kilativ (kilativ) wrote,
kilativ
kilativ

Category:

Научные новости 22 февраля

Анализ человеческого генома, полученного от разных индивидуумов, показал, что наша ДНК различается не только на уровне индивидуальных мутаций, замен в некодируемых и регуляторных областях, но даже на уровне потери функции различных генов. То есть, ВСЕ люди несут в своем геноме гены, чья функция частично или полностью утеряна. Мы можем даже не подозревать об этом, так как все (почти) гены продублированы за счет двойного набора хромосом, а также из за того, что большинство существенных функций в организме компенсируется за счет каких-то параллельных регуляторных механизмов. Однако, некоторые мутации, ведущие к утере функции определенных генов, являются основой серьезных генетических дефектов.
Так сколько на самом деле у отдельного человека дефектных генов? Ответить на этот вопрос попытался коллектив авторов из разных стран мира, которые проанализировали состав 185 индивидуальных геномов человека. Выяснилось, что в среднем геном содержит около 100 генов, чья функция утеряна полностью или частично, из которых около 20 полностью неактивны. Стоит заметить, что 20% полностью неактивных генов – это потеря соответствующей функции в организме (гомозигота по данной аллели), что удивительно, так как анализировались здоровые люди. Только представте себе, что 20 ваших генов полностью убиты, а вам хоть бы хны!
Такой результат говорит о высокой степени избыточности функций в геноме человека, что придает огромный запас прочности. Тем не менее, гены, которые полностью не нужны, отсеиваются эволюцией, а здесь речь идет о функциональных генах, которые есть у одних людей, а у других эти же гены неактивны. Стоит отметить, что гены с нарушенными функциями обычно имеют в геноме паралоги (гены, возникшие от общего предка и обычно со сходными функциями). Все это говорит, что при определенных условиях наличие данных генов дает некие преимущества, остается выяснить – какие именно?

Ученые Гарвардского университета опубликовали замечательную статью, в которой ими описан способ доставки лекарств нанороботами в строго специфическое место организма. Суть метода заключается в следующем. В качестве машины для доставки использовались так называемые ДНК-оригами, чьи цепи могут сворачиваються в высокоорганизованные структуры. Используя различные олигонуклеотиды, можно задать матриксу строго определенную форму, размеры и трехмерную структуру – от трубочек, до «раскладушек». В конкретном исследовании ученые свернули оригами в шестиугольный бочонок, поместив внутрь него фрагменты белковых молекул, которые специфически связываются с данными молеклами ДНК. Бочонок этот непростой, он состоит из двух частей, которые ковалентно связаны с одной стороны и закрываются с другой стороны с помощью ДНК-аптамеров, работающих в виде молекулярной щеколды.
Выглядит это вот так:

Такой бочонок может путешествовать в жидкости (крови, например) в закрытом состоянии, но когда «защелка» встретит свой «ключ», она откроется, экспонируя содержимое наружу. Специфичность открывания защелки обеспечивается изменением конформации аптамера ДНК, когда тот встречается со своей целевой молекулой, например поверхностным белковым антигеном подходящей клетки. Натолкнулся нано-бочонок на неправильную клетку и остался закрытым, а коли попалась нужная клетка – раз! – и открылся. Более того, во избежания ошибок, ученые ввели две защелки на обеих сторонах нано-бочонка, а значит для его открытия необходимо одновременное узнавание двух аптамеров, что резко снижает вероятность несанкционированного сброса груза.
Ученые провели тестирование своих нано-роботов с помощью фрагментов антител и золотых наночастиц. Золотые крупинки хорошо видны в электронном микроскопе и дают неплохое представление о том, правильно ли собрался робот. Анализ данных показал, что после сборки и очистки каждый бочонок в среднем нес внутри себя по 3-4 частицы полезной нагрузки. Неплохой результат.
Для увеличения вероятности сворачивания в функциональный бочонок, ученые применили дополнительные наночастицы, которые служат как бы «руками» для закрывания ловушки, а затем удалили уже ненужные «руки» путем добавления в точку сборки комплиментарных «рукам» молекул ДНК. Такая операция повысила эффективность сборки с 48% до 97% и выше!
Последующее тестирование на предмет доставки белковых молекул на поверхность клеток показало, что нанороботы доставляют свой груз только к целевым клеткам, причем их можно программировать не только на один сигнал на поверхности, но и на два и более, применяя разные аптамеры-«защелки». Эта функция эквивалентна команде AND в логической цепочке при программировании.
Самой изюминкой работы послужила целевая доставка ингибитора, который выключал деление у своих целевые клеток. Комбинация антител к человеческим CDw328 Fab′ и CD33 фрагментам была доставлена с помощью нанороботов к культуре клеток человеческой лейкемии и затем произошло выключение деления раковых клеток. Подобным методом была протестирована и активация синтеза флагеллина.
Представляете себе практическое применение таких роботов? Это же возможный прорыв в лечении рака! Нельзя выявить все раковые клетки и вырезать их, но роботы-то могут их найти и выключить вообще везде!
Tags: научные новости
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Сперва подумал, что Панорама, но нет

    Российский боксер Илья Медведев введен в искусственную кому после атаки дикого медведя. Об этом сообщает РИА Новости. О состоянии 23-летнего…

  • И тут они заметили крыс

    New York City has reported an increase in human cases of leptospirosis, a bacterial disease that the city reports has been spread by rats. In a late…

  • Статистика.

    В среднем от Ковида в России умирает последние несколько недель 800-1000 человек. И тут меня торкнуло, что в США на середину сентября в день умирало…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 36 comments

Recent Posts from This Journal

  • Сперва подумал, что Панорама, но нет

    Российский боксер Илья Медведев введен в искусственную кому после атаки дикого медведя. Об этом сообщает РИА Новости. О состоянии 23-летнего…

  • И тут они заметили крыс

    New York City has reported an increase in human cases of leptospirosis, a bacterial disease that the city reports has been spread by rats. In a late…

  • Статистика.

    В среднем от Ковида в России умирает последние несколько недель 800-1000 человек. И тут меня торкнуло, что в США на середину сентября в день умирало…