Биологи научились отключать гены старения

Биологи научились отключать гены старения

Ученые обнаружили группу генов, удаление которых может привести к резкому увеличению продолжительности жизни. Результаты исследования, занявшего больше 10 лет, являются крупным прогрессом в генетике. Об итогах своей работы авторы рассказали в журнале Cell Metabolism. Об этом сообщает Lenta.ru.

 

В своей работе международный коллектив ученых на базе Вашингтонского университета в Сиэтле и Института исследований старения имени Бака (США) обнаружил у дрожжей (вида Saccharomyces cerevisiae) 238 генов, удаление которых увеличивает продолжительность жизни. Специалисты изучили 4698 штаммов дрожжей, в каждом они отключали по одному гену. Генетикам удалось исследовать ход замедления старения организма, проследив за активностью транспортных рибонуклеиновых кислот (тРНК).

 

Примерно половина исследованных генов присутствуют у млекопитающих, в том числе у человека. Ученые надеются, что в будущем им удастся создать лекарственные препараты, позволяющие подавлять работу определенных генов и таким образом продлевать жизнь. В настоящее время генетики занимаются исследованием взаимосвязи обнаруженных 238 генов с остальными, а также их значение для млекопитающих.

Геометрия ДНК оказалась значительно сложнее «двойной спирали»

Геометрия ДНК оказалась значительно сложнее «двойной спирали»

ДНК скручивается не только в известную всем по учебникам биологии двойную спираль — эта макромолекула способна принимать самые фантастические формы, выяснили биологи. Об этом сообщает Lenta.ru.

 

Хрестоматийная двойная спираль, которую Джеймс Уотсон и Френсис Крикпредставили в своей работе по структуре ДНК в 1953 году, соответствует лишь небольшому участку макромолекулы, выяснили авторы нового исследования. «Уотсон и Крик смотрели лишь на один поворот спирали — всего 12 пар оснований нуклеиновых кислот», — отметила соавтор статьи Сара Харрис (Sarah Harris).

 

Однако ДНК состоит из примерно трех миллиардов пар оснований (у человека), и целый метр генетической информации должен уместиться внутри клетки, диаметр которой не превышает десяти микрон. Чтобы втиснуться в ядро клетки, молекула ДНК должна быть точно и тесно скручена.

 

Чтобы разобраться в этом процессе, ученые воссоздали молекулы ДНК в лаборатории. Поскольку отдельные нити ДНК не скручиваются, исследователям пришлось с большим трудом скручивать и раскручивать спираль, виток за витком, используя короткие круглые фрагменты, состоящие из тысяч пар оснований.

 

В итоге взору ученых предстало множество причудливых форм. «Некоторые витки обладали острыми углами, некоторые напоминали восьмерки, наручники, ракетки или даже швейные иглы. Некоторые в результате многочисленных закруток становились похожи на палочки», — рассказала ведущий автор статьи Росица Иробалиева (Rossitza Irobalieva).

 

Чтобы выяснить, как такие петли с генетическим кодом ведут себя в реальном времени, ученые выделили чистые препараты кольцевой ДНК с разной степенью скрученности, заморозили их и составили трехмерные модели этих фрагментов.

 

Компьютерное моделирование показало, что даже мостики пар оснований, придающие спирали ДНК ее структуру, иногда разрываются. Речь идет о мостиках между комплементарными основаниями (аденином и гуанином, например). При скручивании и раскручивании спирали эти мостики нередко распадаются. Этот феномен и позволяет ДНК сгибаться, чтобы уместиться на ограниченной площади клеточного ядра.

 

Исследование необычных форм ДНК имеет и практическую пользу: ученые смогут лучше понять работу препаратов, взаимодействующих с этой молекулой. Дело в том, что эффективность лекарств зависит от того, как их молекулы узнают определенную структуру внутри клеток организма (подобно тому, как ключ подходит к замку).

Эксперты нашли новые гены, связанные с продолжительностью жизни

Эксперты нашли новые гены, связанные с продолжительностью жизни

Всего было обнаружено 238 таких генов. 119 из них есть у млекопитающих. Удалив эти гены, можно увеличить продолжительность жизни клеток. В некоторых случаях удаление одного гена значительно продлевало клетке жизнь. Ранее специалисты даже не подозревали, что 189 из найденных генов имеют отношение к старению. Так, вероятно, скоро удастся разработать лекарства замедляющие процесс старения, пишет Meddaily.ru 


Исследователи из Вашингтонского университета и Института Бак удаляли гены дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Ученых интересовало, к каким последствиям приведет устранение каждого из генов. Специалисты заметили, что удаление 238 генов увеличивало продолжительность жизни дрожжевых клеток. 


Особенно заметно продолжительность жизни клеток увеличивалась после устранения гена LOS1. Он помогает тРНК, играющей важную роль в процессе синтеза белка, передавать генетическую информацию. На LOS1 влияет белок MTOR. Известно: он увеличивает продолжительность жизни животных, питающихся низкокалорийной пищей. А LOS1, в свою очередь, воздействует на ген Gcn4, восстанавливающий ДНК.

"Нобелевские" исследования починки ДНК помогут бороться с раком

"Нобелевские" исследования починки ДНК помогут бороться с раком

Лауреат Нобелевской премии по химии, шведско-британский биолог Томас Линдол считает, что дальнейшее изучение процессов починки ДНК в клетках поможет создать принципиально новые противораковые препараты, отключающие эти системы в опухолях и делающие их беззащитными перед ударами радиотерапии и иммунной системы

 

"Когда я изучал свойства ДНК десятилетия назад, я обнаружил, что ДНК неожиданно оказалось менее стойкой и постоянной, чем мы считали, и что ее нити постоянно повреждаются той средой, в которой мы живем. Это означало, что в клетках присутствуют механизмы, исправляющие эти неизбежные поломки в ДНК", — объяснил журналистам ученый.

 

По словам Линдола, подобные механизмы являются своеобразной палкой о двух концах – они одновременно защищают нас от последствий поломки ДНК и развития рака, и при этом делают раковые клетки практически неуязвимыми к действию радиации, химикатов и клеток иммунной системы, защищая их геном от фатальных повреждений. Поэтому, отключение этого механизма в раковых клетках может сделать их более уязвимыми для действия лекарств и иммунитета.

 

"Нам нужно найти механизм, который бы избирательно подавлял починку ДНК в раковых клетках. Кроме того, мы можем создать лекарства, которые бы стимулировали работу этого механизма в здоровых клетках, и защищали бы их от превращения в раковые опухоли", — заявил Линдол.

 

Каждый день в каждой клетке нашего организма происходит по 10-20 тысяч мелких поломок в ДНК, которые приводят к разрыву ее спиралей. На эти поломки реагирует целый комплекс белков и сигнальных молекул, которые распознают их, оценивают возможность починки, соединяют разорванные нити или подают сигнал на самоликвидацию клетки.

 

Линдол и его американские коллеги Пол Модрич и Азиз Санкар стали лауреатами Нобелевской премии 2015 года по химии благодаря открытию трех различных механизмов, которые клетки используют для исправления разрывов в ДНК, порождаемых ультрафиолетовыми лучами, канцерогенами и агрессивными молекулами в цитоплазме клеток, а также просто "опечатками" при копировании хромосом.

 

www.ria.ru

Ученые: Вирусы являются живыми существами

Ученые: Вирусы являются живыми существами

Анализ первых этапов возникновения жизни на Земле показал, что вирусы являются не случайными обрывками ДНК клеток, приобретшими самостоятельную "жизнь" благодаря воле случая, а продуктом эволюции древних клеткообразных структур, приспособившихся к внутриклеточному паразитизму.

 

"Многие организмы нуждаются в других живых существах для выживания, в том числе бактерии, живущие внутри клеток, и паразитические грибки, не способные завершить цикл размножения без организма-хозяина. То же самое, как оказывается, делают вирусы", — заявил Густаво Каэтано-Аноллес (Gustavo Caetano-Anolles) из университета Иллинойса в Урбане (США).

 

Каэтано-Аноллес и его коллега по университету Аршан Назир пришли к такому выводу, восстановив историю самых первых шагов эволюции жизни в первичном океане Земли по тому, как различаются оболочки всех известных нам вирусов.

 

Как объясняют биологи, все существующие сегодня вирусы защищены от внешней среды особой белковой оболочкой, так называемым капсидом, состоящим из множеств отдельных повторяющихся звеньев. Структура этих "кубиков", по словам Каэтано-Аноллеса, достаточно медленно меняется, что позволяет раскрывать историю эволюции вирусов по различиям в генах, содержащих в себе инструкции по сборке капсида.

 

Руководствуясь этой идеей, авторы статьи расшифровали и сравнили структуры генов, отвечающие за сборку подобных молекулы в пяти тысячах различных штаммов вирусов, бактерий и многоклеточных существ. Бактерии и многоклеточные попали в этот анализ по той причине, что их геномы содержат в себе обрывки ДНК древних ретровирусов, исчезнувших сотни миллионов лет назад.

 

Это сравнение раскрыло две интересных и относительно неожиданных вещи – ученым удалось найти фрагменты вирусной ДНК, которые никак не могли быть обрывками генома многоклеточных и бактерий, которых многие ученые считали непроизвольными "родителями" вирусов. Вдобавок к этому, большая часть вирусов, судя по сходствам в структуре белков капсида, происходит от одного общего предка.

 

"Все это говорит нам о том, что мы можем построить "древо жизни" с участием вирусов, так как мы нашли множество черт в устройстве их генов, которые роднят их с клетками. Кроме того, у них есть свои собственные уникальные компоненты. Это дерево показывает, что вирусы являются потомками нескольких групп древних клеток, сосуществовавших с предками современных клеток", — продолжил Каэтано-Аноллес.

 

Подобное положение вирусов на древе жизни позволяет с уверенностью говорить, что они являются не обрывками "взбунтовавшейся" неживой ДНК, случайно приобретшей способность заражать другие клетки, а особой формой жизни, которая стала специализироваться на внутриклеточном паразитизме после того, как один из предков вирусов научился защищать свой генетический код при помощи капсида.

 

Источник

Вокруг каждого человека нашли уникальные микробные облака

Вокруг каждого человека нашли уникальные микробные облака

Американские ученые попытались выяснить состав бактерий, которые люди выбрасывают в воздух при дыхании. Оказалось, что атмосфера вокруг каждого индивида с точки зрения бактериологии обладает уникальным характером. 

 

Ученые из Университета штата Орегон взяли пробу ДНК микробов из воздуха вокруг 11 добровольцев, помещенных в специальную стерильную камеру. Выяснилось, что личность большинства людей можно определить по следам от их микроорганизмов спустя четыре часа после пребывания в помещении.

 

Исследователи провели анализ взвешенных частиц в воздухе, а также секвенирование по методу 16S (он позволяет выявить не столько отдельные виды патогенов, сколько целые микробные сообщества по рибосомальной РНК c константой седиминтации 16S). Всего ученые обработали 312 проб воздуха.

 

Основные группы бактерий у разных людей оказались немногочисленными: это стрептококки из ротовой полости, а также Propionibacterium и Corynebacterium с поверхности кожи. Однако уникальные комбинации этих микробов и помогли с легкостью идентифицировать людей.

 

«Наши результаты подтверждают, что пустые помещения с точки зрения микробиологии отличаются от занятых людьми, а также впервые демонстрируют, что индивиды создают свои, уникальные микробные облака», — резюмировали авторы статьи.

 

Новое исследование не только проливает свет на распространение инфекционных заболеваний в помещениях, но и может принести практическую пользу в криминалистике. Анализ «воздушного» микробиома теоретически способен определить, где побывал подозреваемый, — однако пока неясно, как отделить одно индивидуальное микробное облако от другого в людных местах.

 

Источник

Ученые расшифровали ДНК человека возрастом 400 тысяч лет

Ученые расшифровали ДНК человека возрастом 400 тысяч лет

Исследователям удалось расшифровать ДНК, извлеченную из ископаемых останков человека, возраст которых составляет около 300–400 тыс. лет, сообщает Science.

 

На данный момент это древнейшая ядерная ДНК предков человека из числа обнаруженных и расшифрованных. Отмечается, что сами останки предка человека были обнаружены в Испании в районе могильника «яма с костями» Sima de los Huesos.

 

Обнаружив в ДНК митохондриальные ДНК денисовского человека и неандертальцев, ученые пришли к выводу, что предки неандертальцев обособились от людей раньше, чем было принято считать.

 

Ранее сообщалось, что результаты последних исследований, проведенных в пещерах Атапуэрка на севере Испании, доказывают, что некогда обитавший здесь «гейдельбергский человек» был каннибалом. Кроме того, найденные там самые древние человеческие экскременты помогли выяснить, что неандертальцы ели гораздо меньше мяса и значительно больше овощей, чем было принято считать раньше.

 

Источник

Чувство юмора зависит от особенностей ДНК

Чувство юмора зависит от особенностей ДНК

В исследовании ученые пришли к выводу, что во время просмотра мультфильма или смешного видеоролика люди, обладающие короткими аллелями в транспортере серотонина, смеются или улыбаются больше, чем люди с длинными аллелями.

 

Ученые тщательным образом исследовали короткие и длинные аллели транспортера серотонина, которые отвечают за уровень серотина. Серотонин - это нейромедиатор, непосредственно отвечающий за возникновение тревоги или депрессии.

 

Аллель является вариантом гена. Каждый ген имеет две аллели; человек наследует одну аллель от матери, вторую - от отца.

 

Обладатели коротких аллелей являются более ранимыми к эмоциональным изменениям жизни. Короткие аллели - это не плохо и не вредит здоровью, как совсем недавно считали ученые. Такие аллели лишь усиливают реакцию человека как на позитивные, так на негативные события. А обладатели длинных аллей на все реагируют более ровно и спокойно.

 

Результаты исследования основаны на трех экспериментах, проведенных специалистами лаборатории Беркли.

 

Первый эксперимент: Молодым людям были продемонстрированы отрывки из мультфильма "The Far Side", созданный Гари Ларсоном в коллаборации с журналом "The New Yorker".

 

Второй эксперимент: Людям средних лет и пожилым продемонстрировали немного смешной отрывок из фильма "незнакомцы в раю".

 

Третий эксперимент: Людей средних лет и пожилых пар попросили обсудить причины возникновения несогласия в браке.

 

Все три эксперимента были записаны на видеопленку.

 

Первое, с чем столкнулись ученые, так называемые вежливые улыбки. Как по видео отличить их от искренних? Оказывается, при искреннем, живом смехе или улыбке вокруг глаз появляются морщинки в форме гусиных лапок. При вежливой улыбке таких лапок нет.

 

Всего в экспериментах приняло участие 336 человек. Исследователи определили характеристики аллелей на базе слюного теста.

 

Данные, полученные в ходе трех экспериментов, продемонстрировали, что обладатели коротких аллелей транспортера серотонина являют миру больше позитивных эмоциональных выражений. Кроме того, обладатели коротких аллелей имеют более настоящие улыбки и смех, нежели чем обладатели длинных аллелей.

 

Подведя итоги исследования, ученые заключили: искренний смех - профилактика многих недугов. 

 

www.econet.ru

 

ДНК-исследование подтвердило родство казахов с андроновцами и гуннами

ДНК-исследование подтвердило родство казахов с андроновцами и гуннами

Казахстанские ученые сопоставили ДНК казахов и воинственного народа хунну, а также представителей андроновской культуры, более известных как арии. Как и предполагалось, между тремя этими народами обнаружились близкие родственные связи.

 

Исследование проводил научный руководитель проекта Shejire DNA Жаксылык Сабитов. В частности, он выяснил, что андроновцы, жившие на территории Казахстана около трех-четырех тысяч лет назад, имеют набор генов, который часто встречается у казахского рода табын. В западной науке представителей андроновской культуры принято называть ариями. Именно они построили легендарный город Аркаим и изобрели первые колесницы. Следы их культуры встречаются на гигантской территории от Сибири до Индии.

 

Хунну оказались родственны казахам из родов кереит, уак и сергелы. Жаксылык Сабитов пришел к этому выводу, изучив ДНК воинов, погребенных в могильниках Эгин-гол, Дуурлик Нарс и Барколь на территории Северного Китая. Хунну являлись мощным племенным объединением, чьи владения насчитывали порядка 4 млн квадратных километров. Чтобы защититься от этих воинственных всадников, китайский император Ци Ши Хуанди возвел Великую Китайскую стену. Потерпев поражение в войне с китайской империей Хань в I веке нашей эры, хунну ушли на запад, где их стали называть гуннами.

 

На смену хунну в Северном Китае пришло воинственное племя киданей. Они создали государство, которое в течение нескольких сотен лет сохраняло за собой статус самой могущественной империи Восточной Азии. Но в итоге кидани потерпели поражение от чжурчженей, отступили на территорию Казахстана и слились с казахским народом. Себя они называли найманами, что в переводе с монгольского означает "восемь". Именно столько улусов было у киданей во времена расцвета их империи.

 

www.express-k.kz

 

ДНК древних жителей поселений Казахстана и Европы идентичны

ДНК древних жителей поселений Казахстана и Европы идентичны

«Сейчас результаты уже обнародованы в Европе. Что удивительно: ДНК древних жителей поселений Казахстана и Европы абсолютно идентичны. Конечно, в научном мире это вызвало огромный резонанс и в ближайшее время мы ждем крупный состав ученых, которые работают уже по узким направлениям», - заявил министр культуры и спорта РК Арыстанбек Мухамедиулы на брифинге в СЦК.

 

По его словам, несколько месяцев назад в Казахстане был крупнейший пул норвежских ученых, которые взяли ДНК с древнейших захоронений.

 

У мировой научной общественности вызвали интерес археологические памятники Казахстана.  Об этом сегодня заявил министр культуры и спорта РК Арыстанбек Мухамедиулы на брифинге в СЦК.

 

«Катарские, норвежские и немецкие ученые примут участие в сохранении и исследовании известных археологических памятников, таких как Берельский курган, петроглифы археологического ландшафта «Тамгалы», городище «Отырар» и другие», - сказал  А. Мухамедиулы.

 

Кроме того, по его словам, министерством налажено активное сотрудничество с Китайским фондом культуры и искусства национальностей «Великий Шелковый путь» по подготовке к сентябрю Международного культурного форума Шелкового пути-2015.