давайте засунем этот ген в елку и она начнет светиться?

    Не все так просто, и вот, почему.

    Биотехнологии

    Генная инженерия от A до Z

    Приветствую уважаемое сообщество!

    Итак, это мой первый пост на хабре :)
    Посвящен он будет серьезной теме, в которой, волею судеб, я неплохо разбираюсь. А именно, генной инженерии.

    Помнится, тут пробегал пост в котором говорилось о геннотехнологической лаборатории “на коленке”. Оказалось, что тема интересна аудитории, поэтому я решил заняться ее развитием с просветительскими целями.

    Я буду давать наглядные и понятные обычным людям примеры для описания сложных процессов. Если кто-то посчитает нужным меня поправить – не стесняйтесь. Я буду сознательно упускать многие вещи, но если вам кажется, что без них страдает логика изложения – так же поправляйте.

    Биотехнологии

    Мужской мозг лучше всего работает в 39 лет

    Американские нейробиологи опубликовали результаты исследования процесса старения нейронов человеческого мозга. Они выяснили, в каком возрасте начинает неизбежная деградация нервных клеток, а также как именно аксоны теряют защитное покрытие из миелина. Это начинается, в среднем, в возрасте 39 лет. У кого-то раньше, у кого-то позже. Именно в этом возрасте организм постепенно теряет способность регенерировать миелин, и аксоны постепенно теряют свой функционал, причём потеря миелина ускоряется в геометрической пропорции со временем (U-образная кривая).


    Биотехнологии

    Personal Genome Project: учёные раскрывают свои ДНК для всего мира

    С шокирующим пренебрежением к собственной приватности как минимум 10 человек уже согласились выложить в открытый доступ собственные ДНК для расшифровки и анализа. Это учёные и компьютерщики из Гарварда, Дьюка и других американских университетов. Все они выслали по кусочку своей кожи и согласились на открытую публикацию данных анализа.

    Таковы условия нового проекта Personal Genome Project, в рамках которого планируется привлечь к аналогичным действиям как минимум 100 000 человек и составить огромную открытую базу человеческих генотипов. Предполагается, что создание такой базы ускорит разработку новых лекарств и научно-исследовательскую работу генетиков. Собственно, с этим фактом соглашаются все в научном сообществе: чем больше такой информации будет в открытом виде, тем быстрее пойдут исследования.

    Анализ ДНК на самом деле может дать человеку огромное количество информации о его собственном здоровье (человек может узнать о своей предрасположенности к ожирению, алкоголизму, раку, болезни Альцгеймера и сотням других болезней), а в некоторых случаях даже спасти ему жизнь. Например, недавно Сергей Брин (основатель компании Google) сделал анализ и теперь знает, что ему грозит смертельная болезнь. По крайней мере, у него есть пара десятилетий, чтобы подготовиться.

    Биотехнологии

    Фолдинг белков превратили в компьютерную игру

    Потрясающую игру разработали учёные из Вашингтонского университета (США). Программа под названием Fold.it представляет собой модель сворачивания белков в трёхмерные конструкции. Геймер должен попытаться сделать это наиболее удачным образом. В программу будут загружаться реальные данные о настоящих, только что изобретённых протеинах, которые непонятно как сворачиваются. Результаты отправятся через интернет в центр обработки, где их проверят на суперкомпьютере (это будет с осени, а пока что в программу заложены уже решённые загадки, так что сейчас она выполняет роль тренажёра).



    В самом деле, все геймеры нашего мира тратят миллиарды человеко-часов на бесполезные для человечества игры типа WoW, Counter-Strike или пасьянса «Косынка». В то же время они могли бы использовать интеллект более эффективно: например, сворачивая белки на экране своего монитора. Это ведь тоже по-своему интересно.

    Один из разработчиков игры, профессор биохимии Дэвид Бейкер, искренне верит, что где-то в мире живут таланты, у которых есть врождённая способность просчитывать в уме 3D-модели протеинов. Какой-нибудь 12-летний мальчик из Индонезии увидит игру и сможет решить задачи, которые не под силу даже суперкомпьютеру. Кто знает, может, такие люди действительно есть?

    Каждый протеин (в человеческом теле их более 100 000 видов) представляет собой длинную молекулу. Предсказать, в какую замысловатую форму свернётся эта молекула в тех или иных условиях (и способна ли она вообще свернуться в какую-либо устойчивую форму) — задача высшей степени сложности. Компьютерное моделирование представляет собой ресурсоёмкий процесс, но в то же время критически важный в фармацевтике. Ведь не зная формы белка невозможно смоделировать его свойства. Если же эти свойства являются полезными, то протеины можно синтезировать и на их базе сделать новые эффективные препараты, например, для лечения рака или СПИДа (Нобелевская премия гарантирована в обоих случаях).

    В настоящее время над обсчитыванием модели каждой новой молекулы белка трудятся сотни тысяч компьютеров в распределённой вычислительной сети, однако ученые из Вашингтонского университета предлагают другой способ: не тупой перебор всех вариантов, а интеллектуальный мозговой штурм через компьютерную игру. Количество вариантов сокращается на порядок, а суперкомпьютер гораздо быстрее найдёт правильные параметры фолдинга.

    В трёхмерную «развлекалку» Fold.it могут играть все: даже дети и секретарши, которые понятия не имеют о молекулярной биологии. Разработчики постарались сделать такую игру, чтобы она была интересна каждому. А результат игры вполне может стать основой для Нобелевской премии и спасти жизни тысяч людей.

    Программа выпущена в версиях под Win и Mac. Дистрибутив размером 53 МБ можно скачать после регистрации.