Расшифрована структура комплекса I дыхательной цепи митохондрий быка
Группа ученых из Великобритании и Китая методом крио-электронной микроскопии расшифровала структуру комплекса I (NADH-дегидрогеназный комплекс) электрон-транспортной цепи митохондрий быка Bos taurus. Эта работа, опубликованная в журнале Nature, развивает результаты той же группы, полученные в 2014 году, когда ученым удалось в общих чертах разобраться, как устроена структура этого комплекса. Новые данные, например, позволят лучше понять механизмы возникновения связанных с комплексом I наследственных заболеваний. http://www.nature.com/nature/journal/v536/n7616/abs/nature19095.html
Подсчёт генетических мутаций может предсказать развитие рака
Мы уже знаем, что мутации в генах BRCA1 и BRCA2 повышают риск возникновения раковых заболеваний. Но недавно Дэвид Томас (David Thomas) из Института медицинских исследований Гарвана в Сиднее, Австралия (Garvan Institute of Medical Research), и его коллеги впервые показали, что мутации в генах, ассоциированных с более низким риском развития рака, могут постепенно привести даже к смертельному результату даже с большей вероятностью.
Команда сравнила генетические профили здоровых людей с профилями 1162 больных саркомой — раковым заболеванием, развивающимся в костях и мягких тканях, которым преимущественно болеют молодые люди. В частности, учёные сосредоточились на 72 генах — некоторые из них, как ген TP53, сильно связаны с саркомой — и других, которые слабо с ней связаны.
Как и ожидалось, мутация гена TP53 увеличивает риск развития саркомы — у половины обследованных рак развился в возрасте 32 лет. Но у людей... https://www.newscientist.com/article/2100040-counting-genetic-mutations-predicts-how-soon-youll-get-cancer
Ученные: сотни генов оживают после смерти
Есть ли жизнь после смерти? Этот вопрос занимал умы человечества с давних времен.
Теперь же ученые обнаружили, что гены животных могут жить до четырех дней после смерти тела.
А некоторые гены, включая те, что участвуют в создании эмбриона или связаны с раком, могут даже включаться и становиться еще активнее после смерти.
Один из ученых профессор Питер Нобл (Peter Noble) изВашингтонского Университета в Сиэтле рассказал, что исследование стало своего рода “экспериментом ради любопытства, чтобы посмотреть, что происходит после смерти”.
“Мы, возможно, могли бы получить много информации о жизни, изучая смерть”, - добавил он.
Исследователи изучили, что происходит с более чем 1000 генами у мышей и рыбок данио после того, как они умирали.
Они записывали изменения в генах до 4-х дней после смерти у рыбок и до 2-х дней у мышей.
Изначально исследователи предполагали, что внезапная смерть позвоночных будет похожа на машину, съезжающую с автомагистрали, исчерпавшую все горючее.
Однако исследование показало, что сотни генов активируются через несколько часов после смерти, а некоторые остаются активными несколько дней после смерти организма.
Ученые предполагают, что, так как активация генов возникла как у рыбок дарио, так и у мышей, можно предположить, что у других форм жизни проявляется то же явление.
Некоторые из генов были связаны со стимуляцией иммунной системы или способом справляться со стрессом, другие гены, участвовавшие в создании эмбриона, бездействовали со времени рождения и включились после смерти.
Исследователи считают, что изменения в генах могут уменьшить риск развития рака после пересадки ипомогут криминалистам точно выяснить, когда была убита жертва.
Рано или поздно смерть наступает. В мире каждую минуту умирает около 100 людей. Хотя существует множество вероучений, объясняющих метафизический опыт, то, что происходит с физическим телом после смерти вполне объяснимо наукой.
Первые несколько часов
Первые несколько секунд после смерти запасы кислорода быстро истощаются, а активность мозга повышается. Затем нейроны прекращают работу мозга, и он перестает вырабатывать гормоны, регулирующие разные функции тела, хотя некоторые из них могут работать еще несколько минут.
Последние запасы АТФ, которые снабжают нас энергией для жизни, истощаются, и мышцы расслабляются. Это включает в себя и мышцы сфинктеров (потому велика вероятность опорожнения после смерти)
У мертвого тела обычно бледная кожа, что особенно видно у людей со светлой кожей. Это является следствием потери кровотока и становится заметным через 15- 20 минут после смерти.
Сердце перестает качать кровь, а кровь перестает циркулировать, и благодаря воздействию гравитации она собирается в самой нижней точке тела.
Через несколько часов на теле видны красные и фиолетовые пятна от оседания крови. Через 12 часов после смерти наблюдается максимальное изменение окраски кожи. Этот процесс, известный как "трупные пятна" помогает криминалистам определить примерное время смерти.
В это время начинается и другой процесс. Через 3-5 часов после смерти появляется такое явление, как "трупное окоченение". Клеточные структуры портятся из-за недостатка энергии, а кальций просачивается в мышцы, который связывается с белками и заставляет мышцы сокращаться.
Мышцы становятся одеревенелыми, из-за чего тело застывает в одной позе следующие 24-48 часов.
Через несколько дней после смерти
Пока происходят эти процессы, в теле, если его не бальзамировать или не сохранять каким-то другим способом, будет постепенно происходить процесс разложения.
Клетки в теле без циркуляции крови собираются, что вызывает повышение выработки углекислого газа и уровня pH в тканях.
Это ослабляет клеточные мембраны, и они лопаются, и возникает просачивание цитозоли. Цитозоль содержит белки и ферменты, которые расщепляют ткани с помощью более чем 100 триллионов микроорганизмов.
Затем анаэробные бактерии в пищеварительном тракте проедают органы внутри. В процессе этого разложения выделяются неприятные запахи, а распад аминокислот привлекает насекомых, включая клещей, жуков, мертвоедов и мясных мух, поедающих ткани.
Через несколько недель
Личинки насекомых за несколько недель могут поглотить до 60 процентов тканей тела, а из образовавшихся отверстий выделяется жидкость от разложения и газ.
Примерно на 20-50-й день после смерти происходит маслянокислое брожение, и привлекает личинок жуков, одноклеточные организмы и грибы. Этот процесс сухого разложения происходит в течение года.
Через год и больше
Оставшиеся части тела, даже остатки скелета съедаются растениями и животными в последующие годы.
Если тело останется полностью во власти природы, все части тела подвергнутся разложению.
Ученые нашли причину аллергии на пшеницу
Медиков продолжительное время интересовал вопрос о том, почему некоторые люди испытывают аллергические реакции на пшеничные продукты. У некоторых это выражается не только в появлении красных пятен на лице или же раздражении слизистой, но и в проблемах с пищеварением.
Ученые из Колумбийского университета исследовали этот вопрос и пришли к выводу, что такая аллергия имеет куда более глубокие корни, нежели принято полагать. Оказывается, люди, страдающие пищеварительными расстройствами из-за употребления пшеницы, обладают определенными генетическими особенностями.
В организме таких аллергиков не детерминируется выработка белка, который помогает усваивать клетчатку из продуктов растительного происхождения и заметнее всего это в случае, когда человек употребляет в пищу злаковые продукты.
Теперь работа ученых будет направлена на терапию и создание биологических маркеров, которые помогут определять, есть ли у человека нужный белок, и как его организм будет реагировать на то или иное лечение.
Эпигенетика старения и перспективы омоложения
В марте этого года прошла конференция в Кистоне на тему эпигенетической регуляции процесса старения, после чего в течение одного дня проводился мозговой штурм, нацеленный на то, чтобы запустить проект под названием GILGA-mesh, призванный найти истинные причины процесса старения. Несмотря на то, что предмет обсуждения этих двух дней был идентичным, подход приглашенных на конференцию ученых и их отношение к вопросу весьма отличались. Оба дня присутствовали умные, креативные и внимательные люди, материал был рассмотрен с разных сторон. В некоторых случаях именно подход меняет дело.
Наша концепция: мы верим, что процесс старения - это эпигенетическая программа, выработанная в процессе эволюции. Когда мы молоды и растем, определенные гены включаются и выключаются, идеально выбирая нужный для этого момент, чтобы должным образом росли и развивались кости, мышцы и органы. На склоне лет эта программа продолжает работать: медленно, но непрерывно. Включаются гены, которые разрушают нас за счет воспаления, старения клеток, аутоиммунности и запрограммированной гибели клеток, в то время как системы, защищающие нас от патогенов и свободных радикалов, постепенно прекращают свою работу. Эволюция никому не дает шанса
Первые идеи были предложены Авивом Джонсоном (Aviv Johnson) в его работе по метилированию, однако более десятилетия назад подобное было высказано Джеффом Баулзом (Jeff Bowles). Вскоре данная сфера стала популярной благодаря исследованиям специалистов по биостатистике. Так, с помощью компьютерных технологий Стив Хорват (Steve Horvath) подвергнул анализу тысячи генов и их экспрессию у молодых и пожилых людей, и разработал «эпигенетические часы», способные точно определить возраст человека, используя измерения метилирования 353 сайтов ДНК.
Три года назад Стив Хорват показал, что существуют специфические паттерны метилирования, связанные с определенным возрастом организма. Не просто свежие ясные паттерны молодых экспрессий генов становятся нарушенными и более произвольными с возрастом, хотя такое тоже случается. Доказано, что некоторые активированные в молодости гены деактивируются, когда организм стареет. Кроме того, другие гены, подавляемые в молодости, активируются в пожилом возрасте. В работе Стива Хорвата говорится: «Покажите мне паттерн метилирования клеток человека, и я скажу Вам его возраст»».
С одной стороны, существующие на данный момент свидетельства указывают на то, что старение вызвано эпигенетическими изменениями, нежели чем-либо иным. Когда мы наблюдаем за происходящими изменениями, кажется, что они только подливают масло в огонь, а не извлекают его. Другим свидетельством являются эксперименты по парабиозу. Три исследовательские группы (из Гарварда, Стэнфорда и Беркли) выявили, что введение плазмы крови молодых мышей старым особям делает старых мышей здоровее, а также облегчает некоторые проблемы, связанные со старением. В плазме крови не содержатся клетки, а только сигнальные молекулы, являющиеся продуктом экспрессии генов. Это является весомым доказательством в пользу того, что экспрессия генов у молодых поддерживает здоровый и крепкий организм, а экспрессия генов, происходящая в пожилом возрасте, не делает организму ничего хорошего.
Отличным опытом был бы тот, когда у старых мышей перепрограммировали бы экспрессию генов и понаблюдали, есть ли омолаживающий эффект.
Существует ли центральный таймер, диктующий эпигенетической экспрессии организма и тем самым определяющий наш биологический возраст? По логике вещей, телу были бы необходимы чрезвычайно точные часы, чтобы засекать этапы его роста и развития. Эволюции нравится многократно использовать части, ей же созданные, так что не было бы удивительно, если часы, связанные с развитием, трансформировались бы в таймер старения.
Есть две возможности. Во-первых, может существовать некоторый хронометр, возможно, в нейроэндокринных областях мозга, контролирующих процессы развития и старения. Этот вариант подтверждается работами Каспера Дэниела Хансена (Kasper Daniel Hansen) и Клавдии Кавадас (Claudia Cavadas). Однако есть вероятность, что экспрессия сама по себе является некоторым подобием часов, рассеянных по всему организму. Экспрессия генов, происходящая сегодня, содержит в себе факторы транскрипции, контролирующие экспрессию генов завтра. Таким образом, эпигенетическое состояние может быть цепью обратной связи или автономными часами. Оно также может стать целью в программе омоложения, но менее доступной, так как с ней труднее справиться.
Самые интересные новости науки. Генетика.
Ученые обнаружили включающиеся после смерти гены
Активность отдельных генов, которые выполняют самые разные функции при жизни, оставалась очень высокой на протяжении пяти суток после смерти.
Американские ученые обнаружили, что после смерти в организме активизируются несколько десятков и даже сотен генов, которые при жизни выполняют самые разные задачи. Статья опубликована в научной электронной библиотеке bioRxiv.org.
Питер Ноубл из университета Вашингтона в Сиэтле, комментируя результат работы, заметил, что эксперимент позволил заглянуть за границу жизни, узнать, что происходит, когда организм умирает. А главным выводом стало то, что можно многое узнать о жизни, изучая смерть.
Исследователи вводили смертельную дозу яда мышам и рыбкам-зебрам, после чего наблюдали за процессами в клетках. Как оказалось, активность генов и белков менялась в них не случайным образом, что казалось логичным, если бы все жизненные процессы в тканях прекращались после остановки сердечно-сосудистой системы и биологической смерти мозга.
Определенные гены включались после смерти и активно работали в течение пяти суток после наступления смерти. Многие из них пытались «реанимировать» организм - защитить клетки от воспалений, усилить иммунную систему и подавляя стрессовые процессы. Другие, что удивило ученых, связаны с эмбриональным развитием и формированием тела. Эти участки ДНК отключаются после рождения, чтобы вновь активироваться после смерти.
Но едва ли не самым интересным открытием стал тот факт, что в клетках мертвых животных становятся активны гены, ассоциирующиеся с развитием рака. Это, в частности, объясняет, почему нередко трансплантация органов недавно скончавшихся людей приводит к злокачественным опухолям у реципиентов.
Ноубл заметил, что последнее обстоятельство дает очевидный практический вывод из представленной работы. Эти гены и рисунок их активности, который ученые назвали танатотранскриптомом, можно использовать для определения точной времени смерти человека и пригодности его органов для трансплантации. Самые интересные новости науки. Вчера сегодня завтра. Генетика.