Энтузиаст рассказал в блоге, что смог расшифровать свой собственный геном прямо на кухонном столе. Для этого ему понадобились Mac Studio с чипом M3 Ultra, помощь ИИ и набор биотехнологических гаджетов лабораторного уровня, доступных частным покупателям.
Главным мотивом для проекта стала семейная история. У автора блога высокий риск аутоиммунного заболевания из-за генетической предрасположенности, а его младший брат или сестра уже столкнулись с тяжёлой формой болезни в возрасте до 40 лет. При этом сам биохакер оговаривается, что его эксперимент не заменяет клиническую диагностику и не претендует на медицинскую точность.
Ключевым гаджетом стал Oxford Nanopore MinION – карманный нанопоровый секвенатор, который именно и открыл возможность подобных домашних проектов. Он способен сканировать полный геном целиком или углублённо изучать отдельные его участки с помощью функции адаптивного сэмплирования.
Для того чтобы сосредоточиться на генах, связанных с семейной историей аутоиммунного заболевания, умелец подключил к работе Claude. С помощью ИИ был сгенерирован BED-файл, указывающий хромосому, а также начало и конец каждого нужного гена. Такой подход позволил направить мощности секвенатора именно на интересующие участки ДНК.
В блоге приведён полный список необходимого оборудования. Самая дорогая позиция – сам секвенатор MinION Mk1D по цене 3200 долларов. Ещё одна значительная статья расходов – одноразовая проточная ячейка R10.4.1 за 900 долларов, которая и определяет основную стоимость каждого последующего запуска.
Вычислениями в проекте занимался Mac Studio с чипом M3 Ultra, однако автор отмечает, что подойдёт и более простая конфигурация. По его словам, достаточно любого недавнего Mac на Apple Silicon, начиная с M3, при условии достаточного объёма оперативной памяти. На каждый запуск секвенатора стоит закладывать минимум 100 ГБ свободного места на диске.
При желании ускорить процесс биохакер советует обратить внимание на Nvidia DGX Spark, который справляется с обработкой данных примерно в пять раз быстрее. Полученный геномный файл затем можно пропустить через AlphaGenome от DeepMind для дальнейшего анализа.
Какие именно выводы автор сделал из расшифровки собственного генома, в блоге не раскрывается, возможно, из-за личного характера информации. При этом он отмечает, что возможности применения полученного файла огромны, и даже предлагает лично помочь другим желающим пройти через этот процесс, в зависимости от региона проживания.
Кукуруза — одна из важнейших культур в мировом хозяйстве.
Исследователи из университетов Флориды и Северной Каролины раскрыли секрет «умной упаковки» генома кукурузы. Ученые обнаружили в ядре клетки особые зоны-отсеки, которые управляют очередностью копирования генетических данных, что открывает новые пути для селекции сверхстойких злаков.
Зачем нужны «отсеки» без стен? Субкомпартменты в ядре можно сравнить с зонами Wi-Fi в большом здании. Физических стен между ними нет, но в одной зоне сигнал (доступ для белков-копировщиков) максимальный, а в другой — слабее. Это позволяет клетке физически разделять важную информацию и генетический балласт. Без такого разделения ферменты-строители просто застряли бы в «пробках», пытаясь одновременно скопировать миллиарды звеньев ДНК, что привело бы к гибели растения.
Кукуруза давно служит биологам главной моделью для изучения жизни растений, но механизмы копирования ее гигантской ДНК (она почти такая же огромная как у человека) оставались загадкой. Каждая клетка перед делением должна создать дубликат своего генетического кода — этот процесс называют репликацией. ДНК в ядре не свалена в кучу, а намотана на белковые «катушки», образуя нити хроматина. Традиционно считалось, что рабочие, «рыхлые» участки этих нитей копируются хаотично, лишь бы успеть до деления. Но новая работа, опубликованная в журнале Plant Cell, показала: внутри ядра царит строжайший регламент. Используя 3D-микроскопию сверхвысокого разрешения, биологи увидели, что рабочая среда ядра разделена на невидимые зоны — субкомпартменты.
«Мы начинаем раскрывать организацию хроматина у растений», — отмечает старший автор исследования Хэнк Басс. — «Мы подозревали, что в ядре есть эти отсеки, управляющие делением, но это первое реальное доказательство их наличия». Это открытие подтверждает, что жизнь клетки зависит не только от набора генов, но и от их положения в пространстве ядра.
Два эшелона наследственности
Схема Repli-seq и модель РТ хроматиновых волокон на уровне мини-доменов.
Главный вывод ученых: активная часть генома кукурузы четко разделена на две очереди. В первом отсеке собраны самые важные гены, которые копируются в начале цикла. Во втором — находятся участки, которые приступают к удвоению позже. Такая логистика позволяет клетке эффективно управлять огромными объемами данных, не допуская ошибок и путаницы.
«Наши результаты показывают, что регуляция копирования ДНК тесно связана с активностью генов», — поясняет Басс. — «Это значит, что, управляя временем репликации, мы в будущем сможем усиливать полезные свойства растений и их устойчивость».
Понимание этих тонких механизмов позволит манипулировать временем репликации для улучшения характеристик сельскохозяйственных культур или повышения их устойчивости к внешним факторам.
На этой фотографии запечатлены Ромул и Рем — наверное, самые известные волчата этого века, ведь, по утверждению американской биотехнологической компании Colossal Biosciences, это не просто волки, а представители вымершего вида — ужасного волка (Aenocyon dirus), который прекратил свое существование около 10 тысяч лет назад. В знаменитом сериале «Игра престолов» есть лютоволки (direwolves), чья внешность основана на внешности ужасных волков, так что Ромулу и Рему даже позволили попозировать на Железном троне.
Однако, на деле волчата — генетически модифицированные особи современного серого, или обыкновенного, волка (Canis lupus; обратите внимание, это другой род!), несущие некоторые гены своего доисторического родственника.
Colossal Biosciences, основанная в 2021 году, позиционирует себя как единственная компания в мире, занимающаяся воскрешением вымерших животных.
Они уже заявляли о получении «шерстистой мыши», напоминающей мамонтов длинной густой шерстью. Сейчас Colossal Biosciencesутверждает, что им удалось «воскресить» ужасного волка.
Ученые получили ДНК исчезнувшего вида из двух источников, 13 000-летнего зуба, обнаруженного в пещере Шериден (Sheriden Cave) в Огайо, и 72 000-летней кости черепа, найденной в штате Айдахо.
Проанализировав генетический материал, исследователи идентифицировали 20 изменений в 14 генах, отличающие нынешних волков от ужасных.
После этого ученые выделили эндотелиальные клетки-предшественники из образцов крови серых волков и использовали генное редактирование CRISPR/Cas, чтобы изменить гены современного волка по образцу ужасного. Модифицированные клеточные ядра были перенесены в лишенные ядер яйцеклетки, которые первое время развивались в лабораторных условиях.
Из 45 клеток только три превратились в жизнеспособные эмбрионы и были успешно имплантированы с разницей в четыре месяца беспородным собакам, выступившим в роли суррогатных матерей.
Ромул и Рем появились на свет 1 октября 2024 года, а их младшая сестра Кхалиси — 30 января 2025 года.
Ромул и Рем в возрасте трех месяцев. Фото с сайта sci.news
Выглядит вполне логично, но можно ли в таком случае действительно считать Ромула, Рема и их младшую сестру Кхалиси ужасными волками?
Нет. Во-первых, большая часть генов этих животных — гены серого волка, тогда как, судя по результатамисследования 2021 года, ужасный волк приходится современным волкам, шакалам и собакам весьма отдаленной родней.
Их последний общий предок жил около 5,7 млн лет назад, после чего эволюционные линии серых и ужасных волков развивались независимо, без обмена генами друг с другом — и для того, чтобы получить ужасного волка из серого,потребуютсядесятки, если не сотни тысяч изменений генов.
Во-вторых, из внесенных 20 измененийлишь 15 были «скопированы»из генов ужасного волка и должны были привести к изменениям размеров тела, мускулатуры и формы ушей животных.
Оставшиеся 5 изменений — современные мутации, приводящие к появлению светлой шерсти, которая, по утверждениюColossal Biosciences, была характерна для настоящих ужасных волков (подробнее о светлой шерсти и не только см. в статье Елены КлещенкоРождение «лютоволка»: фэнтези, НФ или технологияна сайте «PCR.news»).
В общем,по словамБет Шапиро (Beth Shapiro), главного научного сотрудника компании и автора книги«Наука воскрешения видов», вопрос состоит в том, какого определения биологического вида придерживаться: филогенетического (то есть ужасный волк должен быть прямым потомком ужасных волков, живших в доисторическую эпоху) или морфологического (то есть если животное выглядит как ужасный волк, значит это ужасный волк) — и, честно говоря, такая «неоднозначность» уже выглядит сомнительно!
Сравнение скелетов серого (слева) и ужасного (справа) волков. В целом, несмотря на название «ужасный», вымерший вид волка был сопоставим по размеру с крупнейшими серыми волками современности, но отличался большей массивностью и более сильными челюстями. Рисунок Mariomassone & Momotarou2012 с сайта commons.wikimedia.org
Пока что Ромул и Рем демонстрируют некоторые отличия от своих генетических «родителей» — они крупнее, у них более мощные плечи и ноги, широкие морды и большие зубы, вдобавок их вой не похож на вой обыкновенных волков.
Но для того, чтобы оценить конечный фенотип модифицированных волчат, потребуется еще несколько месяцев. Сейчас «ужасные» волкисодержатсяв природном заповеднике площадью 810 га, окруженном трехметровым забором; точное его местоположение не раскрывается, чтобы животных не беспокоили любопытствующие.
Никаких планов на дальнейшую жизнь и разведение модифицированных волковColossal Biosciencesне предъявила.
Экспертыполагают, что результаты работы компании могут найти применение в области охраны природы, генетики и понимания эволюционного развития различных организмов,
но вот сами Рем, Ромул и Кхалиси в лучшем случае станут экспонатами для зоопарка.
Всё же мир ледникового периода, в котором жили ужасные волки, изменился до неузнаваемости:
приспособленные к охоте на крупную дичь, сегодня эти волки столкнулись бы с явным дефицитомподходящих жертв, в числе которых были наземные ленивцы, лошади и бизоны. И выпущенные на волю модифицированные волчата в лучшем случае сольются с местной популяцией серых волков, а в худшем — погибнут, не сумев адаптироваться к жизни на воле.
Напоследок хотелось бы заметить, что это не первая попытка «воссоздания» ужасного волка. В 1988 году был запущен проект «Ужасный волк» (The Dire Wolf Project), в рамках которого скрещивались домашние собаки, внешне напоминающие вымерший вид.
Как и аналогичные проекты «Таурус» (Taurus Project) или «Квагга» (Quagga Project), такие инициативы ставили целью не «воскресить» вид, а всего лишь вывести животное, которое будет выглядеть и, предположительно, вести себя как ужасный волк,тури квагга.
Японская компания Sumitomo Pharma первой в мире получила от национального регулятора лицензию на терапевтический продукт, получаемый из аллогенных (донорских) индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Им стал рагунепроцел (Amchepry), который представляет собой дофаминергические прогениторные нервные клетки для улучшения двигательных функций при болезни Паркинсона. Он предназначен для пациентов, у которых не был получен адекватный ответ на фармакологическую терапию. Продукт одобрен к применению условно и на ограниченный период времени, производитель обязан провести постмаркетинговое клиническое исследование и постмаркетинговое наблюдение для получения полного одобрения.
Основанием для одобрения стали результаты открытых нерандомизированных испытаний фазы I/II. В ходе них семь пациентов (возраст 50–69 лет) с болезнью Паркинсона получили двустороннюю трансплантацию рагунепроцела. Серьезных побочных эффектов не было, как и избыточного роста трансплантатов. У четырех из шести участников, включенных в анализ эффективности, наблюдалось значительное улучшение счета OFF и у пяти — счета ON шкалы MDS-UPDRS, у четырех наблюдалось улучшение стадии заболевания по шкале Хён — Яра.
Они заблокировали способность Т-клеток мигрировать в кожу
У пациентов с хроническими плоскими бородавками обнаружили редкие мутации, приводящие к поломке интегрина LFA-1, и экспериментально подтвердили их влияние на клетки иммунной системы. Ученые показали, что мутации мешают Т-клеткам памяти проникать в кожу и контролировать размножение папилломавирусов. Работа опубликована в журнале Nature Immunology.
Известно более 200 штаммов вируса папилломы человека. За исключением ряда опасных онкогенных вариантов, большинство считается относительно безобидными. Обычно иммунная система обычно справляется с инфекцией самостоятельно в течение нескольких лет после заражения, но иногда этот механизм дает сбой. При верруциформной эпидермодисплазии этот контроль нарушается: у пациентов пожизненно сохраняются множественные плоские бородавки, вызванные неконтролируемым размножением обычно безвредных вирусов. Это грозит не только эстетическими дефектами, но и ростом шансов получить немеланомный рак кожи или карциному клеток Меркеля. Ранее было показано, что примерно в половине случаев заболевание связано с мутациями в генах TMC6, TMC8 и CIB1, но причины остальных случаев оставались неясными.
Международная группа исследователей во главе с Ахмадом Ятимом (Ahmad Yatim) из Университета Рокфеллера обнаружила, что в других случаях заболевание может быть связано с мутациями гена ITGAL. У четырех из сорока пациентов с неясной этиологией эпидермодисплазии нашлась редкая поломка обеих копий этого гена, полностью отсутствующая в контрольных группах пациентов без заболевания.
Ученым удалось продемонстрировать всю цепочку событий, которая ведет от поломки гена до неспособности противостоять папилломавирусам. Ген ITGAL кодирует одну из двух частей интегрина LFA-1, — рецептора на поверхности лейкоцитов. Исследователи показали, что поломка не дает им собраться вместе, и в итоге конечный продукт не попадает на мембрану клетки.
В норме этот интегрин должен взаимодействовать с рецепторами на клетках кожи, способствуя миграции лейкоцитов в ткань к месту воспаления, вызванного, например, вирусом папилломы. Всего у лейкоцитов есть пять интегринов, которые могут в этом участвовать, и в большинстве проверенных исследователями клеточных популяций поломка LFA-1 компенсировалась работой других интегринов и не вызывала последствий. Исключение составила небольшая группа кожеспецифичных эффекторных клеток памяти, которые при миграции в ткань полагались исключительно на активность LFA-1. По результатам биопсии оказалось, что их количество в коже пациентов сильно меньше контрольного, а в крови их концентрация наоборот оказалась повышена.
На основании этого ученые сделали вывод о том, что поломка LFA-1 не позволяла им мигрировать в место обитания папилломавируса и уничтожить его, а вирус, в отсутствие сопротивления, получил возможность бесконтрольно размножиться.
В отличие от патогенов, которые недавно встретились с человеком, папилломавирусы долго эволюционировали вместе с ним и успели притереться настолько, что провоцируют минимальный иммунный ответ. Это позволяет им оставаться незамеченными и успешно распространяться в популяции.
На это указал анализ ДНК найденных на полуострове остатков
Эпифизарная пластинка, которую датировали исследователи
Исследователи с помощью радиоуглеродного анализа датировали две эпифизарные пластинки, найденные в середине прошлого века на Аляске и приписываемые мамонтам. Неожиданно они получили даты, которые указали на то, что животные умерли около трех — одной тысячи лет назад. Однако анализы стабильных изотопов и ДНК показали, что на самом деле остатки принадлежали не самым поздним в мире мамонтам, а китам. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в Journal of Quaternary Science.
К концу эпохи плейстоцена, которая завершилась около 12 тысяч лет назад, мамонты (Mammuthus sp.) — пожалуй, самые известные представители мегафауны последнего ледникового периода — исчезли на большей части своего некогда обширного ареала из-за изменения климата, деятельности первобытных охотников и, возможно, других факторов. Какие бы ни были причины вымирания этих животных, их отдельные популяции просуществовали заметно дольше других. По крайней мере, на российском острове Врангеля последние шерстистые мамонты (M. primigenius) вымерли около 3,7 тысячи лет назад, а на американском острове Святого Павла в Беринговом море — примерно 5,6 тысячи лет назад.
Кроме того, существует вероятность того, что в некоторых регионах континентальной Евразии и Северной Америки мамонты прожили заметно дольше, чем считалось. Например, на Таймыре ученые обнаружили ДНК этих хоботных в отложениях возрастом около 3,9 тысячи лет, а в Клондайке (северо-восток Канады) — в образцах возрастом 9,2 тысячи лет (и даже, возможно, 5,7 тысячи лет). Однако сопоставимых по возрасту костей мамонтов в этих регионах не находили, что ставит под сомнение столь поздние датировки. Более того, впоследствии ученые показали, что древнюю ДНК шерстистых мамонта и носорога (Coelodonta antiquitatis) можно выявить и в отложениях, которым всего несколько сотен лет, что, вероятно, связано с таянием многолетней мерзлоты.
На этот раз Мэттью Вуллер (Matthew Wooller) из Аляскинского университета в Фэрбенксе и его коллеги из Великобритании, США и Швеции сосредоточили свое внимание на костных остатках мамонтов, найденных в континентальной части бывшей Берингии, где до сих пор не найдено достоверных остатков этих хоботных, живших меньше десяти тысяч лет назад. В рамках проекта «Adopt-a-Mammoth» с 2022 года ученые уже получили больше 300 радиоуглеродных датировок для остатков шерстистых мамонтов, найденных на Аляске.
Во время этой работы исследователи датировали две эпифизарные пластинки, приписываемые мамонтам, которые, судя по архивным документам, найдены в середине XX века в центральной части Аляски, примерно в 16 километрах от города Фэрбанкс. Для обоих образцов ученые получили невероятно поздние даты: 1930 и 2565 радиоуглеродных лет, при этом сохранность коллагена в пластиках была хорошей, и результаты датирования считались достоверными. В то же время анализ изотопного состава азота и углерода показал, что в рационе этих особей было много морских продуктов, чего не стоило бы ожидать для мамонтов. С поправкой на эффект морского резервуара калиброванные радиоуглеродные даты для этих образцов и вовсе составили около 1168 и 1879 лет.
Затем ученые обратились к анализу ДНК, которую они успешно секвенировали из обоих образцов. В результате генетики определили, что одна эпифизарная пластинка принадлежала японскому киту (Eubalaena japonica), в то время как вторая — северному малому полосатику (Balaenoptera acutorostrata). Тем самым никаких остатков мамонтов возрастом от одной до трех тысяч лет на Аляске до сих пор нет. При этом остается загадкой, как остатки китов попали в центральную часть полуострова. Ученые рассмотрели разные варианты, но самой правдоподобной гипотезой выглядит предположение о том, что пластинки обнаружили в те же годы, но в прибрежных районах Аляски, а затем их по какой-то причине перепутали в коллекции.
В позднем плейстоцене рядом с шерстистыми мамонтами обитали и другие животные, исчезнувшие с нашей планеты. Среди них, например, были саблезубые кошки Homotherium latidens. В 2020 году в Якутии впервые обнаружили мумию этого животного, умершего около 37–35,5 тысячи лет назад. До этой находки считалось, что эти хищники исчезли в Азии гораздо раньше.
У большинства домашних собак внутри «живет» небольшой волк — крошечные фрагменты волчьей ДНК, которые попали в гены собак уже после их одомашнивания.
Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что почти две трети пород содержат небольшое количество волчьих генов. Эти следы дикого наследия могли помочь собакам выживать в самых разных условиях рядом с человеком.
«Наши результаты ясно показывают: даже низкий уровень обмена генами между собаками и волками повлиял на то, какими собаки стали сегодня, независимо от региона их происхождения», — рассказала ведущий автор исследования, Одри Лин.
Что еще показало исследование?
Ранее ученые установили, что современные собаки произошли благодаря взаимодействию древних серых волков (уже вымерших) и людей в позднем плейстоцене. С момента этого расхождения генетический обмен между волками и собаками происходил редко, хотя они легко скрещиваются и дают плодовитое потомство.
Чтобы оценить, насколько редкой была такая гибридизация, и измерить ее масштаб, исследователи проанализировали эволюционную историю 2 693 геномов собак и волков. Оказалось, что у 64% современных пород есть следы волчьей ДНК, а у всех свободноживущих деревенских собак такие фрагменты присутствуют обязательно.
«Волчьи гены коррелируют с размерами, функциональными особенностями и чертами поведения», — говорит Лин. «У большинства собак действительно есть низкие, но обнаруживаемые уровни волчьего наследия, сформировавшие их эволюцию».
Самый высокий уровень волчьей ДНК был найден у чехословацкой волчьей собаки и волкособа Сарлоса — от 23 до 40% генома. Но это не удивительно: эти породы создавались искусственно, чтобы сохранить гибридные черты.
Чехословацкая волчья собака
Среди более популярных современных пород лидерами по количеству волчьей примеси стали большая англо-французская трехцветная гончая — около 5,7% — и шилонская овчарка — около 2,7%. По словам Лин, английская трехцветная гончая является одной из самых распространенных гончих, и ни одна похожая порода не имеет ничего подобного по уровню волчьей ДНК.
«Этот результат нас очень удивил, — призналась она. — Мы, к сожалению, не знаем, как у этой породы оказалось столько волчьего наследия».
Ученые также использовали стандартные описания пород, чтобы сравнить характер собак с долей волчьих генов. Породы с наибольшим количеством волчьей ДНК чаще описывали как «настороженные к чужим», «независимые» и «территориальные». А породы с минимальными следами волков, как «дружелюбные», «ласковые» и «энергичные».
При этом авторы подчеркивают: результаты не доказывают, что именно волчья ДНК вызывает такие черты — это лишь корреляция, требующая дальнейших исследований.
Редкоземельные элементы определяют технологический облик современного мира, но их добыча остается одним из самых разрушительных промышленных процессов на планете. Команда биоинженера Сын-Ука Ли из Калифорнийского университета в Беркли предложила решение, которое может изменить всю индустрию – генетически модифицированные вирусы, способные извлекать ценные элементы из шахтных вод без токсичных химикатов и масштабного загрязнения окружающей среды.
Исследование, опубликованное в журнале Nano Letters, описывает принципиально новый подход к добыче. Ученые превратили безвредный бактериофаг – вирус, атакующий только бактерии и безопасный для человека и экосистем – в микроскопического "шахтера", извлекающего редкоземельные элементы из дренажных вод рудников. После изменения температуры и pH среды вирусы высвобождают собранный материал, готовый к переработке.
Ли отметил:
Это значительный шаг к более устойчивой добыче и восстановлению ресурсов. Наше биологическое решение предлагает более экологичный, недорогой и многоразовый способ получения критически важных материалов, необходимых для будущего чистой энергетики, помогая при этом защищать окружающую среду.
Технология работает благодаря двум специализированным белкам, добавленным в структуру бактериофага. Первый – лантанид-связывающий пептид на поверхности вируса, действующий как захват для сбора редкоземельных элементов. Второй – эластиновый мотивный пептид, который при активации температурой выходит из раствора и доставляет собранные элементы для извлечения.
Преимущества метода выходят за рамки экологической безопасности. Биодобывающие вирусы сохраняют эффективность даже после завершения рабочего цикла, их можно использовать многократно. Масштабное промышленное производство таких вирусов не требует сложной инфраструктуры – достаточно добавить их к бактериям, и при репликации бактерий вирусы реплицируются вместе с ними.
По словам Ли, новый метод биодобычи "не только экологичен, но и невероятно прост, требуя немногим больше, чем емкость для смешивания и нагреватель". С его помощью исследователи могут использовать программируемый биологический инструмент для выполнения сложной промышленной задачи, которая сейчас требует токсичных химикатов и больших затрат энергии.
Редкоземельные элементы включают два переходных металла – скандий и иттрий – а также 15 лантаноидов, среди которых прометий, европий и гадолиний. Несмотря на название, эти элементы не настолько редки в земной коре, сколько сложны в извлечении и очистке. Именно процессы добычи и переработки делают их дорогими и экологически разрушительными.
Спрос на редкоземельные элементы продолжает расти благодаря их уникальным свойствам. Способность усиливать миниатюризацию, эффективность, долговечность и производительность делает их незаменимыми в современной электронике – от смартфонов и компьютеров до телевизоров, LED-светильников и объективов камер. В промышленности редкоземельные элементы применяются в производстве лазеров, МРТ-сканеров, каталитических нейтрализаторов, топливных элементов, аккумуляторов и полировальных порошков для производства полупроводников.
Наиболее масштабное применение редкоземельных элементов в последние годы приходилось на производство постоянных магнитов. Именно эти магниты делают возможными ветровые турбины, электромобили и вибромоторы в смартфонах.
Геополитическое значение новой технологии трудно переоценить. Любая страна с запасами редкоземельных элементов, внедрившая подобный метод внутри своих границ, сможет снизить зависимость от международных поставщиков, укрепив экономическую и промышленную независимость. Сегодня лидером по добыче остается Китай, добывший в 2023 году около 240 000 тонн редкоземельных элементов и переработавший 189 179 тонн. Это 70% мировой добычи и 87% мировой переработки.
Технология биодобычи может радикально изменить эту картину, предоставив странам с меньшими производственными мощностями доступ к экологически чистым и экономически выгодным методам извлечения критически важных материалов. Учитывая растущую роль редкоземельных элементов в переходе к возобновляемой энергетике и электрификации транспорта, такое решение может стать доступным в идеальный момент.
Кошка по кличке Пряня. Как и другие европейские домашние кошки, она происходит, по-видимому, от североафриканских степных котов
Генетическое исследование опровергло гипотезу о том, что первые домашние кошки прибыли в Европу в эпоху неолита вместе с ранними земледельцами и животноводами. Похоже, что кошек завезли в этот регион всего около двух тысяч лет назад, причем из Северной Африки, а не из Передней Азии. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science.
История происхождения домашних кошек (Felis catus) пока остается не очень ясной. Генетические данные говорят о том, что дикими предками домашних питомцев были представители одного из подвидов степных котов (F. lybica lybica), обитающих сегодня в Северной Африке и Передней Азии. Согласно одной из основных гипотез, одомашнивание этих животных началось около 12–10 тысяч лет назад в так называемом Плодородном полумесяце, где люди постепенно перешли от присваивающего хозяйства к производящему. Предполагалось, что зерно, собиравшееся первыми земледельцами, привело на поселения мышей, которые, в свою очередь, привлекли диких кошек.
Кот по кличке Григорий. Если верить новому исследованию, то очень далекие предки этого кота попали в Европу на рубеже нашей эры
Обычно в качестве доказательств раннего одомашнивания кошек приводятся находки с Кипра, где на памятнике раннего неолита исследователи раскопали предполагаемый скелет домашнего питомца, жившего около 9,5 тысячи лет назад. Однако более убедительные свидетельства доместикации относятся к гораздо более позднему времени и происходят из Древнего Египта, где вокруг кошек впоследствии сложился целый культ, связанный с богиней Бастет. Уверенно можно говорить о том, что египтяне держали домашних кошек во II тысячелетии до нашей эры, хотя отдельные находки указывают и на более ранний период — на начало IV тысячелетия до нашей эры.
Также нет ясности, когда первые домашние кошки попали в Европу. Существует ряд находок из памятников, из-за которых предполагается, что домашних кошек привели с собой ранние земледельцы. Но убедительных доказательств, что археологи обнаружили столь древние останки именно домашних кошек, а не их диких родственников, пока нет. Чтобы внести немного ясности в этот вопрос, группа ученых из научных организаций 13 стран мира во главе с Клаудио Оттони (Claudio Ottoni) из Римского университета Тор Вергата отобрала для исследования останки 225 древних кошек из 97 археологических памятников, расположенных в Европе и Малой Азии. Генетики секвенировали ДНК из 70 образцов костей и зубов, охватывающих примерно последние десять тысяч лет. Кроме того, они выделили ДНК 17 диких кошек из современных и музейных образцов.
Географическое происхождение образцов, проанализированных учеными
В результате геномных исследований ученые обнаружили, что степных кошек подвида F. l. lybica, считающихся предками домашних кошек, можно разделить на две клады, в одну из которых входят особи из Леванта, а в другую — из Северной Африки. Причем домашние кошки, хотя и образуют отдельную кладу, ближе всего они именно к особям из Северной Африки, особенно — к образцам из Туниса (однако это может быть связано с недостатками североафриканской выборки). Генетически близки к североафриканским кошкам (но не к тунисской, а к другой популяции) оказались и дикие особи с острова Сардиния, происхождение которых оставалось спорным. Проведенные анализы показали, что, вероятно, их завезли на этот средиземноморский остров в последних столетиях I тысячелетия до нашей эры (не позднее II века до нашей эры).
Палеогенетики также выяснили, что все проанализированные останки предполагаемых домашних кошек из Европы, относящиеся к эпохам неолита и энеолита, на самом деле принадлежали диким европейским лесным котам (F. silvestris). Это касается в том числе особей, при анализе митохондриальной ДНК которых ученые ранее заключили, что они представляли собой домашних кошек. Ядерные геномы убедительно говорят о том, что в генофонде европейских лесных котов с глубокой древности присутствовали материнские линии, характерные для степных котов, из-за гибридизации между видами.
Данные исследователей говорят о том, что первые достоверно домашние кошки попали в Европу на рубеже нашей эры. При этом они достаточно быстро распространились по этому региону. В проанализированной выборке самые древние кошачьи останки из Европы происходили с территории Австрии и относились примерно к 50 году до нашей эры — 80 году нашей эры. Вскоре кошки присутствовали уже в разных уголках Римской империи, в том числе на территории Великобритании, где самый древний образец, по данным авторов статьи, относится к 24–123 годам нашей эры.
Гораздо позже домашние кошки (F. catus) попали на территорию современного Китая. Так, в начале 2025 года ученые проанализировали находки из этой страны и пришли к выводу, что самая ранняя особь этого вида жила во времена династии Тан — в VIII или IX веках нашей эры.
Домашние собаки — одни из самых разнообразных по внешнему виду млекопитающих на планете. Существует более 400 различных пород. Но откуда их столько? Когда появилась самая первая?
Собака была первым видом, одомашненным человеком.
Чаще всего разнообразие видов собак связывают с появлением клубов собаководов в викторианскую эпоху. Тогда они установили строгие правила: как должна выглядеть идеальная такса, а как пудель, стали скрещивать между собой стандарты породы. Считается, что именно эта целенаправленная деятельность человека и создала за пару столетий сотни видов собак.
Однако ученые выяснили, что история собачьего разнообразия началась гораздо раньше — 10 000 лет назад. Исследование было опубликовано в Science.
Когда появилась первая порода
Некоторые ученые предполагают, что первые шаги к приручению волков древние люди сделали еще 30 000 лет назад. Однако никто не знает наверняка.
Сложность в определении связана с тем, что древние собаки и волки невероятно схожи между собой. Более того, даже некоторые современные породы, например, хаски, сильно внешне напоминают волков. А потому отличить их останки, пролежавшие в земле тысячи лет, — задача непростая.
Ученые использовали геометрическую морфометрию — способ измерить и зафиксировать изменение формы какого-либо объекта — в данном случае, собачьих черепов. Они работали не с костями, а с их точными трехмерными компьютерными моделями. Специалисты проанализировали в общей сложности 643 черепа — как древних, так и современных собак и волков.
Самые ранние черепа, которые уже несли в себе характерные черты домашних собак, были обнаружены на стоянке каменного века Веретье в России. Их возраст — примерно 11 000 лет.
К этому моменту собаки не только очевидно отличались от волков, но и успели стать отличными друг от друга. Тогда уже был большой спектр размеров и форм черепов. Это говорит о том, что люди уже тогда начали отбирать и ценить собак с определенными качествами, отмечают ученые. Более того, исследователи выяснили, что разнообразие собак каменного века составляет около половины от всех пород, которые существуют сейчас.
Генетические исследования подтверждают, что основные ветви в семейном древе собак разошлись как раз около 11 000 лет назад. А это значит, что сам процесс одомашнивания должен был начаться гораздо раньше.
Для миллионов вредителей поле кукурузы — настоящий пир. Для них это раздолье желудка, а для человека — удар по кошельку. Для борьбы с насекомыми люди уже десятки лет используют химические средства. Однако они вредят и окружающей среде. Благодаря генной инженерии ученые смогли научить растения самостоятельно защищаться.
Секретное оружие растений
У диких предков современных культурных растений — кукурузы, гороха, фасоли — существовал способ защиты от насекомых. Они выделяли особые белки, которые называются ингибиторы альфа-амилазы.
Они работали как ловушка. Когда вредитель начинал есть семена растения, то белок блокировал фермент, не позволяя крахмалу быть переваренным. Получалось, что насекомое ело, но не могло получить из пищи энергию и в итоге либо прекращало питаться, либо погибало от голода. Для человека или животных же это не было опасно, поскольку ферменты устроены иначе.
Однако в процессе одомашнивания это исчезло. Древние земледельцы бессознательно выбирали те растения, в которых было больше крахмала и которые лучше усваивались, то есть те, чьи ингибиторы были слабее.
В начале 2000-х годов ученые пытались вернуть растениям это оружие с помощью трансгенных технологий — вшивания гена от другого вида. И это даже сработало. Специалисты нашли нужные гены, создали растения, которые производили ингибиторы. Однако у этого подхода были и недостатки: дороговизна и неприятие обществом — продукты, в ДНК которых есть гены других видов, часто называют ГМО, а потому многие люди опасаются употреблять их в пищу.
Новое решение
Международная группа ученых решила использовать новую технологию — редактирование генов, а именно систему CRISPR, чтобы вернуть растениям способ для самостоятельной защиты от вредителей. Исследование было опубликовано в Biotechnology Journal.
Редактирование предполагает, что специалисты работают с собственными генами растения. Они просто усиливают те, что отвечают за производство ингибиторов, или улучшают их, чтобы производимый ими белок был еще эффективнее.
Ученые уже доказали, что этот метод работает против зернового и хлопкового долгоносиков, кофейного жука-короеда, личинки которого живут внутри кофейных зерен, делая их непригодными.
Ее выделили из найденных в Сибири шерстистых мамонтов
Палеобиологи секвенировали древнейшую РНК. Они успешно выделили молекулы из мумифицированных тканей шерстистых мамонтов, останки которых ранее нашли на северо-востоке России. Самые информативные последовательности РНК сохранились в мышечных тканях мамонтенка Юки, который погиб на севере современной Якутии примерно 40 тысяч лет назад, сообщается в статье, опубликованной в журнале Cell.
За последние 15 лет палеобиологи добились колоссального прогресса в секвенировании и анализе макромолекул, выделенных из останков древних людей и животных, за что, в частности, в 2022 году Нобелевской премии удостоился Сванте Паабо (подробнее об этом читайте в материале «Человек, который собрал древних»). Исследования показали, что при благоприятных условиях ДНК может сохраняться в тканях больше миллиона лет. Еще дольше в костях и зубах могут сохраняться информативные фрагменты белков. Не так давно их успешно выделили не только из зубной эмали жившего около 3,7–3,4 миллиона лет назад африканского австралопитека, но и из остатков миоценового носорога, который обитал в Арктике больше 20 миллионов лет назад.
Гораздо меньше исследований посвящено еще одной основной макромолекуле — РНК, которая обычно разрушается гораздо быстрее, чем ДНК. При этом без анализа РНК нельзя понять, к примеру, какие конкретно гены работали в том или ином типе клеток древнего животного. Но и здесь удалось достичь некоторых успехов. Ученые опубликовали результаты успешного секвенирования РНК из останков сумчатого волка, жившего больше ста лет назад, из знаменитой ледяной мумии Этци, а также из останков представителя семейства псовых, умершего примерно 14,3 тысячи лет назад.
Теперь группа ученых из научных организаций Австрии, Великобритании, Дании, Норвегии, России, США и Швеции во главе с палеобиологом Лавом Даленом (Love Dalen) из Центра палеогенетики в Стокгольме показала, что в условиях многолетней мерзлоты молекулы РНК могут сохраняться в древних останках гораздо дольше, чем считалось. В своем исследовании они работали с образцами мягких тканей (мышц и кожи) десяти шерстистых мамонтов, останки которых ранее нашли на северо-востоке России — от Усть-Янского улуса (Якутия) и Новосибирских островов на западе до Верхоянского улуса (Якутия) на востоке, где не так давно обнаружили мумию мамонтенка, прозванного Яна.
Лучше всего аутентичные ДНК и РНК сохранились в тканях трех особей. К ним относятся живший около 40–39 тысяч лет назад мамонтенок Юка, тушу которого обнаружили на севере Якутии в 2009 году, и умерший около 44 тысяч лет назад Оймяконский мамонтенок, часть туловища которого нашли в 2004 году во время расчистки золотоносной породы. Третья особь — это мамонт по прозвищу Крис Уоддл из Абыйского улуса (Якутия), ткани которого не так давно позволили не только прочитать полный геном, но и реконструировать трехмерную структуру хромосом с нанометровым разрешением.
Больше всего информации для ученых дали образцы Юки. Палеобиологи выявили в них 342 матричных РНК, которые кодируют белки, а также 902 некодирующих РНК разных типов, включая так называемую микроРНК, за открытие которой в 2024 году вручили Нобелевскую премию Виктору Эмбросу и Гэри Равкану (подробнее об этом читайте в материале «Это на вырост»). Анализ этих молекул позволил выявить РНК, которые кодируют белки, обеспечивающие работу скелетных мышц, и РНК, связанную с регуляцией метаболизма в стрессовых условиях.
В своей статье ученые не только подробно остановились на своих достижениях, связанных с секвенированием древнейшей РНК, и изложении протокола, которому они следовали в работе, но и сообщили некоторые результаты, связанные с анализом ДНК Юки. Дело в том, что палеонтологи, которые первоначально обследовали тушу мамонтенка, пришли к выводу, что она принадлежит самке. Однако впоследствии появилась информация, что генетическое исследование указало на мужской пол особи.
Теперь ученые подтвердили, что, с точки зрения генетики, Юка — самец. Разные методы однозначно говорят о том, что его кариотип — 56, XY. Это значит, что либо исследователи ошиблись изначально, когда определили, что у мамонтенка сохранились остатки женских гениталий, либо речь идет о XY дисгенезии гонад — генетическом нарушении, при котором особь с XY хромосомами имеет женские гениталии и репродуктивную систему. Чтобы решить эту загадку, пишут авторы статьи, требуются дальнейшие исследования.
Шерстистые мамонты обитали не только в Евразии, но и по другую сторону от Тихого океана — на территории Северной Америки. Не так давно ученые проанализировали ДНК из зубов, найденных в Британской Колумбии, и обнаружили, что на территории Америки шерстистые мамонты неоднократно смешивались с колумбийскими мамонтами — более теплолюбивым видом, у представителей которого отсутствовал густой волосяной покров.
Палеогенетики проанализировали древнейший высококачественный геном архаичного человека — денисовца из Денисовой пещеры, который жил примерно 200 тысяч лет назад. Ученые подтвердили, что ранние и поздние денисовцы, обитавшие на Алтае, принадлежали к разным популяциям. У этого раннего представителя, среди прочего, исследователи выявили большее количество неандертальской примеси, а также обнаружили, что в его геноме присутствует очень архаичная примесь от неизвестных с точки зрения генетики древних людей, эволюционная линия которых отделилась раньше, чем жил общий предок сапиенсов, неандертальцев и денисовцев. Препринт доступен на сайте bioRxiv.org.
Денисовцы представляют собой один из самых малоизученных видов (или подвидов) древних людей, о которых стало известно только в 2010 году. В настоящее время достоверные останки представителей этой архаичной популяции выявили всего лишь в пяти местах: в Денисовой пещере на Алтае, из которой происходит большинство останков, в пещере Байшия (Сяхэ) на Тибете, на памятнике Там-Нгу-Хао-2 в Лаосе, в Тайваньском проливе, где рыбаки случайно выловили часть нижней челюсти, а также в Харбине, где много лет назад китаец раскопал череп так называемого человека-дракона.
До недавнего времени о денисовцах в основном было известно по молекулярным данным. При этом всего лишь один опубликованный геном представителя этого вида ученые прочитали с высокой точностью — ДНК удалось секвенировать из образца Denisova-3, возраст которого составляет примерно 64 тысяч лет. Однако летом прошлого года на съезде Общества молекулярной биологии и эволюции исследователи рассказали, что они секвенировали второй высококачественный геном.
Стефан Пейрень (Stephane Peyregne) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка вместе с учеными из Германии, Канады, России и США, включая лауреата Нобелевской премии Сванте Паабо (Svante Pääbo), представил результаты анализа этого генома. Хорошо сохранившуюся ДНК палеогенетики выделили из образца Denisova-25, который в 2020 году исследователи из Института археологии СО РАН обнаружили в 17-м культурном слое южной галереи Денисовой пещеры, сформировавшемся примерно 200–170 тысяч лет назад. Находка представляет собой целый коренной зуб верхней челюсти, который по размеру похож на другие моляры денисовцев из этого памятника, но несколько отличается от них по морфологическим признакам.
Ученые прочитали геном этого индивида со средней глубиной покрытия 23,6 раза и определили, что зуб принадлежал денисовскому мужчине (почти все высококачественные геномы архаичных людей принадлежат женщинам). Расчеты, основанные на молекулярных часах, подтвердили приблизительный возраст образца, определенный на основе оптически стимулированной люминесценции культурного слоя и стратиграфии.
Анализ самого генома подтвердил, что ранние и поздние денисовцы из Денисовой пещеры, судя по двум высококачественным геномам, были представителями разных популяций. По оценкам ученых, они разделились между 231 и 204 тысячами лет назад — примерно за 15 ± 2 тысячи лет до того, как жил индивид Denisova-25. Он принадлежал к группе, предки которой неоднократно смешивались с ранними неандертальцами, поэтому в его геноме присутствовало около 3,6–5,2 процента примеси от представителей этого вида древних людей. Похоже, что в последний раз предки Denisova-25 делали это примерно за 7–13 тысяч лет до того, как он родился. Для сравнения: в геноме Denisova-3 ученые насчитали около 1,8–2,5 процента неандертальской примеси.
Ученые также пересчитали время, когда разошлись эволюционные линии сапиенсов, неандертальцев и денисовцев. По их данным, сначала между 825 и 694 тысячами лет назад от общего ствола отделились общие предки неандертальцев и денисовцев, которые затем между 630 и 520 тысячами лет назад разделились между собой. При этом исследователи заметили, что в геноме Denisova-25 присутствует очень архаичная примесь от древних людей, которые в настоящее время неизвестны с точки зрения молекулярной генетики.
Результаты анализа, среди прочего, позволили определить, что индивид Denisova-25 был представителем популяции, в которой, по-видимому, периодически практиковались браки между достаточно близкими родственниками. А общее количество людей в их популяции составляло всего около 50–60 человек — примерно во столько же индивидов не так давно оценили численность поздних алтайских неандертальцев из Чагырской пещеры. Группы более поздних алтайских денисовцев и поздних балканских неандертальцев, известных по геному Vindija-33.19, были больше и насчитывали, видимо, больше сотни индивидов. Помимо этого, исследователи подтвердили, что предки части современных людей смешивались в разное время как минимум с тремя различными популяциями денисовцев уже после того, как они получили общую примесь от неандертальцев.
В ближайшей перспективе стоит ожидать публикации еще двух высококачественных геномов неандертальцев, один из которых посещал Денисову пещеру около 110 тысяч лет назад, а другой жил около 49–39 тысяч лет на территории современной Бельгии. О том, что ученые секвенировали ДНК этих архаичных людей, исследователи рассказали два года назад на симпозиуме ISBA 10.
На это указал анализ геномов птиц с японских островов
Генетики нашли объяснение, почему один из подвидов хохлатых змееядов, обитающих на двух небольших японских островах, охотится на инвазивных жаб-ага без видимых негативных последствий. Исследователи обнаружили в геномах птиц вариант гена, повышающий устойчивость к кардиотоническим стероидам, которые выделяют эти амфибии. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном в журнале BMC Ecology and Evolution.
Жабы-ага (Rhinella marina) входят в число одних из самых опасных инвазивных видов. Их завозили в разные регионы, чтобы бороться с вредителями сахарного тростника. Как часто бывает, ситуация с новичками быстро вышла из-под контроля: местные хищники, включая птиц, восприимчивы к яду жаб-ага, и стали гибнуть при охоте на них.
Например, жаб-ага завезли на японский остров Исигаки (один из островов архипелага Рюкю) в 1978 году. С тех пор от них пострадали местные виды — например, местный подвид краснопоясных волкозубов (Dinodon rufozonatum walli) — змей, которые травились кардиотоническими стероидами жаб. Но хохлатые змееяды (Spilornis cheela perplexus), обитающие на Исигаки, не демонстрируют симптомов интоксикации, несмотря на регулярную охоту на ядовитых амфибий.
Чтобы понять, почему эти птицы не травятся, Алиса Тобе (Alisa Tobe) из Киотского университета и ее коллеги проанализировали геномы семи змееядов с островов Исигаки и Ириомоте — единственных мест в Японии, где обитают их популяции. Образцы взяли из тканей и крови птиц, погибших от болезней или в авариях. Кроме полного секвенирования, у других особей анализировали только участки ДНК. Для сравнения и анализа использовали геномы подвида хохлатых змееядов, обитающих на индонезийском острове Симёлуэ, а также других видов.
Геномный анализ показал, что птицы с двух японских островов формируют генетически изолированные популяции — несмотря на то, что Исигаки и Ириомоте разделяет всего 20 километров. Этот результат неудивителен: орнитологи и раньше отмечали, что эти птицы живут изолированно друг от друга.
Но главный вывод исследования касается гена ATP1A1, связанного с устойчивостью к токсинам. У птиц из Японии и Индонезии нашли специфические аминокислотные замены, которые связаны с устойчивостью к токсинам. Этот вариант гена возник задолго до появления жаб-ага на островах. При этом в местной фауне нет других животных, выделяющих такие токсины. Вероятно, устойчивость сформировалась в других частях ареала змееядов — в Восточной и Южной Азии.
Инвазивные жабы-ага беспокоят ученых и добровольцев и на других территориях. Например, ранее на N + 1 рассказывали как жители Тайваня зачистили город от этих ядовитых амфибий.
Особенно в отношении головного мозга и репродуктивных органов
Китайские, американские и японские исследователи провели серию экспериментов и выяснили, что введение генетически модифицированных человеческих мезенхимальных прогениторных клеток пожилым макакам уменьшает у них системные признаки старения, такие как сенесценция клеток, хроническое воспаление и дегенерацию тканей, а также улучшает когнитивные и репродуктивные функции. Отчет о работе опубликован в журнале Cell.
Неизбежный процесс старения организма тесно связан с уменьшением популяций стволовых клеток и, как следствие, снижением регенеративного потенциала тканей. Человеческие мезенхимальные прогениторные клетки обладают иммуномодуляторными и противовоспалительными свойствами и в экспериментах демонстрировали эффективность в лечении различных хронических состояний, включая преждевременное снижение функций яичников, артрит, фиброз и старческую немощность. Минимальная иммуногенность делает их пригодными к аллогенной терапии. При этом системное воспаление и окислительный стресс в стареющем организме снижают эффективность и срок жизни пересаженных прогениторных клеток.
Ранее группа исследователей под руководством Гуанхуэя Лю (Guang-Hui Liu) из Китайской академии наук, включающая известного специалиста по эмбриологии и регенеративной медицине Хуана Бельмонте (Juan Belmonte) из Института Солка и Altos Labs, показала, что экспрессия фактора транскрипции FOXO3 резко снижается при старении в тканях приматов, и что именно он может играть ключевую роль в долголетии. Это подтвердили экспериментом по внесению точечных мутаций в человеческие эмбриональные стволовые клетки, заменяющих серин в двух участках фосфорилирования FOXO3 на аланин, что повышает активность этого фактора транскрипции. Мезенхимальные прогениторные клетки, дифференцированные из таких стволовых, обладали повышенными устойчивостью к клеточному старению (сенесценции) и потенциалом самообновления, которые обеспечивали их стойкое присутствие в тканях после пересадки мышам. Такие модифицированные человеческие прогениторные клетки назвали сенорезистентными.
В продолжение этих экспериментов группа Лю и Бельмонте, в которую вошел еще один известный специалист по старению и долголетию Стив Хорват (Steve Horvath), разработали транскриптомные и эпигенетические часы для макаков-крабоедов (Macaca fascicularis), которые использовали для оценки эффективности в дальнейшей работе. После этого обезьянам в возрасте 19–23 года (эквивалент 57–69 лет у человека) раз в две недели на протяжении 44 недель (эквивалент примерно трех лет у человека) вводили внутривенно либо плацебо, либо обычные человеческие мезенхимальные прогениторные клетки, либо сенорезистентные с модификациями FOXO3 в дозе два миллиона клеток на килограмм массы тела (в сумме клетки получили 16 животных). Существенных изменений уровней иммунных клеток, негативных метаболических сдвигов и образования опухолей в ходе эксперимента не наблюдалось, что свидетельствует о долгосрочной безопасности подобной аллогенной терапии.
Когнитивные тесты после курса лечения показали, что у получивших сенорезистентные клетки, но не других животных, существенно лучше показатели рабочей памяти. МРТ и гистологические исследования выявили у них сохранность и восстановление толщины коры лобных и височных долей, улучшенную структурную связность отвечающих за память областей, включая гиппокамп, и отсутствие истончения миелиновых оболочек нервных волокон. КТ также показала уменьшение остеопороза костной ткани. Транскриптомный анализ клеток периферической крови выявил в них обращение дифференциальной экспрессии примерно трети связанных со старением генов, уменьшение экспрессии биомаркеров сенесценции и провоспалительных цитокинов. Полногеномное секвенирование РНК продемонстрировало снижение уровня транскриптомных биомаркеров старения практически во всех системах организма, а также признаки омоложения тканей, максимального в гиппокампе, лобной коре, спинальном ганглии, сигмовидной кишке и фаллопиевых трубах и других органах репродуктивной системы.
Общая оценка животных после экспериментальной терапии
Анализ с помощью транскриптомных часов вывил среднее снижение возраста на 3,34 года при терапии сенорезистентными и на 2,80 года — обычными прогениторными клетками, подобное омоложение наблюдалось соответственно в 54 и 31 процента исследованных тканей. Наиболее выраженным оно было в репродуктивной системе, особенно у самок, а также коже, легких, скелетных мышцах, селезенке и гиппокампе. Гистологическое исследование показало выраженное уменьшение числа сенесцентных клеток в легких, печени, сердце, мозге, коже, селезенке, почках и поджелудочной железе. Иммунологические и метаболические маркеры демонстрировали уменьшение дегенеративных изменений различных органов. Выраженные признаки морфологического и функционального омоложения тканей наблюдались в головном мозге (на 1,79–7,19 лет в зависимости от типа клеток) и репродуктивных органах (в среднем более чем на шесть лет у самок).
Уменьшение биологического возраста различных тканей после курса терапии
Выяснив это, исследователи изолировали экзосомы человеческих сенорезистентных и обычных прогениторных клеток и ввели их внутривенно мышам в дозе 20 микрограмм. У таких животных наблюдались транскриптомные, гистологические и биохимические признаки замедления старения органов и тканей, значительно более выраженные при использовании экзосом генно-модифицированных клеток. Аналогичные эффекты экзосом наблюдались в экспериментах с культурами человеческих неронов, стромальных и эндотелиальных клеток яичников, эндотелиальных клеток аорты и гепатоцитов. Это свидетельствует, что геропротективный и омолаживающий эффекты прогениторных клеток во многом связаны с их паракринными функциями, которые обеспечиваются экзосомами.
Полученные результаты подтверждают, что генетически модифицированные человеческие мезенхимальные прогениторные клетки могут замедлять процессы старения у приматов, во многом за счет функций своих экзосом, и имеют терапевтический потенциал в регенеративной медицине.
О том, с какими проблемами сталкиваются ученые при изучении старения и какие экспериментальные подходы используют для его замедления, подробно рассказано в материалах «Дело не в морщинах», «Планы на старость» и блоге Полины Лосевой.
14. Я на 100%
уверена, что умру от рака. С маминой стороны все болели раком. Тетя умерла
в муках от рака поджелудочной железы. У дяди рак яичек.
У сестры рак толстой кишки в 40 лет. А у мамы
и рак груди, и очень редкий вид рака крови. Я чувствую
обреченность.
15. Лично мне
не нравятся широкие плечи, тем более, что я женщина.
А у меня они как раз широкие.
16. Болезнь
Гентингтона. Это генетическое заболевание нервной системы, которое развивается
после 30 лет и приводит к психическим расстройствам. Мой дядя женился
на женщине, у которой была эта болезнь, но она на тот
момент была очень молода, и симптомы не проявлялись. Это было в 70-е
годы, поэтому не было ни генетических тестов, ни широкой
осведомленности об этом заболевании.У них было пять дочерей. Моя тетя и старшая
из их дочерей давно умерли, а остальные четыре находятся
на разных стадиях заболевания. Это всегда было печальным аспектом нашей
семьи. Болезнь действительно ужасная.
17. Рост
152 см, пятый размер груди. Спасибо, маме. Но я еще
и передвигаюсь в инвалидном кресле, так что рост в этом случае
не имеет значения.
18. Все женщины
по маминой линии от природы худые. Моя сестра, к примеру, родила
троих детей и до сих пор выглядит как супермодель. Ну, а я пошла
в отца и выгляжу как картошка.
19. У меня
неврологическое заболевание, которое вызывает тремор, что затрудняет выполнение
повседневных задач.
20. Я на 12 сантиметров
ниже, чем среднестатистический парень в моей стране. А еще
у меня дерматит, который вызывает воспаление и шелушение кожи вокруг
губ, носа, бровей и ушей. Сейчас я знаю, как можно лечить симптомы
этого дерматита, но тогда в школе я этого не знал, что
очень осложняло школьную жизнь, потому что подростки те еще мудаки.В общем, я коротышка, с которого сыпятся частички
кожи. Сочетание, которое не лучшим образом влияет на мою самооценку,
но я стараюсь как-то справляться.
21. У меня было хорошее детство, не было
никаких серьезных проблем со здоровьем. В 20 лет я женился,
у нас родилась прекрасная дочка. Через 4 года родилась еще одна
девочка. Обе были здоровые. Потом родился сын. Он себя прекрасно
чувствовал, потихоньку рос. Но в возрасте двух лет начал терять все
свои навыки. Перестал ходить, ползать, даже самостоятельно вставать. Проведя
миллион различных тестов, врачи не могли понять, в чем причина.
В конце концов, они решили провести генетическую экспертизу. И через
неделю нам сообщили, что у моего славного мальчика редкое и неизлечимое
генетическое заболевание.В США вероятность родиться с ним составляет примерно
1 к 100 тысячам. Для рождения ребенка с этим заболеванием
оба родителя должны быть носителями генов этой болезни. Вероятность, что
вы можете быть носителем, составляет 1 к 125. Если муж и жена
носители, то вероятность рождения больного ребенка 25%. Наш третий ребенок
попал как раз в эти 25%. Изначально мы, к сожалению, ничего об этом
не знали.Благодаря целому ряду очень удачных и быстрых решений
мы смогли добраться до Питтсбурга, где нам провели единственную
известную процедуру лечения — трансплантацию стволовых клеток.
Мы находимся здесь с мая и боремся за жизнь малыша. Даже если бы
мы обнаружили эту болезнь при его рождении, ее все равно невозможно
было бы вылечить, но, благодаря терапии, с ней можно
было бы хоть как-то нормально жить. К сожалению, у нас
в штате эта болезнь не включена в скрининг новорожденных, так что
мы узнали о ней, когда было слишком поздно.Ни у кого
из нас в роду не было таких случаев.
1. Родня
со стороны мамы — идеальные зубы и лысина у мужчин. Родня со стороны
отца — ужасные зубы, но все хорошо с волосами. Два моих брата — идеальные зубы,
идеальные волосы. Я — плохие зубы, облысел до 25 лет. Чувствую себя
отвратно.
2. У меня
слабое сердце. У отца лопнула аорта, когда мне было 11. А брат
умер от второго инфаркта в 41 год. Надеюсь, что доживу хотя бы до 60 лет.
3. У меня
есть BRCA2, ген рака груди, который дает мне примерно 74% вероятности развития
рака молочной железы в течение жизни.У меня также 22% шанс заболеть раком яичников. С другой
стороны, если я удалю обе груди, это снизит шанс развития рака до 3%.
Но в идеале эту операцию надо сделать до 30 лет.
Вероятность получить ген BRCA2 у меня был 50 на 50, так что
генетика реально надо мной решила поиздеваться.
4. Обе моих
бабушки и оба дедушки были фермерами.Я выгляжу так, будто меня вырастили для того, чтобы
я всю жизнь занималась сельским хозяйством и нарожала еще больше
маленьких фермеров.
5. Психические
заболевания. Они являются частью нашей семьи с 1620 года. Причем
у моих родителей ноль общих генов, и никакого инцеста. Так что все эти
совершенно разные проблемы наваливаются на меня, создавая многообразие
из отвратительных психозов.
6. Амблиопия — полное
отсутствие пространственного зрения. Я только что переехала в большой
город и не могу садиться за руль, потому что ориентироваться
в дорожной обстановке слишком сложно. Это так страшно. По закону
я могу водить машину, но эта идея меня пугает.
7. У меня
есть итальянские корни. У моей сестры великолепная оливковая кожа, и нет
волос на теле. У меня бледная кожа и тонна волос. По всей
видимости, я также забрала все гены СДВГ, тревожности и депрессии прямо
из утробы матери.
8. Чрезмерно большая
грудь и гигантский нос.На 30-летие я сделала себе подарок — операцию по
уменьшению груди, а немного позже сделала ринопластику. Единственное,
о чем я жалею — все надо было делать раньше.
9. Последние
30 лет я занималась бегом, чтобы поддерживать себя в форме.
Но уже 10 лет я болею, поэтому не могу бегать так много
и начинаю выглядеть как звезда из фильмов для взрослых. Все говорят,
что хотят огромные сиськи, пока в реальности их не получат.Я знаю, что женщины с маленькой грудью завидуют нам,
но напрасно. Я бы хотела иметь первый размер.
10. У меня
заболевание крови, при котором в организме задерживается железо. Это
состояние медленно убивает меня. Оно вредно воздействует на мою печень поджелудочную
железу, и стало причиной инфаркта.
11. Я лысею,
это у меня от мамы, и как же меня это бесит. У меня волосы на теле
везде, кроме тех мест, где они больше всего нужны.
12. Знаете ли
вы, как трудно найти обувь сорок девятого размера? У моего отца сорок
восьмой размер, у братьев пятидесятый.
13. Проблемы с сердцем. Я первый мужчина
в четырёх поколениях, доживший до сорока лет. И это только
потому, что мне поставили правильный диагноз и назначили лечение.
Я бы не дожил до 35 лет, если бы не нашел
хорошего кардиолога.
