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


Новости Генетики (97)

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


Некоторые люди больше подвержены угрозе инсульта, чем другие. Группа исследователей в Гетеборге обнаружила ген, который может дать этому объяснение.

140416Ген назвали FoxF2. Каждый из нас является его носителем, но у некоторых людей ген выглядит и ведет себя особым образом. Именно эта разница и повышает угрозу инсульта, то есть кровоизлияния.

«Каждый рано или поздно получит инсульт, если проживет достаточно долго. Но теперь можно объяснить, почему некоторые становятся жертвами инсульта раньше, чем остальные», — говорит Петер Карлссон (Peter Carlsson), профессор Института химии и молекулярной биологии при Гетеборгском университете.

Карлссон возглавляет команду ученых, чье исследование недавно было опубликовано в престижном журнале Lancet Neurology. Работа велась в сотрудничестве с иностранными коллегами. Ученые проанализировали медицинские и генетические данные более 150 тысяч человек. Кроме того, в Гетеборге были проведены исследования данного гена у мышей.

«Как показывают результаты исследования, именно ген FoxF2 отвечает за врожденный повышенный риск инсульта. Мы выяснили, что этот ген обеспечивает уникальные свойства кровеносных сосудов мозга — так называемый гематоэнцефалический барьер», — рассказывает Петер Карлссон.

По его словам, открытие стало прорывом в исследованиях инсульта. В будущем результаты работы дадут возможность выработать превентивные медицинские меры, например, позволят снижать кровяное давление у пациентов, попадающих в зону риска.

Кроме того, можно начать разработку лекарства для укрепления сосудов мозга.

«Будет проще мотивировать себя изменить образ жизни, например, начать заниматься спортом или бросить курить, если узнаешь, что речь идет не о рекомендациях общего характера, а о том, что существует повышенный риск инсульта», — добавляет Петер Карлссон.

Чтобы уметь определять пациентов в зоне риска, необходимо детально зафиксировать генные изменения. Это следующая фаза исследования.

— То есть, не надо бежать в поликлинику и исследовать свои гены?

«Пока рано. Сейчас слишком многие могут получить прогноз о повышенном риске инсульта. Подождите, пока мы не получим больше информации», — отвечает Петер Карлссон.

Он не может назвать точное время, но считает, что это случится «в не слишком отдаленном будущем».

«Тогда мы точно узнаем, какие генные варианты влияют на сосуды мозга».

Образ жизни, экология, генетика и случай.

Инсульт — это повреждение мозга, возникающее, когда та или иная часть мозга страдает от недостатка кислорода. Другие вероятные причины — тромб или разрыв сосуда.

Повышенное давление, курение и стресс — вот некоторые из факторов, которые могут привести к инсульту. Наследственность тоже играет немалую роль.

Примерно на 40% риск инсульта обусловлен генетикой.

Оставшиеся 60 % зависят от образа жизни, экологии — и слепого случая.


Источник: Иносми.ру


Корейские ученые из университета Соам отобрали образцы ткани у пещерного львенка для эксперимента по клонированию. Об этом ТАСС в пятницу сообщил профессор Хванг из корейского вуза.

Пещерный левПещерный лев"Согласно трехстороннему соглашению между Академией наук республики, Северо-восточным федеральным университетом и университетом Соам мы отобрали образцы ткани у пещерного львенка для попытки клонирования. После всех разрешительных процедур, через полтора-два месяца кусочки тканей будут вывезены в Южную Корею для исследований", - сказал он.

В прошлом году на территории Абыйского района Якутии были обнаружены уникальные находки - тела двух пещерных львят в хорошей сохранности. Это - детеныши возрастом менее месяца, у них еще нет зубов. Такие животные обитали на территории Якутии свыше 10-20 тыс. лет назад. В связи с тем, что у львят хорошо сохранились мягкие ткани, ученые склоняются к тому, что их можно клонировать.

По словам руководителя отдела мамонтовой фауны Академии наук Якутии Альберта Протопопова, уже проведены топографические исследования, направлены образцы для радиоуглеродного анализа. Ученые надеются на положительные результаты исследований.

По мнению ученых, данная находка сможет дать ответы на многие вопросы по происхождению пещерных львов, так как до этого не было найдено целой туши этих животных.

"Мы сможем узнать особенности анатомии, морфологии пещерных львов. Проводятся компьютерные, радиоуглеродные исследования, будет детально изучено ДНК посредством генно- молекулярных исследований, внутренние органы. Этот комплекс исследований позволит прояснить происхождение и родственные связи пещерных львов", - отметил Протопопов.

"Но об итогах этой работы можно будет говорить через два-три года", - считают в Академии наук республики.


Источник:ТАСС


Случайные статьи

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

Ботаники собрали в жерле вулкана редчайший вид орхидей

11-12-2013 Просмотров:5936 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ботаники собрали в жерле вулкана редчайший вид орхидей

Новейшие методы генетики позволили ботаникам обнаружить на Азорских островах редкий вид орхидей, описанный еще в первой половине XIX века. Почти на два столетия ученые забыли о его существовании. ОрхидеяОб этом говорится...

Гравитационная постоянная оказалась непостоянной

22-04-2015 Просмотров:5006 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гравитационная постоянная оказалась непостоянной

Ученые выяснили, что погрешности в измерении гравитационной постоянной носят циклический характер и совпадают с колебаниями длины дня на Земле. Изменение гравитационной постояннойОб этом говорится в статье американских специалистов из Калифорнийского технологического института, опубликованной...

Волосы, перья и чешуя имеют общего предка

30-06-2016 Просмотров:4343 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Волосы, перья и чешуя имеют общего предка

Группа ученых из Швейцарии сумела доказать, что волосы, чешуя и перья гомологичны и произошли от общего предка — рептилии. Теоретические предпосылки и результаты экспериментов были подробно освещены на страницах журнала Science...

Растения способны переносить радиацию без вреда для себя

08-03-2011 Просмотров:9518 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Растения способны переносить радиацию без вреда для себя

Лён, выросший на загрязнённой радиацией почве, по белковому составу почти не отличается от растений с чистой земли. Если не у человека, так хотя бы у растений есть шанс адаптироваться к космическим...

Таймень - Hucho taimen

15-11-2012 Просмотров:11107 Рыбы Енисея Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Таймень - Hucho taimen

В Енисее встречается на всем протяжении реки - от верховьев до устья. Исключительно пресноводная рыба. Обычен в правобережных притоках, отличающихся быстрым течением, наличием порогов и холодной водой (Усс, Туба, Сисим,...

top-iconВверх

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