Относительно безобидная бактерия, вызывающая диарею и лихорадку, стала "бичом Божиим" средневековой Европы благодаря одной незначительной мутации и "воровству" короткого фрагмента ДНК у другого микроба, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Полученные нами данные показывают, что вставка чужой ДНК и ее небольшая мутация впоследствии стала причиной появления нового, стремительно эволюционирующего штамма микробов, вызывающего болезнь. Это говорит о том, что опасные патогены, вызывающие эпидемии острых респираторных инфекций, могут возникать даже после малейших генетических изменений", — рассказывает Уиндхэм Латем (Wyndham Lathem) из Северо-Западного университета в Чикаго (США).
Латем и его коллеги выяснили, как возникла знаменитая средневековая бацилла "черной смерти", сравнивая и изучая древние штаммы чумной палочки, существующие сегодня и "воскрешенные" путем сборки обрывков ДНК из останков жертв чумы, погребенных в крупных городах Европы, а также геном ее предположительного предка – псевдотуберкулезной палочки.
Данная бактерия — Yersinia pseudotuberculosis, достаточно широко встречается в почве, и ее попадание в кишечный тракт вызывает лихорадку, боли в животе, острую диарею и прочие симптомы, которые почти никогда не заканчиваются смертью. Предположительно, примерно 10 тысяч лет назад она приобрела несколько новых генов, сильно мутировала и дала жизнь первым штаммам Yersinia pestis, чумной палочки.
Как выяснила группа Латема, эти изменения были на самом деле относительно небольшими и скоротечными. Самые первые штаммы чумной палочки могли проникать в легкие людей, но не могли вызывать мощнейшего воспаления и массовой смерти клеток легочной ткани, что сегодня заканчивается смертью почти со 100%.
Подобную способность они достаточно быстро приобрели в результате замены одной "буквы" в ключевом гене Pla, который помогает им разлагать молекулы белков в заражаемых легких и крови, размножаться в этой среде, вызывать гибель их клеток и распространяться по организму через лимфатическую систему, формируя печально известные "бубоны".
В свою очередь, этот ген был "украден" бактерией у какой-то другой бациллы в результате так называемого "горизонтального" обмена генами. Пока ученые не знают, откуда будущая чумная палочка взяла этот ген, однако они предполагают, опираясь на характерные особенности в структуре Pla, что его источником были микробы, обитающие в кишечнике человека или других млекопитающих.
Оба этих шага произошли в рамках всего нескольких первых поколений Yersinia pestis, после чего микроб начал интенсивно мутировать и развиваться, в результате чего возник возбудитель "черной смерти", чумы Юстиниана и прочих эпидемий античности и средневековья.
Ранее уже высказывались другие теории возникновения чумы.
Источник: РИА Новости
Палеонтологи откопали в Китае древнейших мягкотелых шипастых организмов. Они являются родичами знаменитой галлюцигении и современных бархатных червей.
опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Описание находки, подготовленное китайскими учеными из Юньнаньского университета,В кембрийском периоде в палеонтологической летописи внезапно появились все основные типы живых существ. Некоторые из них, вроде брахиопод и морских лилий, внешне мало чем отличались от своих потомков, живущих сегодня, а другие, наоборот, имели весьма причудливый облик. Одно из таких странных созданий и было найдено в отложениях раннего кембрия в южном Китае.
Всего ученым удалось обнаружить около 30 представителей нового вида и рода, получившего название Collinsium ciliosum. Они представляли из себя червеобразных существ с 15 парами конечностей. Первые шесть пар ног Collinsium ciliosum, напоминающие перья, были покрыты густыми щетинками. Остальные 9 пар конечностей, расположенные на заднем конце тела, были голыми, но имели на конце коготки.
Придатки Collinsium ciliosum плохо подходят для активного ползания по морскому дну, поэтому ученые предполагают, что своими задними ногами они цеплялись за неподвижные субстраты вроде губок, передними перьеобразными ногами отфильтровывая из воды питательные частицы, подобно некоторым современным ракообразным.
Неподвижность C. ciliosum делала их легкой добычей, поэтому они обзавелись острыми шипами на спине. Каждое из этих существ длиной всего несколько сантиметров несло 72 шипа разных размеров - это один из древнейших примеров подобного вооружения у мягкотелых животных.
Судя по морфологии шипов, которые состоят из нескольких слоев кутикулы, вложенных друг в друга, подобно матрешкам, C. ciliosum относится к кембрийским галлюцигениям и современным бархатным червям, имеющим аналогично устроенные коготки.
Источник: infox.ru
Эксперименты на мышах показали, что представители сильного и слабого пола ощущают боль совершенно разными группами нервных клеток, что ставит под сомнение все лабораторные опыты по созданию лекарств от хронической боли, заявляют нейрофизиологи в статье в журнале Nature Neuroscience.
"Другие исследования показали, что мужчины и женщины обладают разной восприимчивостью к болевым ощущениям и что женщины более подвержены хронической боли, но мы всегда считали, что эти сигналы идут по одним и тем же нейронам и обрабатываются одинаковым образом", — рассказывает Джеффри Могил (Jeffrey Mogil) из университета Макгилла в Монреале (Канада).
Могил и его коллеги уже несколько лет изучают различия в восприятии чувства боли между мужчинами и женщинами. К примеру, в прошлом году они выяснили, что представители слабого и сильного пола воспринимают хроническую боль по-разному: к примеру, она лишает женщин и самок мышей желания заняться сексом, тогда как мужчины и самцы не испытывают подобных проблем.
В своем новом исследовании группа Могила пошла дальше и попыталась раскрыть механизмы, управляющие передачей сигналов о боли, и понять, почему даже легкие касания воспаленных тканей или кожи вызывают сильные неприятные ощущения.
Как объясняют ученые, нейрофизиологи достаточно давно подозревают, что в этом задействованы так называемые клетки микроглии – особые вспомогательные тельца, своеобразный иммунный щит нервной ткани. Изучая предыдущие наработки в этой области, Могил и его коллеги обратили внимание на то, что все опыты, посвященные микроглии, проводились на самцах.
Памятуя о своих предыдущих открытиях, авторы статьи приобрели равное количество мышей-самцов и самок, повредили у них седалищный нерв, вызвав тем самым хроническую боль, и проследили за тем, как будут вести себя грызуны, если в их тело ввести вещества, блокирующие работу микроглии.
Результаты этого эксперимента были очень наглядными – после ввода лекарства боль у самцов, судя по их движениям по клетке, была сильно уменьшена или даже полностью исчезла, тогда как самки вообще не реагировали на блокираторы микроглии. Даже когда ученые удалили эти клетки из нервной ткани при помощи токсинов или полностью отключили их при помощи генетических методов, самки продолжали чувствовать боль.
Это означает, что особи мужского и женского пола воспринимают и обрабатывают сигналы боли при помощи разных наборов нервных клеток и их "помощников". Обезболивающие, которые сегодня разрабатываются в ходе опытов с участием самцов, могут вообще не работать для женщин из-за этих различий в работе "нейронов боли". Поэтому, как считает Могил, биологи должны пересмотреть все результаты экспериментов и провести их заново с учетом различий между полами.
Источник: РИА Новости
Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Ученый и его коллеги считают, что найден участок в мозгу попугаев, который обеспечивает уникальную способность повторять сотни уникальных звуков, в том числе и слова человека. Это открытие не только проясняет природу говорящих птиц, но и может объяснить, как новые участки мозга появляются в ходе эволюции. Об исследовании рассказывает Science.
Можно сказать, что попугаи, певчие птицы и колибри говорят на разных «языках». Несмотря на это, все они могут подхватывать и «разучивать» новые звуковые комбинации благодаря присутствию в их мозге особой зоны — группы взаимосвязанных нейронов, которые ответственны за пение и обучение. Но точные границы этой области были нечеткими: одни исследователи определяли ее чуть больше, другие чуть меньше, в зависимости от того, какие критерии они использовали. Кроме того, было сложно понять различия в границах «песенного ядра» попугаев и певчих птиц.
Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Анатомическое исследование мозга умерших птиц показало, что этот ген влияет на развитие двух различных областей, которые доктор Джарвис и посчитал «песенной зоной» птиц. Иногда ген активировал развитие зоны центральной сферической части мозга. В других случаях он был активен только во внешней оболочке клеток, окружающих это ядро.
Более детальное исследование показало: внутреннее ядро и внешняя оболочка подобны шоколадной начинке и карамельной глазури в конфете M&M, хотя и несколько варьируется в каждом отдельном случае. В то время как внутреннее ядро «песенной зоны» попугаев было идентично мозговой структуре других птиц, внешняя оболочка значительно отличалась. Как показало наблюдение под микроскопом, ее связи с другими отделами мозга также были отличными, чем у сердцевины.
Исследовательская группа доктора Джарвиса решила углубить свое исследование и детально изучила внешнюю оболочку «песенной зоны» у девяти разных видов попугаев. Они пришли к заключению, что у вида, который лучше всего подражает звукам, больше развития внешняя оболочка «песенной зоны» мозга. А вид кеа (Nestor notabilis), который имеет отдаленное отношение к остальным попугаям, имеет слаборазвитую оболочку «песенной зоны». Это позволило ученым предположить, что она появилась у попугаев, по крайней мере, 29 млн лет назад.
Как считает доктор Джарвис, способность подражать окружающим звукам развилась у попугаев в ходе эволюции. Скорей всего, в дикой природе она помогает им общаться друг с другом в период спаривания, преодолевать опасности, защищать территорию и находить друг друга. Исследователь полагает, что какое-то время «песенная зона» попугаев и певчих птиц эволюционировала одинаково, а затем первые начали развивать и новые функции.
Если эта гипотеза верна, то дальнейшие исследования оболочки «песенной зоны» мозга попугаев даст ключ к пониманию развития сложных участков мозга у животных и людей. Но для этого требуется провести дополнительную большую работу — следует точно определить границы оболочки зоны, ответственной за способность к повторениям.
Эрик Джарвис рассказывает, что он и его коллеги намерены продолжить свои исследования с целью проверить, действительно ли эта зона позволяет попугаям имитировать услышанные звуки. Ведь они выявили некоторую корреляцию, но не причинно-следственные связи: «Я думаю, что мы нашли основную причину, почему попугаи имеют более развитую способность к имитации звуков, чем другие птицы, и она связана с этой областью мозга. Но чтобы обосновать эту идею требуется провести дальнейшие исследования».
Источник: Научная Россия
18-11-2016 Просмотров:6276 Новости Генетики Антоненко Андрей
Генетики смогли извлечь ДНК из древнейших останков "культурной" кукурузы и восстановить ее геном, указавший на более древние корни любимого растения Никиты Сергеевича Хрущева, чем мы считали раньше, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Древняя...
21-09-2010 Просмотров:11294 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Теропод Concavenator corcovatus может стать одним из ключей к происхождению птиц, вернее, одной из самых ярких их особенностей — перьев. Так считают Франциско Ортега (Francisco Ortega) из испанского...
13-03-2013 Просмотров:13196 Новости Зоологии Антоненко Андрей
В 1970-х психологи провели эксперимент, который демонстрировал, как человек может выбирать между сиюминутной выгодой и более значительными, но и более отдалёнными целями. Эксперимент ставили с детьми, которым давали маршмеллоу (опыт...
08-03-2011 Просмотров:11698 Новости Экологии Антоненко Андрей
Исследователи выявили пока лишь 1,4 млн видов животных; ещё несколько миллионов ждут, когда их обнаружат, назовут и опишут. Сколько на это потребуется денег? Пара бразильских учёных подумала и выдала умопомрачительную...
16-07-2012 Просмотров:11852 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Инженерам давно известно, что лучше всего собирать систему из модулей. Если один из компонентов перестанет работать, достаточно его заменить, будь то видеокарта компьютера, генератор автомобиля или камера космического телескопа. Напротив, если...
Палеонтологи обнаружили в Аргентине окаменевший плод физалиса, растения из семейства пасленовых, к которому принадлежат также помидоры и картофель. Возраст находки составляет 52,2 млн лет. Отпечаток Physalis infinemundiО своем открытии американские специалисты…
Голые землекопы, "бессмертные" африканские грызуны, могут переживать до 20 минут полного лишения кислорода благодаря способности их клеток использовать чистую фруктозу для обеспечения себя энергией, что роднит их с растениями, говорится в статье, опубликованной в журнале…
Физиологи на примере незрячих людей показали, что мозг является куда более гибкой структурой, чем считалось ранее. Оказалось, что участки коры, предназначенные для анализа зрительных сигналов, в случае отсутствия таковых переключаются…
Ученые нашли в бирманском янтаре необычного жука-стафилиниду, который превратил свои антенны в грабли, приспособленные для ловли мелких прыгающих ногохвосток. Описание находки, подготовленное китайскими специалистами, опубликовано в журнале Scientific Reports. Cascomastigus monstrabilisВ последнее…
Группа исследователей под руководством профессор Сяочу Чжана (Xiaochu Zhang) из Университета науки и техники в округе Хэфэй (Китай), методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) сканировала мозг добровольцев, которые в данный момент были…
Когда ретровирус попадает в клетку, первым делом он производит ДНК-копию своего генома — потому что его наследственный материал хранится в молекуле РНК. Эта вирусная ДНК потом встраивается в ДНК клетки, так что…
Палеонтологи откопали в Аргентине 37-метрового длинношеего растительноядного динозавра, который весил как семь «КамАзов». Он является самым крупным и массивным из всех динозавров, найденных до сих пор. Реконструкция внешнего вида Patagotitan mayorum…
Британские палеонтологи раскопали в землях Восточного Суссекса останки нелетающего динозавра. Судя по размерам костей, он вскоре будет признан самым маленьким в мире. Здесь показан примерный внешний вид древнего животного. Подробнее об…
Изучать акул очень сложно. Поэтому часто мы не вполне уверены в элементарных, казалось бы, вопросах, связанных с этими существами. Чего стоит хотя бы тянувшаяся десятилетиями дискуссия о том, должны ли…