2015 Год в науке. часть 2
Продолжение рассказа о некоторых открытиях 2015 года, каковые показались нам самыми увлекательными.
Отысканный Сервантес
© Wikimedia Commons
В Мадриде в текущем году завершились продолжительные поиски останков Мигеля Сервантеса. Его могила была утрачена в семнадцатом веке, в то время, когда в монастыре Босоногих Тринитарианок, где его похоронили в 1616 году, делись масштабные перестройки.
На протяжении раскопок ветхих захоронений под полом монастырской часовни историки обнаружили остатки древесного гроба с буквами M. C. Из шляпок гвоздей, что было растолковано как инициалы писателя (Miguel de Cervantes). С того времени, как мы поведали об этом, антропологи нашли подтверждение, что фрагменты скелета, появлявшиеся рядом, вправду смогут принадлежать Сервантесу, по крайней мере, на них были обнаружены следы ранений, соответствующих тем, каковые автор взял на войне.
11 июня останки были празднично захоронены все в том же монастыре. Действительно, в этом случае до тех пор пока ничего не слышно о проведении генетического изучения, не смотря на то, что возможность для него имеется.
Так как известно место захоронения родной сестры писателя – Луизы де Сервантес.
В то время, когда пришли первые американцы
Чопперы, отысканные в Монте-Верде
© Tom Dillehay
Два раза за текущий год оказались сообщения об археологических находках, опровергающих обширно принятую теорию, что старейшими обитателями Америки были представители археологической культуры Кловис, появившейся не ранее 11500 лет назад. Сперва на востоке штата Орегон нашли каменный скребок.
Так как он покрыт слоем вулканического пепла, скребок выяснилось вероятным достаточно определенно датировать, и возраст его составил около 15800 лет. После этого при раскопках в в Монте-Верде (Чили) были отысканы орудия, возраст которых образовывает, по оценке исследователей, около 18500 лет.
Похоже, нужно будет признать, что люди смогли обогнуть по побережью мешавшие проходу на американский континент ледниковые щиты и распространились по Америке раньше, чем через открывшийся в ледниках коридор в том направлении пришли представители культуры Кловис.
Вместе с человеком через века
Благодаря все более дешёвым разработкам секвенирования геномов ученые смогут изучить генетическую историю разных видов. В некоторых случаях это разрешает разглядеть и историю , в случае если эти виды с человеком тесно связаны.
В январе 2015 года многочисленной интернациональный коллектив ученых опубликовал изучение генетической истории возбудителя туберкулеза – Mycobacterium tuberculosis, и, в особенности, группы штаммов «Пекин». Ученые, проанализировав практически пять тысяч образцов из 99 государств, поняли, что этот штамм появился на Дальнем Востоке 6600 лет назад и распространялся из Китая по миру несколькими волнами.
Они были связаны с торговлей по Великому шелковому пути, после этого с последствиями больших восстаний мусульман в Китае XIX века, из-за которых китайские мусульмане вынуждены были эмигрировать, например, на территорию современных Киргизии, Узбекистана и Казахстана. Наконец, распространению штаммов содействовало происходившее приблизительно тогда же расселение китайцев по островам в Тихом Океане и по тихоокеанскому побережью.
Кроме этого было найдено три периода повышения численности данной бактерии за последние 200 лет, каковые соответствуют урбанизации и промышленной революции, Первой мировой и периоду распространения вируса ВИЧ. А совсем сравнительно не так давно ученые установили, что соотношение генетически различных групп микроскопических угревых клещей, живущих на коже людей, зависит от происхождения их хозяев.
Старая ДНК
© PLOS ONE
Еще один пример впечатляющего развития генетических разработок – удачи в извлечении старой ДНК из костных останков. Из года в год возможности ученых в этом деле растут.
Для 2015 года мы только коротко перечислим результаты некоторых изучений, где был использован данный способ. В Англии ученые смогли извлечь из костей человека, жившего на территории Эссекса около 1500 лет назад, генетический материал бактерии, вызывающей проказу, и выяснить ее конкретный штамм.
Так был открыт старейший узнаваемый случай заболевания проказой на острове и выяснено, что занесена она была из Скандинавии. ДНК из нижней челюсти кроманьонца, отысканной в пещере Пештера-ку-Оасе в Румынии и жившего 40 тысяч лет назад, продемонстрировала, что от 5 до 11 % его генома в собственности неандертальцу, а также достаточно большие фрагменты нескольких хромосом.
Это указывает, что неандерталец был среди предков этого человека в четвертом – шестом поколении.
Наследование микрофлоры
Серьёзным направлением в биологии сейчас стало изучение взаимоотношений организма и живущих в и на нем бактерий. В 2008 году был начат масштабный интернациональный проект «Микробиом человека», проводятся и другие изучения, определяющие связь между видовым здоровья составом и состоянием человека его бактерий.
В некоторых случаях найденные закономерности уже используются для лечения. Сейчас же стало известно, что бактериальные сообщества играют роль не только в жизни организма, но и в наследовании отдельных показателей.
Как продемонстрировали изучения на мышах, большой либо низкий уровень иммуноглобулина A в кишечнике определяется составом кишечной микрофлоры. Так как живущих в кишечнике бактерий мышонок приобретает от матери в первые дни собственной жизни, то и уровень иммуноглобулина А наследуется таким же образом.
Следовательно, возможно заявить, что характеристики организма определяются не только эпигенетическими механизмами и генотипом, но и наследованием микрофлоры.
Умный инсулин
© Matthew Webber
В текущем году был создан модифицированный инсулин, меняющий собственную активность в зависимости от концентрации глюкозы в крови. Сложность лечения диабета первого типа пребывает в том, что для организма страшен как большой, так и низкий уровень глюкозы.
Исходя из этого больные должны приобретать инсулин систематично и не смогут принять его «про запас» – инсулин при низком уровне глюкозы позовёт гипогликемическую кому. Научить способами генной инженерии клетки продуцировать инсулин – дело в наши дни не такое сложное, но как сделать, дабы инсулин вырабатывался лишь, в то время, когда это нужно.
Для этого авторы изучения модифицировали молекулу инсулина так, дабы вещество становилось неактивным, в то время, когда глюкозы мало, и активизировалось, в то время, когда ее концентрация увеличивается.
Прочесть обугленные свитки
© Brent Seales/University of Kentucky
Папирусные свитки, каковые никто не просматривал с того времени, как они обуглились на протяжении извержения Везувия в 79 году, смогли прочесть при помощи рентгеновской фазоконтрастной томографии. Свиток остается свернутым, но томограф на базе трансформаций в преломлении рентгеновских лучей определяет, где на его поверхности были написанные чернилами буквы.
Процесс медленный, на момент публикации смогли прочесть только пара отдельных слов на свитке из Виллы Папирусов в окрестностях Геркуланума. Но уже согласно этой информации эксперты идентифицировали почерк писца, узнаваемый по вторым, сохранившимся от огня свиткам, и выяснить, что свиток содержал письма философа-эпикурейца Филодема Гадарского.
Позднее та же разработка разрешила прочесть обгоревший пергаменный свиток VI века отечественной эры, отысканный еще в 1970-х годах в Израиле.
Лимфатические сосуды в мозговых оболочках
Открытия в области анатомии на данный момент вещь достаточно редкая, но было в 2015 году и такое. Исследователи из университета Виргинии нашли ранее малоизвестную сеть лимфатических сосудов в оболочках мозга.
До тех пор пока эта анатомическая структура отыскана у лабораторных мышей, но исследователи считают, что она имеется и у людей. Сосуды ответвляются от шейных лимфатических узлов и, попадая в оболочки головного и спинного мозга, соединяют лимфатическую совокупность со спинномозговой жидкостью.
Предполагается, что это открытие окажет помощь растолковать ранее остававшиеся неясными случаи связи болезней нервной совокупности с состоянием вторых органов.
Выращенные голосовые связки
В лабораторных условиях из клеточных образцов удалось вырастить ткань голосовых связок, причем при опробовании связки были талантливыми вибрировать и генерировать звук. Дабы клеточная культура приняла при росте нужную форму органа, были использованы объемные матрицы из коллагена.
Опробование на лабораторных мышах продемонстрировали, что такие связки не отторгаются иммунной совокупностью, соответственно их возможно пересаживать больным, утратившим свойство сказать по окончании операции на гортани либо в следствии врожденной патологии.
Посвящение шекспировских сонетов
Убедительную версию ответа на давешнюю тайную внес предложение американский исследователь Джеффри Кавени. Как мы знаем, в первом издании сонетов Шекспира 1609 года стояло посвящение: «Тому единственному, кому обязаны эти сонеты своим возникновением, господину W. H., вечной жизни и счастья, которую давал слово ему отечественный бессмертный поэт, хочет тот, кто рискнул выпустить их в свет.
Т. Т.» (Перевод А. А. Аникста). Т. Т. – это инициалы издателя Томаса Торпа, а вот по поводу того, кто кроется за буквами W. H. шекспироведы успели выдвинуть массу догадок.
Кавени с полным основанием присоединился к тем исследователям, каковые думали, что данный таинственный персонаж был связан не с Шекспиром, а с Торпом, поскольку выход книги Шекспиром лично не контролировался. И Кавени сумел отыскать подходящего человека.
Им был погибший в 1607 году издатель Уильям Бугор, с которым Торп был знаком. Кавени выдвинул кажущиеся убедительными аргументы, что Торп унаследовал от Бугра права на издание последовательности книг, так что в полной мере имел возможность испытывать по отношению к нему чувство признательности.
Знакомство с обитателями Джеймстауна
Ученые смогли установить личности четырех человек, погребения что были отысканы при раскопках Джеймстауна – одного из ранних поселений британцев в Северной Америке. Основан Джеймстаун был в 1607 году. Четверо поселенцев были похоронены в местной церкви с 1608 по 1610 годы.
Благодаря анализу изотопного состава костей, вторым антропологическим показателям и отысканным в захоронениях предметам, удалось определить имена всех четверых. Особенно Примечательно, что один из погребенных, капитан Габриэль Арчер, был тайным католиком.
CRISPR/Cas9
Это необычное наименование стоит запомнить, по причине того, что оно обещает стать самым замечательным способом редактирования геномов. Совокупность CRISPR у бактерий была открыта в 2000-х годах, а опробована в качестве метода редактирования геномов в 2013 году.
Сегодняшний год дал столько громких примеров ее применения, что легко нужно упомянуть хотя бы кое-какие. Бактерии применяют эту совокупность как аналог иммунитета, направленного против вирусов.
В то время, когда вирус в первоначальный раз пробрался в бактерию, она вырезает фрагмент его ДНК и «оставляет на хранение» в особенной территории собственного генома. Сейчас бактерия может синтезировать РНК с данного фрагмента.
В случае если тот же вирус опять попадет в бактериальную клетку, эта РНК определяет вирусную ДНК – они так как комплиметарны. Сейчас вирус попался, поскольку особый бактериальный фермент Cas9 может разрезать такие взаимодействующие структуры.
Данный механизм сейчас применяют в генной инженерии, удаляя нежелательные гены и заменяя их нужными вариантами. Возможно синтезировать РНК, комплементарные тому месту, куда хочется внести разрез, и похожие на РНК из совокупности CRISPR/Cas9 и ввести их в клетки вместе с белком CAS9.
Внесение разрыва в двухцепочечную геномную ДНК очень сильно увеличивает возможность гомологической рекомбинации – процесса, при котором гомологичные хромосомы смогут обмениваться гомологичными фрагментами. В случае если ввести в клетку донорную ДНК, несущую необходимый вариант гена, а после этого посредством совокупности CRISPR/Cas9 ввести разрыв в необходимое место, то с определенной довольной высокой возможностью образуется хромосома с обычным геном.
Итак, в 2015 году при помощи совокупности CRISPR/Cas9, к примеру, редактировать геном Т-лимфоцитов (это принципиально важно для противодействия вирусу ВИЧ, каковые эти клетки поражает), взяли малярийных комаров, каковые неспособны переносить малярию, создали свиней и собак с удвоенной мышечной массой, отключив у них ген, кодирующий белок миостатин. Кроме этого ученые сумели усовершенствовать совокупность CRISPR/Cas9, отыскав вариант белка Cas9, что легче доставить в клетки, чем употреблявшиеся ранее варианты, и уточнили, как трудится механизм различения «собственный/чужой» в совокупности CRISPR.
Источник: Максим Руссо polit.ru
Год на орбите. Отправились. Фильм 1 / A Year in Space. Let’s Go!
