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


Новости Генетики (99)

Генетические истоки разделения полов помогли открыть многоклеточные зеленые водоросли Volvox carteri, мужские и женские особи которых разделились от одноклеточных предков Chlamydomonas reinhardtii.

ВольвоксВольвоксГруппа биологов из Центра растениеводства имени Данфорта (США) выявила у одноклеточных ген MID, управляющий дифференциацией половых клеток на два класса (+ и -). Потом ученые нашли аналог этого гена (VcMID) у полноценных мужских гамет Volvox carteri. Когда они искусственно простимулировали экспрессию VcMID у Volvox carteri женского пола, крупные клетки, которые должны были стать полноценными яйцеклетками, продолжили делиться, превратившись в сперматозоиды.

При обратной операции — блокировке экспрессии VcMID в мужских гаметах — ученые получили псевдоженские яйцеклетки, однако их потомство оказалось не вполне жизнеспособным.

Родство генов MID разных видов водорослей и их общая функция (регуляция различий между полами и типами спаривания) свидетельствуют, что найдена общая генетическая основа репродуктивной системы одноклеточных и многоклеточных организмов.


Источник: Научная Россия


Мимикрия сослужила эволюционной биологии хорошую службу, став одним из аргументов в пользу эволюционной теории. Один из двух отцов теории эволюции, Альфред Уоллес, путешествуя по Азии, заметил, что бабочки-парусники Papilio polytes имитируют окраску ядовитой Pachliopta hector. Но хотя имитация окраски хорошо укладывалась в механику развития видов, биологи ещё очень долго раздумывали над тем, как мимикрия реализуется на генетическом уровне. 

Самка P. polytes (фото Ingo Arndt)Самка P. polytes (фото Ingo Arndt)С одной стороны, высказывались предположения, что маскировка-имитация развивается постепенно, с другой стороны, некоторые полагали, что она появляется внезапным скачком. В итоге биологи-эволюционисты сошлись на том, что существуют некие «супергены», массивы генетической информации, которые контролируют мимикрию и вот так комплексно и наследуются. То есть бабочка не может смешивать гены мимикрии, она получает их сразу все и со всеми изменениями, которые в них происходили, — или же вообще не получает.

Но всё оказалось намного проще! Группа исследователей из Чикагского университета (США) вместе с коллегами из Института фундаментальных исследований Тата (Индия) выяснили, что мимикрия бабочек-парусников зависит только от одного гена. Известно, что самцы Papilio polytes не мимикрируют, их крылья чёрные с белыми пятнами, а вот самки как раз раскрашивают свои крылья под ядовитых Pachliopta hector с помощью цветных полос и пятен. С одной стороны, тут можно усмотреть аргумент в пользу единого и неделимого комплекса «мимикрирующих» генов, однако имитирующая окраска самок может довольно сильно варьироваться, делая их похожими на ядовитый вид в той или иной степени. 

Раскраска крыльев самца и разных самок P. polytes в сравнении с P. hector. (Иллюстрация Krushnamegh Kunte / Tata Institute of Fundamental Research.)Раскраска крыльев самца и разных самок P. polytes в сравнении с P. hector. (Иллюстрация Krushnamegh Kunte / Tata Institute of Fundamental Research.)Чтобы понять причину этой вариабельности, биологи скрещивали между собой разноокрашенных бабочек и проверяли потом геномы их потомства. В первую очередь учёные хотели найти различия между ДНК бабочек с имитирующей окраской и ДНК бабочек без таковой. В журнале Nature авторы пишут, что в итоге они вышли на некую зону в одной из хромосом насекомых, содержащую пять генов, а из этой пятёрки удалось выделить ген под названием doublesex, от которого зависело, какая окраска будет у крыльев. 

Этот ген известен довольно давно, он управляет работой многих других генов: в частности, от него зависит пол у дрозофил и иных насекомых. Однако «в связях с мимикрией» его ещё не уличали. Полученные данные помогают понять, почему самцы не способны имитировать предостерегающую окраску: во время созревания мРНК doublesex проходит через альтернативный сплайсинг, когда разные куски мРНК перемешиваются друг с другом, и у самцов в результате получается одна мРНК (и один белок), а у самок — совсем другая. 

Но альтернативный сплайсинг не объясняет вариабельности в окраске крыльев у самок. Тут всё дело в вариантах самого гена, который у разных линий бабочек может разниться, поэтому разные варианты doublesex могут при развитии крыльев включать разные наборы генов. 

 Смысл работы не только в том, что учёным удалось разгадать молекулярно-генетическую тайну мимикрии одного вида бабочек (пусть и с таким славным научным прошлым), но и в том, что эти данные наглядно иллюстрируют, как внешняя сложность признака может не совпадать с его внутренней, генетической сложностью.

Нельзя сказать, что все эти альтернативные сплайсинги и варианты генов — сильно простая вещь; в конце концов, мы имеем дело с особым геном, который предназначен для управления другими генами, а такие гены-менеджеры простотой не отличаются. Однако это сложность иного рода, чем та, которую предполагали до сих пор и по поводу которой сломали столько копий, споря о её эволюционных путях. Как видим, такие исследования, использующие ассортимент современных молекулярно-биологических методов, могут довольно успешно разъяснять некоторые сложные места, связанные с эволюцией. 

Впрочем, о мимикрии P. polytes споры не утихли. В том же Nature вышла ещё одна статья, авторы которой призывают обратить внимание на некодирующие регуляторные области ДНК, могущие менять уровень активности гена, её время и место. Известно, что именно такие участки ДНК во многом определяют окраску других бабочек — рода Heliconius. И, возможно, такие зоны ДНК могут влиять и на мимикрирующие способности гена doublesex. 


Источник: КОМРЬЮЛЕНТА


Эпигенетические модификации ДНК не вносят никаких изменений в последовательность нуклеотидов, зато преобразуют, если можно так сказать, их внешний вид: например, к нуклеотиду цитозину прямо в ДНК можно прикрепить метильную группу, превратив его в метилцитозин. По сути, сам генетический код в этом месте не изменится, мутации как таковой не будет, но активность гена с метилированной регуляторной областью станет другой: метилирование подавляет работу гена. (Тут мы заметим, что эпигенетические способы регуляции генетической активности одним лишь метилированием ДНК не исчерпываются.)

Растения, в отличие от животных, не делают тайны из своего эпигенетического наследования. (Фото Donald M. Jones.) Растения, в отличие от животных, не делают тайны из своего эпигенетического наследования. (Фото Donald M. Jones.) Эпигенетические модификации есть у многих живых организмов, но у животных, например, они обнуляются при передаче генетического материала потомкам — уже в половых клетках ДНК освобождается от модификаций. У растений же, напротив, эти модификации передаются из поколения в поколение, и в этом случае можно с полным основанием говорить об эпигенетическом наследственном коде. Но хотя про сохранность эпигенетического кода у растений известно довольно давно, учёные до сих пор выясняют, насколько влиятельны такие модификации, как много может зависеть от них в жизни растений.

Пытаясь разобраться с этим, Фрэнк Йоханнес (Frank Johannes) из Гронингенского университета (Нидерланды) и его коллеги из Национального института здравоохранения и медицинских исследований Франции (INSERM) получили несколько линий арабидопсиса (Arabidopsis): все линии были одинаковы генетически, различаясь лишь эпигенетическими маркерами, которые переходили из поколения в поколение. Именно благодаря тому, что растения были одинаковы генетически, но различались эпигенетически, удалось показать, что эпигенетический код влияет на такие важные характеристики, как время цветения и длина первичного корня.

Результаты исследования опубликованы в Science Express

В данном случае авторы работы наблюдали за растениями на протяжении семи поколений, однако известно, что эпигенетические маркеры у Arabidopsis могут проходить неизменными по меньшей мере через два десятка поколений. Ещё раз скажем, что учёным впервые удалось напрямую показать связь между эпигенетическим кодом и важнейшими признаками растений: наличие или отсутствие тех или иных модификаций сопоставляли как с внешним видом и поведением растений, так и с тем, какие области ДНК несли эти модификации. С одной стороны, эти сведения имеют важное практическое значение — к примеру, для тех, кто занимается селекцией новых сортов сельскохозяйственных растений. С другой — это заставляет задуматься над путями эволюции: ведь отбор может действовать не только на уровне генетических мутаций, но и на уровне эпигенетических модификаций. 

Что до животных и человека, то тут вопрос с эпигенетическим наследованием остаётся пока довольно туманным. Есть множество примеров того, что эпигенетическое наследование у животных существует (и что таким образом может передаваться, например, ожирение), но что это за механизмы и как они работают, мы пока не очень себе представляем.


Подробнее: КОМПЬЮЛЕНТА


У высших животных синтез белков в зародыше начинается сразу после оплодотворения благодаря матричной РНК, заранее запасённой в яйцеклетке. Но потом эмбрион включает собственную транскрипцию и начинает сам синтезировать мРНК; этот период называется MZT (maternal-to-zygotic transition). 

РНК с рибосомами, синтезирующими полипептиды (фото Jay Reimer). РНК с рибосомами, синтезирующими полипептиды (фото Jay Reimer). Однако одним лишь включением транскрипции дело тут не ограничивается, так как одновременно происходят крупные перемены в регуляции активности самой мРНК в зародыше. Как известно, у большинства мРНК эукариот на одном из концов висит длинная полиадениновая последовательность, или поли(А)-хвост. Рибосомы движутся к поли(А)хвосту с противоположного конца молекулы, но хвост при этом сильно влияет на трансляцию. Считается, что количество белка, синтезируемое на мРНК, прямо пропорционально длине поли(А)-хвоста. При этом мРНК одинакового типа обычно несут приблизительно равные хвосты. Например, у мРНК рибосомных белков эта концевая последовательность относительно короткая.

Исследования на эмбрионах, находящихся на ранних этапах развития, подтверждали связь между длиной хвоста мРНК и активностью трансляции на ней. Однако теперь у учёных дошли руки проверить это на стадиях, наступающих после включения собственных генов зародыша, а также в клетках взрослого организма.

Дэвид Бартел (David Bartel) и его сотрудники из Института Уайтхеда (США) сумели измерить длину поли(А)-хвостов у индивидуальных мРНК дрожжей, зародышей лягушки и рыбы данио-рерио, клеток листьев Arabidopsis thaliana, печени мыши и ряда клеточных линий. Длину мРНК сравнили с тем, как часто эти мРНК вовлекаются в трансляцию. 

И оказалось, что после включения собственных генов зародыша, на стадии гаструляции связь между длиной поли(А)-хвоста и эффективностью трансляции мРНК слабеет, а в неэмбриональных клетках её вообще нет. Этот результат оказался настолько неожиданным, что потянул на статью в Nature. Получается, что вскоре после оплодотворения у клетки в корне меняются взгляды на регуляцию трансляции — по крайней мере в том, что касается поли(А)-последовательности. Опять же, поскольку эта последовательность есть у большинства мРНК у всех эукариот, речь тут идёт о каких-то базовых переменах в регуляции синтеза белка. 

Косвенным образом это подтверждают и исследования эффекта микрорегуляторных РНК. Эти небольшие молекулы подавляют синтез белка, связываясь с матричной РНК. Механизм при этом оказывается разным: либо мРНК просто замолкает, либо микроРНК может её дестабилизировать. Оказалось, что на ранних стадиях развития зародыша микроРНК заставляют замолчать мРНК, укорачивая у неё поли(А)-хвост. А вот дестабилизация мРНК происходит на более поздних этапах развития. Что опять-таки указывает на разную роль поли(А)-последовательности в разные периоды развития.

Правда, теперь предстоит решить несколько важных вопросов, начиная с расшифровки механизма переключения между разными системами контроля активности мРНК и заканчивая выяснением того, зачем всё же у мРНК зрелых клеток есть поли(А)-хвосты разной длины.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Это первый случай вхождения синтетической биологии в нашу повседневную жизнь. Назвали растение Starlight Avatar. Оно выращено первым светопроизводительным заводом Bioglow.

Starlight AvatarStarlight AvatarКомпания выставила на аукцион первую партию выращиваемых растений, и принимает предварительные заказы. Растения-лампочки будут выращены к концу этого года.

Starlight Avatar дает не очень много света, но он является лишь предвестником других видов генетически модифицированных организмов, которые сделают наше жизненное пространство более экологичным и красивым.

Жители городов в скором времени станут выращивать на своих балконах цветы, которые будут освещать улицы вместо фанарей.

 


 

Источник: Научная Россия


 

Динозавры могут вернуться к жизни, если ученые найдут способ запустить механизм обратной эволюции – деэволюции у птиц, уверена доктор биохимии Оксфордского университета Элисон Вуллард. А чтобы возродить популяцию мамонтов, по ее словам, потребуется  намного меньше усилий.

Мир динозавровМир динозавров Современные птицы являются прямыми потомками динозавров. Наших привычных пернатых связывает с тираннозаврами и велоцирапторами непрерывная последовательность форм, а это значит, что где-то в глубинах птичьих ДНК хранится генетический код динозавров. Если найти способ заставить работать эти заблокированные и умолкшие на миллионы лет гены, то Земля вновь увидит исчезнувших в конце мелового периода ужасных ящеров.

Эта теория в какой-то степени перекликается со знаменитым сериалом "Парк юрского периода", но базируется на менее фантастических допущениях и уже работающих методиках. Напомним, что у Стивена Спилберга генетики воссоздали древних животных благодаря ДНК из крови динозавра, выпитой комаром, который сохранился в янтаре. Недавно палеонтологи исследовали комара возрастом 46 млн лет (то есть он жил лишь чуть позже, чем вымерли все динозавры) и действительно обнаружили в его пищеварительном тракте кровь. Но никаких годных к расшифровке молекул ДНК там найдено не было.

Как показали специально проведенные исследования ученых из университета Мердока в Западной Австралии, ДНК принципиально не способна просуществовать более 6,3 млн лет. Поскольку динозавры вымерли около 65 млн лет назад, найти пригодный для дальнейшей работы "оригинальный" генетический материал ужасных ящеров попросту невозможно.

Однако инициировав деэволюцию птиц, можно все же попытаться получить искомых динозавров. "Можем ли мы "перемотать" эволюцию назад, переключая разные гены, чтобы обратить вспять эволюционный процесс и поколение за поколением видеть все более близких к динозаврам птиц? Теоретически, мы могли бы использовать наши современные знания, чтобы в конце концов воссоздать геном динозавров", – уверена доктор Вуллард.

Основной трудностью, подстерегающей деэволюционистов на этом пути, является полная длина воссоздаваемого генома. Ведь даже если докопаться до ДНК динозавров удастся, они будут разорваны на множество крошечных фрагментов. Собрать из них последовательный полный геном, в котором каждый фрагмент расположен на своем месте –это примерно как сложить мозаику из миллиона паззлов.

Намного проще вернуть к жизни мамонта или шерстистого носорога – ведь со времени их вымирания еще не прошло шести миллионов лет, и следовательно, обнаружить жизнеспособные клетки, содержащие неповрежденную ДНК этих животных, вполне реально. После такой находки клонировать мамонта будет уже делом техники, считает оксфордский биохимик.

"Исследователям понадобится яйцеклетка слона, приходящегося самым близким родственником вымершим мамонтам. Затем ядро этой яйцеклетки меняется на ядро мамонта, а сама яйцеклетка электрошоком побуждается к делению. Теоретически, эта трансгенная клетка разовьется в эмбрион мамонта, который и родится после двухлетней беременности у сурогатной мамаши-слонихи", – рассуждает Вуллард.

 Правда, даже теоретическая возможность воссоздания вымерших животных порождает тяжелые этические вопросы, пишет The Telegraph. Если возвращение уничтоженных человеком видов в каком-то смысле является нашим моральным обязательством, то с более древними организмами все не так просто. Не станут ли они средой для развития какого-нибудь смертоносного вируса, или не разрушат ли экологический баланс, сложившийся на Земле в наши дни? И, наконец, вспоминая сюжет "Парка юрского периода", не будет ли нам просто страшно и опасно жить бок о бок с новыми динозаврами?

 Читайте так же о том, что ученые планируют через 30 лет клонировать мамонтов и о том, как создали клонированный эмбрион вымершей лягушки.


Истчоник: PaleoNews


Исследователи постоянно пытаются заставить бактерии производить какие-нибудь вещества, от белков до топливных углеводородов, и самая типичная технологическая проблема при этом — малый выход требуемых молекул. Обычно такие молекулярно-биотехнологические манипуляции сводятся к тому, что в геном бактерии вставляют ген, кодирующий нужный белок; таких генов может быть несколько, и эти белки могут иметь самые разные свойства. Однако синтез мРНК на ДНК и последующий синтез белковой молекулы на мРНК подчиняются множеству факторов, влияющих, разумеется, на активность всей этой машинерии. И необходимость их учёта является постоянной головной болью тех, кто занимается подобными молекулярно-генетическими работами. 

Рибосомы на двух нитях мРНК; от рибосом отходят фрагменты синтезируемой полипептидной цепи. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)Рибосомы на двух нитях мРНК; от рибосом отходят фрагменты синтезируемой полипептидной цепи. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)Один из таких факторов связан с редкими кодонами — триплетами нуклеотидов, соответствующих тем или иным аминокислотам. Как известно, все аминокислоты, использующиеся при синтезе белка, кодируются в генетическом коде «словами» из трёх нуклеотидных букв; однако таких «слов» в коде гораздо больше, чем аминокислот, то есть, получается, одной и той же аминокислоте соответствует больше одного кодона. Эти кодоны используются в генах с разной частотой, одни чаще, другие реже; последние поэтому и называются редкими. 

Некоторое время назад исследователи заметили, что у бактерий такие редкие кодоны тяготеют к началу кодирующей области в гене, и на мРНК рибосома, стало быть, сталкивается с ними в первую очередь. Более того, чем больше редких кодонов оказывалось в начале, тем больше белка синтезировалось на такой матрице. Никто не знал, почему так происходит, но предположения выдвигались самые разные. По одной гипотезе, редкие кодоны служат тормозами рибосомам: на таких кодонах рибосоме приходится ждать, когда к ней придёт аминоацилированная транспортная РНК с соответствующей кодону аминокислотой. Потом, на обычных кодонах, рибосома постепенно разгоняется. Если же в начале редких кодонов нет, то рибосомы сразу ускоряются, и случается так, что сзади идущая нагоняет переднюю, сталкивается с ней, и эта авария прекращает биосинтез. А если в начале мРНК стоят редкие кодоны, то они, как регулировщики скорости, делают так, что все рибосомы добираются до конца мРНК, тем самым увеличивая продукцию белка. 

По другим предположениям выходило, что редкие кодоны как-то меняют пространственную укладку мРНК, но эти изменения опять же влияют на скорость движения рибосом.

 Проверить эти гипотезы экспериментально попробовали трое исследователей изИнститута Вайса при Гарвардском университете (США). Сначала они выяснили, как сильно редкие кодоны увеличивают продукцию белка. Для этого редкие и обычные кодоны вставлялись в зелёный флюоресцентный белок, который вводился в бактерию. По тому, как бактерия светилась, можно было понять, как работают начальные кодоны.

Как пишут авторы работы в Science, появление лишь одного редкого кодона могло усилить синтез белка в 60 раз.

Во-вторых, исследователи сравнили скорость эффективность синтеза белка на мРНК с редкими кодонами и на мРНК без редких кодонов, но обладающих пространственной структурой, замедляющей рибосомы. В итоге оказалось, что и то и другое действительно увеличивает эффективность синтеза, но редкие кодоны работают сами по себе и их эффект от структуры мРНК не зависит. 

Фундаментальные и практические выводы из полученных результатов очевидны: удалось не только экспериментально подтвердить гипотезу, касающуюся одной из самых общих проблем в молекулярной биологии, но и показать, с помощью каких уловок можно заставить бактерии производить больше биотехнологического продукта.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Палеонтологи, изучая насекомых в кусках ископаемой смолы, выяснили, что ДНК в них не содержится. Это значит, что в составе янтаря генетический материал сохраняется еще хуже, чем в костях. Поэтому не стоит рассчитывать на «воскрешение» динозавров.

Янтарь с останками комараЯнтарь с останками комараРезультаты исследования, проведенного британскими учеными из Манчестерского университета, опубликованы в журнале PLOS ONE.

Фильм «Парк юрского периода» вышел на экраны в 1993 году. В фильме ученые используют для «воскрешения» динозавров комаров из янтаря. Насосавшись крови динозавров, комары «залипли» в растительную смолу, так что в их кишечнике сохранились образцы ДНК тираннозавров и других давно вымерших гигантов.

Одновременно с выходом фильма в престижных научных журналах появилось несколько публикаций, которые заставили многих поверить - «Парк юрского периода» может когда-то стать реальностью. Например, ученые заявили, что им удалось прочитать ДНК жука-долгоносика из древнего нижнемелового ливанского янтаря возрастом 120-135 миллионов лет.

Авторы статьи поставили под сомнение эти результаты, работая с куда менее древней ископаемой смолой, называемой копалом. В отличие от янтаря, где обычно содержатся уже вымершие насекомые, в копале, как правило, можно найти современные виды. Исследователи попытались извлечь ДНК из двух пчел вида Trigonisca ameliae, одна из которых была обнаружена в куске копала возрастом 10 тысяч лет, а другая - в копале, образовавшемся всего около 60 лет назад.

Несмотря на все усилия, ученые так и не смогли выявить в пчелах из копала хоть какие-нибудь фрагменты пчелиной ДНК. В более молодом образце копала они нашли лишь обрывки ДНК бактерий. Исследователи подчеркивают, что даже анализ костных остатков дает лучшие результаты. Следовательно, если ДНК не сохраняется даже в копале, то в древнем янтаре ее тем более быть не может. Поэтому сообщения о выделении ДНК из янтарных насекомых не заслуживают доверия: пробы просто были загрязнены современным генетическим материалом.

«Может казаться, что быстрое погружение в смолу способствует сохранению ДНК в насекомых, но это не так. К сожалению, сюжет «Парка юрского периода» так и останется всего лишь фантазией», -- рассказал Дэвид Пэнни, один из авторов статьи.

 


 

Источник: infox.ru

 


 

Митохондриальную ДНК пещерного медведя, жившего 300 тысяч лет назад на территории современной Испании, восстановила международная группа ученых. Успех секвенирования обусловил новый метод, позволяющий "склеивать" молекулы наследственности из коротких обрывков.

Пещерный медведьПещерный медведь Продвинутую методику изучения ископаемых ДНК разработал Маттиас Мейер из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка. Первое же применение – на митохондриальном материале среднеплейстоценового пещерного медведя – увенчалось успехом. Анализируя восстановленный геном, ученые выяснили, что данный вид пещерных медведей (Ursus deningeri) ведет свою родословную от сестринской группы, отделившейся в прошлом от предков остальных медведей.

"Мы представляем доработку распространенной методики экстракции ДНК на основе диоксида кремния, которая в сочетании с одноцепочеченой библиотекой позволяет эффективно восстанавливать древние молекулы ДНК на основании очень коротких (порядка 30 пар оснований) фрагментов, – сообщили Мейер и его коллеги. – Мы описываем результаты применения нашего метода на кости древнего пещерного медведя из Сима де лос Уэсос (Испания), пещеры, в которой находится местонахождение ископаемых остатков среднейплейстоценовой фауны, в том числе и гоминин".

Некоторое время назад ученые прочитали ДНК древних лошадей, остатки которых 700 тысяч лет хранились в вечной мерзлоте Канады. Однако для ископаемых материалов, происходящих не из зоны тундры, "срок годности" для секвенирования ДНК обычно составляет 100-120 тысяч лет. Таким образом, новая методика отодвинула этот рубеж сразу на 200 тысяч лет.

Изучив расшифрованные данные ДНК, Мейер и его команда построили филогенетическую схему родственных взаимоотношений известных видов древних медведей. Судя по ней, Ursus deningeri ответвляется от общего предка Ursus spelaeus и Ursus ingressus, превращаясь для него в сестринскую группу.

Этот же метод в принципе применим и для другой среднеплейстоценовой фауны, пишет GenomeWeb. Однако для получения более достоверных и подробных результатов его еще предстоит доработать.

Статья "Complete mitochondrial genome sequence of a Middle Pleistocene cave bear reconstructed from ultrashort DNA fragments" доступна на сайте PNAS

 


Источник: PaleoNews


Нервные клетки общаются друг с другом мгновенными электрическими импульсами, при этом как-то ухитряясь годами удерживать информацию, которую они некогда получили. Считается, что работа нервных клеток сводится не только к мимолётным импульсам, что есть ещё какие-то процессы, создающие и поддерживающие длительные изменения. Но если мы говорим о «длительных изменениях», то это почти всегда приводит нас к ДНК и обслуживающему её аппарату.

Дендритный шипик — место формирования синапса возбуждения на нейронном отростке-дендрите. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc..)Дендритный шипик — место формирования синапса возбуждения на нейронном отростке-дендрите. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc..)То, что деятельность нейронов отражается на их ДНК, косвенным образом подтверждается тем, что у нейронов после проведения того или иного сигнала усиливаются или ослабляются синапсы с другими клетками. Известно также, что у нейронов могут происходить долговременные изменения в активности генов, причём они зависят от местоположения клетки. Исследователям из Университета Алабамы в Бирмингеме (США) удалось обнаружить, с чем связаны некоторые из изменений, сопровождающих запись положительных воспоминаний.

В действительности команда Дэвида Суитта проверяла известную гипотезу о том, что формирование долговременной памяти подключает эпигенетические механизмы, которые ведут к модификациям ДНК клетки. Эпигенетические модификации влияют на доступ белков к ДНК, и они могут касаться либо белков-гистонов, упаковывающих ДНК, либо самой нуклеиновой кислоты. Ряд работ свидетельствовал в пользу того, что для долговременной памяти необходимо метилирование ДНК — присоединение к нуклеиновой кислоте метильной группы. И вот было решено проверить это напрямую. 

Для этого мышей учили узнавать определённый звук, после которого животные получали порцию сладкого. Это довольно стандартный опыт, и давно уже известно, какие области мозга отвечают за такую ассоциацию, а также то, какие гены нужны для запоминания связи того и другого. В журнале Nature Neuroscience авторы пишут, что изменения в активности этих генов действительно начинались тогда, когда животные выучивали, что за звуком следует угощение. Более того, удалось увидеть, как и в каких участках меняется метилирование ДНК, кодирующей эти гены, и как с этой ДНК взаимодействует фермент, отвечающий за метилирование: он начинал работать опять-таки как раз к тому моменту, когда мыши более-менее запоминали то, что нужно. 

Когда исследователи вводили животным вещества, блокирующие метилирование в этом месте, то старая память у мышей оставалась нетронутой, однако ничего нового они запомнить надолго уже не могли. Если модификациям ДНК ставили блок в другом месте, то на запоминание «звука с сахаром» это никак не влияло.

Иными словами, животным (да и нам, скорее всего) для памяти действительно нужны эпигенетические «резцы», которые эту память «прорезали» бы ещё и на молекулярном уровне, уровне ДНК. 

Нет нужды говорить, какое нейротехнологическое будущее открывается перед нами благодаря подобным исследованиям. Однако вопросов тут пока что больше, чем ответов. Например, авторы в данном случае имели дело с положительной ассоциацией — и хотелось бы знать, какой механизм работает при отрицательных ассоциациях, связанных со страхом, отторжением и т. п.

Во-вторых, предстоит ещё выяснить, как эпигенетические молекулярные танцы взаимодействуют с электрохимическими импульсами и как эпигенетическим модификациям удаётся на покидать строго очерченной зоны коры мозга.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Случайные статьи

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

Классификация древнейших микроокаменелостей-бактерий поставлена под сомнение

23-02-2011 Просмотров:6745 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Классификация древнейших микроокаменелостей-бактерий поставлена под сомнение

Геологи из Канзасского университета (США) представили оценку предполагаемых микроокаменелостей, найденных в австралийских кремнистых породах возрастом около 3,5 млрд лет. Нитевидные микроструктуры в породе возрастом 3,45 млрд лет (иллюстрация из статьи Уильяма...

Google приглашает на виртуальную прогулку по Гранд-Каньону

01-02-2013 Просмотров:8766 Новости Технологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Google приглашает на виртуальную прогулку по Гранд-Каньону

Компания Google продолжает публиковать панорамные снимки природных достопримечательностей. На этот раз веб-корпорация предлагает полюбоваться красотами Гранд-Каньона — одного из глубочайших каньонов на Земле. Панорамные снимки Гранд-Каньонар Гранд-Каньон находится на территории одноимённого национального...

Ученые зафиксировали в Антарктиде самую низкую температуру на планете

27-06-2018 Просмотров:207 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые зафиксировали в Антарктиде самую низкую температуру на планете

Самая низкая температура на Земле составляет -98°C, выяснили ученые. Новый температурный рекорд был зафиксирован на севере Антарктиды. По мнению исследователей, температура может упасть и еще ниже, если для этого будут подходящие условия. АнтарктидаНесмотря на то, что человечество исследовало...

Последней жизнью на Земле будут микробы

02-11-2012 Просмотров:9162 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Последней жизнью на Земле будут микробы

Через 2,8 млрд лет умирающее Солнце  набухнет и превратится в красного гиганта, который опалит нашу планету уничтожив на ней всю жизнь. Примерно за миллиард лет до этого на Земле останутся...

По длине пальцев мужчины можно судить об его отношении к…

20-02-2015 Просмотров:4897 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

По длине пальцев мужчины можно судить об его отношении к женщинам

Команда исследователей из университета МакГилла (Канада) под руководством Дебби Московиц (Debbie Moskowitz) уверяет, что стоит обратить внимание на пальцы мужчины прежде, чем надеть обручальное кольцо на один из них. Ученые...

top-iconВверх

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