Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Генетики


Новости Генетики (99)

Ученые из университета Массачусетса в Амхерсте (США), под руководством ассистента-профессора Томаса Марески (Thomas Maresca) измерили величину силы, двигающей хромосомы во время деления клеток. Статью об этом, опубликованную в журнале Nature Communications, пересказывает пресс-релиз университета.

211016 0 9d9cd f66efdc6 xlКогда клетка делится, хромосомы выходят из ядра и выстраиваются в линию с помощью т. н. «веретена деления», состоящего из микротрубочек. Затем хромосомы удваиваются и впоследствии те же микротрубочки «растаскивают» их по разделившимся клеткам. Хромосомы крепятся к трубочкам с помощью специальных белков-кинетохоров. Понять механику этого процесса очень важно, ведь малейшая ошибка в расхождении хромосом при клеточном делении приводит к опасным нарушениям, которые могут вызвать рак. А если речь идет о половых клетках — то тяжелые наследственные заболевания.

Несмотря на это, до сих пор не было сколько-нибудь точных и достоверных оценок величины сил, которые двигают хромосомы во время этого процесса. Ранее выдвигавшиеся оценки отличались в сотни и тысячи раз, что, конечно, совершенно недопустимо в науке. Марески с коллегами, судя по всему, смогли решить эту проблему.

Для этого они в течение трех лет изучили под мощным микроскопом свыше 3 тыс. веретен деления. К кинетохорам в них исследователи прикрепляли флюоресцентные молекулы-индикаторы двух типов. Молекулы первого начинали светить ярче, когда к кинетохору прикладывалось давление, в то время, как молекулы второго типа, напротив, тускнели. Поскольку яркость каждого из типов молекул в нормальных условиях была тщательно откалибрована, сопоставление ее изменений позволяло достаточно точно вычислить величину искомой силы. Она оказалась порядка сотни пиконьютонов (пН) — в масштабах клетки это много.

Наблюдения дали и еще некоторые результаты. Во-первых, оказалось, что эта сила исходит именно от нанотрубок. Во-вторых, действует она медленно, но планомерно.

«В клетках есть много разных движущих сил, многие из них похожи на спринтеров. Но та, что измеряли мы — скорее как бульдозер: она прикладывает большую силу медленно, но на постоянной основе».


Источник: Научная Россия


Американские ученые раскрыли молекулярно-генетические механизмы того, почему помидоры, собранные с грядки и съеденные прямо на месте, заметно вкуснее томатов из холодильника или магазинов, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

ПомидорыПомидорыКультурные томаты (Solanum lycopersicum) были впервые открыты и одомашнены древними южноамериканскими индейцами, откуда эта культура распространилась в Центральную Америку и попала в Европу вместе с конкистадорами в 16 веке. Считается, что семена этого растения были завезены в Испанию самим Кристофором Колумбом или Эрнаном Кортесом. На сегодняшний день существуют тысячи коммерческих и "домашних" сортов томатов.

Гарри Кли (Harry Klee) из университета Флориды в Гейнсвилле (США) и его коллеги задумались над одним из главных вопросов для всех любителей этого плода – то, почему помидоры, лежавшие долгое время в холодильнике или приобретенные в магазине, обладают менее ярким и интересным вкусом, чем свежие томаты с грядки.

Четыре года назад Кли и его коллеги раскрыли часть этой тайны, обнаружив "секретный ингредиент" в домашних помидорах – набор из восьми ароматических молекул и сахаров, которые придавали томатам их приятный вкус. Что интересно, большая часть этих веществ действовала не на язык людей, а на их нос.

Эти вещества, как показывают новые опыты команды Кли, постепенно исчезают после попадания помидоров в холодильник, причем они пропадают не просто так, а по очень интересным генетическим причинам.

Сравнивая наборы ароматических веществ в клетках помидоров, побывавших в холодильнике и только что сорванных с куста, ученые обратили внимание на необычную вещь – оказалось, что пропал не только "секретный ингредиент" вкуса томатов, но и поменялось то, как была "упакована" их ДНК.

Как объясняют ученые, генетический материал человека и всех других живых существ с обособленным клеточным ядром, в том числе и помидор, упакован в особые белки-гистоны, которые удерживают свернутую ДНК на месте и влияют на "считываемость" отдельных генов.

Эта упаковка, как показали эксперименты Кли и его коллег, необратимым образом меняется в клетках помидоров в том случае, если они находятся долгое время при температурах ниже 12 градусов Цельсия. В результате этого работа многих генов, задействованных в синтезе веществ, придающих томатам "помидорный" вкус и запах, почти полностью прекращается и не восстанавливается даже тогда, когда помидор переносят назад в теплое помещение.

Что интересно, все остальные  вкусовые качества помидора, в том числе содержание сахаров и кислот в его мякоти, не меняются после попадания в холодильник и остаются такими же. Соответственно, все негативные изменения во вкусе происходят только потому, что помидор лишается природных "вкусовых добавок".

Почему это происходит? Скорее всего, как показывают наблюдения Кли и его коллег, помидор подавляет синтез этого "секретного ингредиента" по той причине, что подобным образом он пытается защититься от чрезмерно быстрого испарения воды на холоде. Кроме того, ферменты, отвечающие за сборку молекул запаха и вкуса, работают гораздо медленнее при низких температурах, что может объяснять быстрое исчезновение вкуса и запаха у помидор в холодильнике. Открытие этого факта, как надеются ученые, поможет создать новые сорта помидоров, не теряющие вкус от холода.


Источник: РИА Новости


Пятница, 07 Октябрь 2016 10:15

Почему пальцев именно пять

Автор

Профессор Мари Кмита (Marie Kmita) и ее коллеги из Монреальского университета (Канада) решили разобраться, почему у человека и позвоночных именно по пять пальцев на руках и ногах. Они выяснили, что за различия в развитии конечностей у водных и «сухопутных» животных отвечают различия в деятельности всего одного гена. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature, а их краткое изложение представляет портал Science Daily.

Известно, что наши конечности эволюционировали из плавников. Эволюция, которая привела к появлению членов и, в частности, к возникновению пальцев у позвоночных, отражает изменения скелета, связанные с переменой среды обитания — переходом от водной среды к жизни на суше.

071016 7cca0d7b42Совсем недавно — в августе этого года — исследователь из Чикаго, профессор Нил Шубин и его команда, показали, что два гена — hoxa13 и hoxd13 — ответственны за формирование лучей плавников и наших пальцев. «Этот результат очень интересен, потому что он четко устанавливает молекулярную связь между лучами плавников и пальцами», — сказал Ясин Херджемил (Yacine Kherdjemil), докторант в лаборатории Марии Кмиты и первый автор статьи.

Тем не менее, переход от плавников к рукам и ногам не происходил одномоментно. Ископаемые останки указывают на то, что наши далекие предки были многопалыми, а это означает, что у них было больше, чем пять пальцев. Вопрос, почему же у нас в итоге их именно пять.

В ходе лабораторных экспериментов авторы исследования обратили внимание на то, что во время роста эмбрионов мыши и человека гены hoxa11 и hoxa13 активируют рост лишь отдельных областей зачатков конечностей, в то время как у рыб эти гены активируются в перекрывающихся областях, что ведет к  развитию плавников.

Пытаясь понять значение этого различия, ученые показали, что при воспроизведении рыбьего типа гена hoxa11 у мышей, они развивают до семи пальцев на каждой лапе, то есть, образно говоря, возвращаются к исконному облику. Мари Кмита также обнаружила последовательность ДНК, ответственную за переход между рыбьим и мышиным типом регулирования для гена hoxa11. «Мы предполагаем, что это значительное морфологическое изменение произошло не за счет приобретения новых генов, но изменения их деятельности», — сказал исследователь.

С медицинской точки зрения, это открытие подтверждает гипотезу, согласно которой пороки развития в период внутриутробного развития происходят не только из-за мутаций в генах, но и за счет изменения работы последовательностей ДНК, известных как регуляторные последовательности.

«В настоящее время технические ограничения не позволяют идентифицировать этот тип мутации непосредственно у пациентов, поэтому важно проведение фундаментальных исследований с использованием животных», — рассказала профессор Кмита.

 


 

Источник: Научная Россия


 

Ученые из Пенсильванского университета (США) показали, что видовое многообразие костистых рыб не объясняется дупликацией генов, как принято считать. Помогло в этом изучение снимков остатков рыб, живших на нашей планете 100-250 миллионов лет назад. Статья ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко о результатах исследования сообщает сайт журнала Science.

Костистые рыбыКостистые рыбыВсего существует около 30 тысяч видов костистых рыб  — это больше, чем число видов млекопитающих, рептилий и земноводных, вместе взятых. Традиционное объяснение этого феномена основывается на том, что у общего предка костистых рыб происходили активные процессы дупликации генов, то есть хромосомные перестройки, при которых участок хромосомы оказывается удвоенным. Этот фактор стал своего рода «городской легендой» среди биологов, гипотезой, некритически принимаемой за доказанную. Так принято объяснять видовое разнообразие, в частности у костистых рыб в сравнении с их ближайшими родственными классами.

Сейчас же, изучая ископаемых рыб, ученые пришли к выводу, что видовое многообразие начало проявляться около 150 миллионов лет назад, а до этого момента, наоборот, существовало большое разнообразие видов костных ганоид, близкого класса костистых рыб, которых сейчас насчитывается всего несколько видов. В итоге, биологи показали, что неправомерно говорить о корреляции процессов дупликации и многообразия видов.


Источник: Научная Россия


Американские исследователи выявили ген, который заставляет комаров пить кровь из людей. Открытие подскажет, как переключить этих кровососов с человека на прочих животных.

280916Об этом говорится в статье специалистов из Калифорнийского университета, опубликованной в журнале PLOS Genetics.

Как известно, малярия разносится несколькими видами комаров. Одни из них, такие как Anopheles gambiae, сосут кровь почти исключительно из людей, другие же кусают как человека, так и домашний скот. Авторы статьи решили выяснить, влияют ли на выбор жертвы генетические различия комаров.

Ученые работали в Танзании с видом An. arabiensis, одним из основных переносчиков малярии в Восточной Африке. Из предыдущих исследований известно, что если в доме присутствует хотя бы одна корова, то комары этого вида кусают людей в 2 раза реже. Ученые поймали 25 комаров, которые сели на домашний скот, и 23 - на человека, и сравнили их геном по 4 миллионам однонуклеотидных позиций (SNP).

Выяснилось, что за вкусовые предпочтения комара отвечают гены, расположенные в зоне хромосомной инверсии, известной как 3Ra (инверсией называется поворот участка хромосомы на 180 градусов).Скорее всего, это гены, в которых закодированы белки Obp5 и Or65, задействованные у комаров в процесс восприятия запахов.

По словам ученых, в перспективе открытие поможет вывести новый тип комаров, которые бы атаковали исключительно животных. Это позволит решить проблему малярии, не уничтожая популяцию ее переносчиков, что было бы чревато негативными экологическими последствиями. Напомним, ранее другие исследователи предложили снабдить малярийных комаров особым геном, который приведет их к вымиранию.


Источник: infox.ru


Согласно мнению большинства современных (и не очень) ученых, жизнь зародилась и первое время развивалась в водной среде. Лишь впоследствии разные группы организмов – от бактерий до растений, моллюсков и позвоночных – стали осваивать сушу. О том, насколько сложным был этот переход, можно судить уже по тому, что первые достоверные следы наземных организмов встречаются нам лишь спустя несколько миллиардов лет после появления жизни.

Эволюционное деревоЭволюционное деревоМало кто знает, но все наземные организмы произошли от небольшого числа видов древних животных, успешно освоивших сушу. О том, как именно им это удалось, рассказали недавно исследования эволюции митохондрий, предпринятые несколькими немецкими учеными.

 В основе обмена веществ лежит энергия, а в организме большую часть энергии вырабатывают митохондрии. 13 митохондриальных генов кодируют белки, которые используются в процессе метаболизма. Результатом работы митохондрий является образование АТФ – своеобразных энергетических консервов, используемых живой клеткой. Немецкие исследователи предположили, что при адаптации организмов к наземному образу жизни в генах митохондрий должны были происходить определенные изменения, направленные на повышение общей метаболической эффективности клетки.

 Искать следы этих изменений решено было у моллюсков, поскольку многие семейства именно этой группы животных осваивали сушу независимо. Благодаря этому есть возможность найти схожие генетические адаптации в разных эволюционных линиях. Нужно сказать, что подавляющее большинство прежних исследований приспособленности организмов к наземной жизни проводились на позвоночных. Однако беспозвоночные гораздо многочисленнее и разнообразнее – именно они составляют 95% всего разнообразия царства животных.

 Исследователи сравнивали митохондриальный геном моллюсков из клады Euthyneura – наиболее широко распространенных брюхоногих, обитающих в море, на литорали, в пресной воде и на суше. В ходе своей работы ведущий автор исследования Педро Ромеро (Pedro Eduardo Romero) из Исследовательского центра климата и биоразнообразия Зенкенберга и его коллеги установили, что у разных групп моллюсков, независимо освоивших сушу, изменению подверглись одни и те же митохондриальные гены – cob и nad5. Это свидетельствует о том, что на разные группы организмов влияли схожие силы отбора. Оба гена влияют на регуляцию выработки энергии, что согласуется с предположением, согласно которому переход к наземному образу жизни привел к увеличению затрат энергии.

 Митохондриальные белки крайне важны для организма и поэтому их структура и функции слабо различаются даже у неблизкородственных организмов. А это значит, что можно сравнить аминокислотные последовательности моллюсков с такими же последовательностями у дельфинов, летучих мышей, людей и крыс. В ходе такого сравнения было установлено, что следы отбора присутствуют в тех же аминокислотных позициях и у позвоночных.

 Таким образом, одна и та же адаптация к изменению энергетических потребностей может встречаться не только у позвоночных, но и у моллюсков. Одни и те же белки, а иногда и одни и те же аминокислотные последовательности подвергаются отбору при резком изменении энергетических потребностей, например у китов, при их переходе к морскому образу жизни, у летучих мышей, во время освоения ими полета, у грызунов, переходящих от жизни на поверхности к жизни под землей.

 Похоже, отмечают исследователи, что в резко изменяющихся условиях животные из разных групп получают очень схожие приспособления на уровне молекулярного аппарата, так как именно эти изменения являются ключевыми для удовлетворения возросших энергетических потребностей.

 Проведенная работа является всего лишь отправной точкой – в дальнейшем немецкие ученые намерены провести сравнение групп организмов, освоивших сушу, используя не только митохондриальный геном, но и полученные современными способами секвенирования полные геномы организмов. Все это должно помочь определить и другие молекулярные адаптации, позволившие нашим предкам освоить сушу.

 

 


 

Источник: PaleoNews


 

Генетические исследования, проведенные в Медицинском центре Чикагского университета, показали, что HOX-гены, отвечающие за формирование конечностей, отвечают у рыб за формирование плавников. Подробности исследования опубликованы в журнале Nature.

КонечностиКонечностиУченые под руководством Нила Шубина (Neil Shubin) использовали новейшие методы генной инженерии и сложные карты зачатков для того, чтобы проследить развитие клеток, формирующих плавники у рыб. Результат оказался совершенно неожиданным. Как выразился Нил Шубин, «у меня колени подогнулись, когда я в первый раз увидел результаты».

Дело в том, что ученые были убеждены в отсутствии связей между плавниками и пальцами у четвероногих, так как они сформированы из совершенно различных тканей. Между тем, как выяснилось, те же клетки, которые создают у рыб плавниковые лучи, формируют пальцы передних и нижних конечностей у животных.

Для того, чтобы прийти к этому выводу, генетики проводили долгие эксперименты над лучеперыми рыбами данио-рерио. Предыдущие исследования показали, что, если у мышей удаляли HOX-гены, то их конечности развивались хуже. Теперь в лаборатории Нила Шубина были выведены рыбы-мутанты, у которых были удалены некоторые гены. Дальше, с помощью тончайшего компьютерного сканирования было установлено, что плавниковые лучи у таких мутантов исчезали, а вот зато у основания плавников начинали развиваться хрящики, формировавшие маленькие косточки.

Возможно, нечто в этом роде происходило при выходе живых существ из моря на сушу, когда для жизни на земле им уже нужны были не плавники, а конечности с пальцами. Будущие исследования сосредоточатся на поисках тех ископаемых существ, которые смогут подробнее продемонстрировать, как конкретно происходил этот переход. Одна такая лопастоперая рыба тиктаалик уже была найдена на севере Канады экспедицией, в которой как раз участвовал Нил Шубин. У тиктаалика все признаки рыбы, но есть и сходство с четвероногими. 


Источник: Научная Россия


Генетики выяснили, как "лишняя" женская Х-хромосома сворачивается в так называемое тельце Барра и остается неактивной в организме здоровых женщин и самок млекопитающих, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

190716Люди и все другие виды млекопитающих обладают ХY-системой определения пола – у мужчин и самцов есть по одной "женской" Х-хромосоме и "мужской" Y-хромосоме, а у женщин и самок – по две Х-хромосомы.

Одной из главных генетических загадок жизни является то, как организм "узнает" о наличии лишней копии Х-хромосомыи отключает одну из них, превращая ее в так называемое тельце Барра – туго закрученный "сверток" ДНК, хорошо видный под микроскопом.

Мириам Хантли (Miriam Huntley) из Гарвардского университета (США) и ее коллеги выяснили, что заставляет лишнюю Х-хромосому свернуться в клубок и как его формой можно гибко управлять, изучив строение тельца Барра на молекулярном уровне.

Наблюдая за структурой этого клубка ДНК при помощи технологий компьютерного моделирования, ученые выяснили, что нити генома в тельце Барра заплетены в гигантские петли, содержащие в себе десятки миллионов "букв"-нуклеотидов. Если смотреть на этот клубок в трехмерном виде, нити в этих петлях были расположены очень близко друг к другу, несмотря на то, что в "двумерной" проекции их отделяли сотни тысяч и миллионы нуклеотидов.

Эти гиперпетли, как их называют ученые, были заплетены в сверхсложный клубок благодаря одной простой вещи – небольшим фрагментам "бессмысленного", как считалось ранее, генетического кода DXZ4, копии которого были вставлены в те части Х-хромосомы, которые при ее "отключении" становились кончиками ДНК-петель. Схожие петли и DXZ4-участки, по словам генетиков, присутствуют не только в геноме человека, но и мышей и обезьян.

Когда ученые удалили этот участок из ДНК при помощи универсального геномного редактора CRISPR/Cas9, структура клубка нарушилась и он фактически развалился, многократно увеличившись в объеме. Это происходило потому, что белок когезин, сплетающий ДНК в тельце Барра, не находил меток DXZ4 на поверхности "выключенной" Х-хромосомы.

Нарушения в его работе, как считают ученые, могут вызывать те редкие проблемы, которые возникают у женщин, чья "лишняя" Х-хромосома не бывает выключена полностью. В их число входит аутизм, болезнь Ретта и ряд других расстройств умственного развития.


Источник: РИА Новости


Химики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Германия) описали, как появилась первая рибонуклеиновая кислота, а на ее основе и органическая жизнь на нашей планете. Процесс не обошелся без инопланетного вмешательства — нужные молекулы были занесены на Землю кометами. Статья опубликована в журнале Science, о деталях исследования также сообщается на сайте издания.

170516Главный вопрос, на который предстояло ответить — как пурины, аденозин и гуанозин, которые превращают РНК в сложный комплекс, могли возникнуть из так называемых дожизненных молекул. Цепочку химических реакций, приведших к такому результату, и описали немецкие ученые.

В ее основе — дожизненные молекулы, те же, что были зафиксированы на комете 67Р/Чурюмова-Герасименко в ходе космической миссии Rosetta в прошлом году. Они, вероятно, были занесены на раннюю Землю кометами. Из них уже сформировались простые аминопиримидины, которые вступили в реакцию с муравьиной кислотой и образовали амидопиримидины. Они в свою очередь в реакции с сахарами и образовали пурины в больших количествах.

Таким образом, новое весомое доказательство получила так называемая гипотеза РНК-мира, согласно которой именно молекулы РНК стояли у истоков земной жизни, и они стали первыми сохранять и передавать генетическую информацию.


Источник: Научная Россия


Исследовательская группа из Техасского университета A&M доказала редкий случай передачи ДНК между растениями и животными. В их работе показано, что около 340 миллионов лет назад предшественники сосен, елей и прочих современных хвойных деревьев получили некоторые ДНК-последовательности от насекомых. Статья опубликована в журнале Genome Biology and Evolution, кратко об исследовании сообщается на портале Phys.org.

180416«Мы назвали эти последовательности ДНК сосны “дриадами” в честь греческих мифических существ, селившихся на деревьях. Дриады — одна из многих групп повторяющихся ДНК-последовательностей», — пояснил руководитель исследования Клаудио Касола (Claudio Casola). Эти последовательности могут составлять до половины генома растения, в том числе сосны, и, как известно, из предыдущих исследований, во многом влияют на характеристики растения.

Ученые называют такие последовательности «геномными паразитами»: они проникают в новые для себя геномы, как вирусы распространяются между людьми. Возникают такие «геномные инфекции» редко, но однажды возникнув, существуют миллионами лет.

До того, как были описаны дриады, подобные элементы ученые находили только у животных. Исследователи предположили, что эти последовательности когда-то и были взяты деревьями от животных. Чтобы подтвердить это, они проанализировали последовательности 1029 видов, не относящихся ни к животным, ни к соснам, но не нашли подобных элементов. Много исследований было проведено и чтобы показать, что дриады — не артефакты, а действительно когда-то были переданы от насекомых и аналогичны ретроэлементам Penelope, имеющимся у них.

Поясним, что ретроэлементы, известные также как ретротраспозоны, — это подкласс траспозонов, а эти последние, в свою очередь определяются как участки ДНК, которые могут перемещаться и размножаться, но в пределах генома (еще их называют «прыгающие гены»).


Источник: Научная Россия


Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Как акулы ухаживают за своей кожей

22-03-2011 Просмотров:10860 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как акулы ухаживают за своей кожей

Акулы-лисицы, живущие на Филиппинах, регулярно навещают подводные рифы, чтобы почистить кожу от паразитов. Чисткой акул занимаются живущие на этих рифах губаны. Лисья акула и губан (фото Tonie S.)Зоологи из британского Бангорского...

Самки подавляют обмен веществ у сперматозоидов

29-01-2012 Просмотров:8250 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Самки подавляют обмен веществ у сперматозоидов

Самки некоторых животных могут годами хранить семенную жидкость самцов, замедляя у сперматозоидов обмен веществ: таким образом в мужских половых клетках снижается продукция агрессивных кислородных радикалов, от которых зависит скорость старения...

Ученые пришли к выводу, что на Венере есть действующие вулканы

03-12-2012 Просмотров:9533 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые пришли к выводу, что на Венере есть действующие вулканы

Проанализировав данные, собранные спутниками «Пионер-Венера» и «Венера-экспресс», ученые показали, что на Венере периодически происходят извержения вулканов, которые меняют состав ее атмосферы. Результаты исследования, проведенного тремя французскими специалистами из лаборатории LATMOS совместно...

Подкисление Мирового океана ведёт к резким изменениям азотного цикла

23-12-2010 Просмотров:7792 Новости Окенологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Подкисление Мирового океана ведёт к резким изменениям азотного цикла

Увеличение кислотности морской воды может привести к коренным изменениям азотного цикла. Схема азотного круговорота в океане (иллюстрация авторов работы)Азот — одно из важнейших питательных веществ в океане. Все организмы от микробов...

Ученые: "двуликий янус" из Сибири претендует на роль предка челюстных

13-01-2015 Просмотров:5040 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые: "двуликий янус" из Сибири претендует на роль предка челюстных

Древняя рыба, чьи останки были найдены на плато Путорана советскими палеонтологами еще в 1972 году, является уникальным существом, которое одновременно обладает признаками хрящевых и костистых рыб и претендует на роль предка всех челюстных животных, в том...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.