Биоэтика и биотех
1.15K subscribers
557 photos
119 videos
5 files
529 links
Новые технологии, достижения в биологии и генетике, биоэтические и правовые вопросы. С подтверждающими ссылками. Чистый инсайд из мира науки простым языком

Связь: @immunoethic
加入频道
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
"100%-лабораторные дети через 5 лет: 🇯🇵 на пороге создания человеческих яйцеклеток и спермы, и выращивания детей в искусственной матке"

Давайте разберёмся что здесь правда.

Кацухико Хаяши 🎞 руководитель большого коллектива Университета в Кюсю 🇯🇵, и их достижения действительно крутые.

Они смогли у мышей исправить хромосомные болезни - утроение 16-й хромосомы, 21-й (синдром Дауна), смогли создать мышей от двух отцов, а недавно - исправить простую мужскую стволовую клетку (XY) в женскую (XX), а затем преобразовать её в яйцеклетку. Именно этот успех породил интервью и скандальную новость.

Для интересующихся - вот его выступление про гематогенез из стволовых клеток на конференции в 2022 (30 минут, Eng).

На самом деле это невероятные достижения, не просто концепция, а живой пример и удачный эксперимент. И эти учёные - не единственные кто работает над такими проблемами и делает подобные эксперименты ⬇️

#биоэтика #гаметогенез #генетика
Принцип выращивания зуба с нуля не разработан, но пока идея такая: из органики делается арматура/каркас для клеток, его наполняют белками/стволовыми клетками, имитируя готовый зуб. Но с эмалью ничего не получалось.

В августе опубликовали эксперимент междисциплинарной группы ученых из Сиэтла 🇺🇸, которые из стволовых клеток создали органоиды, выделяющие белки, формирующие зубную эмаль.

Эмаль формируется в процессе образования зуба клетками амелобастами. После завершения формирования зуба эти клетки отмирают.
В результате организм не имеет возможности восстанавливать или регенерировать поврежденную эмаль.

Для создания амелобластов из стоволовой клетки нужно было понять, какие гены активируются при их появлении. Для этого исследователи использовали метод одноклеточного комбинаторного индексированного РНК-секвенирования (sci-RNA-seq), который позволяет выявить, какие мРНК на каком этапе появляются, что свидетельствует о том, когда и какие гены включаются или выключаются.

Проведя sci-RNA-seq на клетках, находящихся на разных стадиях развития человеческого зуба, исследователи получили "серию кадров" активации генов на каждой стадии. Затем на компьютере построили вероятную траекторию активности генов. А потом, после долгих проб и ошибок, они подобрали химические сигналы для активации нужных генов.

Попутно ученые впервые идентифицировали еще один тип клеток - субодонтобласты, которые, по их мнению, являются предшественниками одонтобластов - клеток, имеющих решающее значение для формирования зуба.

Но даже при всем этом молекулярно-генетическом клеточном инжениринге созданная эмаль уступает по прочности оригинальной.

Тем не менее, наконец-то получилось воспроизвести эмаль, которую требуется минирализовать и довести по твердости до природной. Это шаг на пути создания живых пломб и, конечно же, искусственно выращенного зуба.

"Многие органы, которые мы хотели бы заменить, такие как поджелудочная железа, почки и мозг, имеют большие размеры и сложную структуру. Их безопасная регенерация из стволовых клеток потребует времени", - говорит Ruohola-Baker. "С другой стороны, зубы гораздо меньше и менее сложны. Возможно, они являются "низко висящим плодом". Возможно, пройдет еще какое-то время, прежде чем мы сможем их регенерировать, но теперь мы видим, какие шаги нам необходимо предпринять для этого".

Но пока нам остаётся полагаться на профессионализм стоматологов 🦷👍

#органоиды #генетика
Нобелевская 2023 - за что же премия?

Удивительно, сколько в рунете негативных оценок. Дошло до того, что один корреспондент вообще меня спросил - а заслужено ли им дали премию?

А премия не за вакцину от COVID-19, это просто яркий фантик, суть в другом.

Наш иммунитет в первые же минуты распознает инородные РНК или ДНК, поэтому их использование было не практичным. Однако ещё в 1963 заметили, что разные РНК проникают по разному.

В 2005 Карико и Вайсман показали, как модифицировать РНК, чтобы на них не срабатывали рецепторы иммунитета типа TLR3 на поверхности и TLR7 и -8 внутри клетки (они спрятали уридин 😎).

В итоге, проведя множество экспериментов, авторы подобрали правильные ферменты и нужные замены в РНК. И к 2014 они создали технологию использования синтетических РНК для терапии самых разных болезней. Ведь именно проникновение в клетку - самое сложное для любого лекарства.

И только благодаря этому были созданы и внедрены РНК-вакцины от COVID-19 уже другими авторами.

#генетика #геномодификация
В рунете распространяется новость про открытие нового органа иммунитета - эксклюсомы. Разбираемся почему это не так и что это такое на самом деле 😎

В исследовании🇨🇭 пытались разобраться в тонких механизмах, как клетка упаковывает внехромосомную ДНК, ведь при проникновении в клетку она не распределяется как попало, а фокусируется, словно в очаге.

В эксперименте клетки заражали короткой ДНК - плазмидой. Проводили покадровую микроскопию живых клеток, химические и генетические тесты.

Оказалось, что клетка упаковывает внедренную внехромосомную ДНК, окружая её мембраной, которая похожа на ядерную, но не имеет характерных белков ядерных пор. Эти контейнеры с чужеродной ДНК сохраняются в течение нескольких делений, переходя в дочерние клетки по наследству.

Авторы назвали это эксклюсомой и считают, что она может действовать как хранилище образца чужеродной ДНК для памяти автономного клеточного иммунитета.

Это не новый орган и даже внутри клетки эта органелла появляется как временный контейнер ⬇️ #генетика
Но что это вообще за внехромосомная ДНК и откуда она берется?

Деление клетки - митоз - сопровождается удвоением ДНК и её упаковывыванием в хромосомы. Благодаря этому длина нити ДНК сокращается с теоретических 70 см до 0,0014 мм. ДНК это банк данных организма.

Но существует и внехромосомная ДНК:
1️⃣ Чужеродная (экзогенная) - например, из вирусов, содержащих ДНК🦠
2️⃣ Собственная (эндогенная):
🧬 Закольцованные кусочки теломерных участков ДНК, характерно для опухолевых клеток (читать)
🧬 Отстающие при делении участки собственных хромосом (тут). В митозе хромосомы растаскиваются к полюсам будущих клеток, где вокруг них собирается мембрана и получается ядро новой клетки. Но отставшие кусочки оборачиваются собственной мембраной, получаются микроядра, ДНК из которых возвращается в общий пул во время одного из следующих делений.

В исследовании ⬆️ показали, что мембраны вокруг внехромосомной ДНК отличаются от типичной мембраны вокруг хромосом в ядре клетки, прежде всего отсутствием Lamin B -рецептора (LBR) и комлпекса ядерных пор - NPC (инфо).

Ядерные поры очень важны для клетки не только потому, что через них из ядра клетки выходят РНК с информацией с ДНК. LBR и NPC удерживают хроматин в ядре и регулируют активность генов через фосфорилизацию. То есть эксклюсомы призваны исключить активность генов во внехромосомной ДНК, не говоря о том, что это изоляция химически активной молекулы.

#генетика
Вопрос из комментария ⬆️:
"А из эксклюсом чужеродная ДНК случайно никуда не возвращается во время следующих делений?"

На самом деле в посте все не рассказать, а вопрос то отличный! И он конечно тоже исследовался. Клетки распознают свою ДНК и чужую. У дрожжей эту роль выполняют центриоли, те самые штуки, что растаскивают в стороны хромосомы. Есть версия, что у людей так же. Наблюдения за микроядрами и исследования этих вот эксклюсом - это разные исследования. В этой статье не описывали, как именно эти отстающие участки собственной ДНК догоняют общий пул хромосом при следующем делении, вообще это не частое дело, я так думаю.

А вот что касается ДНК от вирусов, то они могут попадать в наше ядро и даже встраиваться. Не все, не всегда, но это характерно для ВИЧ, там есть специальный фермент обратная транскриптаза, и иногда для гепатита B. Ну это из самых знаменитых. У вирусов очень много механизмов, которые позволяют им выживать.

Кольцевые участки ДНК из теломер хромосом в опухолях тоже оказывают влияние на окружающие клетки. Как раз сейчас изучают, как они способствуют распространению раковых клеток и обмену веществ в окружающих клетках. Эксклюсомы должны бы были изолировать их, но нет - даже в эксперименте их плазмида фокусировалась в одном очаге только в чуть более, чем 60%.
#иммунитет #генетика
👀 Распознаёт ли человек запах страха?
👶 Может ли мать опознать по запаху ребенка?
❤️ Имеет ли запах значение при подборе партнёра?


Сегодня я расскажу о нескольких интересных открытиях и экспериментах о бессознательном, генетически детерминированном поведении человека. Вот вам первый.

Берем ватными тампонами пот из подмышек задыхающихся от волнения ребят после первого парашютного прыжка с инструктором. Ещё недавно они цеплялись мертвой хваткой в опытного парашютиста, и сейчас отходят от пережитого, разлёгшись на поле.

А затем берем пот из подмышек тренирующихся на велотренажёрах.

Теперь рассаживаем людей и предлагаем им понюхать оба образца. Сознательно люди не могут различить, но наденьте на них сканер мозга (фМРТ)!

Если они нюхают пот испуганного человека, их миндалевидное тело активируется, чего не происходит, если пот обычный.

А теперь покажите им фотографии людей с неопределенным выражением лица, среднеарифметического, смонтированного из гримас страха и радости. Возьмите того, кто до этого нюхал пот парашютистов, и он опишет лица как более испуганные!

Запах пота в зависимости от того, испуган его владелец или нет, влияет на работу мозга и то, как мы трактуем мимику.

#биология #генетика
Что общего между трансплантацией органов, подбором партнера и запахом ребенка? Распознавание системы свой/чужой. И мы знаем, что за это отвечает иммунитет.

В определенных генах, связанных с иммунитетом, очень высок уровень запланированных мутаций (на каждые 100 делений +1 мутация), а ещё происходит мощная сортировка мобильных элементов генов. Все это многократно увеличивает варианты возможных форм рецепторов для распознавания чужеродного. Так организм подбирает специфическое антитела или рецептор к молекуле, с которой до этого ни разу не сталкивался.

А как иммунитет четко определяет что своё, а что чужое? По специальным молекулам главного комплекса гистосовместимости (по англ. MHC или HLA).

У каждого человека свой набор MHC - это своеобразные отпечатки пальцев на каждой клетке. Они очень разнообразны, потому что за счет комбинаторики возможно образование квадриллионов уникальных вариантов, так что повторы статистически маловероятны.

Но почти. Всё-таки принцип распознавания ключ-замок иногда даёт сбои, вы ведь тоже можете засунуть не в тот замок похожий ключ.

На схожести MHC основана пересадка органов и риск отторжения. Кроме того, иногда иммунная система барахлит и принимает свой MHC за чужеродный белок, особенно если он очень похож на свой MHC. Тогда высок риск аутоиммунных перекрестных реакций.

Кстати, тропические паразиты шистосомы воруют белки MHC человека, приклеивая их к своей поверхности. Так волк скрывается в овечьей шкуре.

Но при чем тут запах? Оказывается, что эти белки MHC очень растворимы. Они плавают во внеклеточной жидкости, в слюне, в моче, в поте. И по сути они делают уникальными исходящие от каждого из нас запахи.

Но мозг воспринимает не просто свой/чужой, но и степень родства. Грубо говоря, свой запах мочи или пота, запах брата/сестры и абсолютно другого парня из Бангладеш ваш мозг будет распознавать по разному.

Как это работает? В носу на нервных окончаниях есть рецепторы, которые распознают, подходит ли к ним молекула во вдыхаемом запахе. 100%? Это я нюхаю свою подмышку. 50%? Это кто-то из близких родственников. Примерно так, но интереснее. Там поля рецепторов и сенсор посылает сигнал в мозг, если рецептор удерживает молекулу 3 секунды.

Если из 1000 рецепторов все 1000 удерживают свой белок, сигнал в мозг идёт "это я". Если рецепторы не идеально походят и лишь 800 из них остаются в связке 3 секунды, то это родной брат или сестра. И так далее.

Мозг бессознательно способен распознавать степень родства!

Для многих видов очевидно, что не стоит спариваться с родственниками, иначе совпадут пары неудачных вариантов генов, которые обычно компенсируются более эффективной копией от партнера.

Эволюционисты же утверждают, что есть преимущества родственного отбора. Это и пожертвование ради своих родственников, и клановая борьба и многое другое, что наблюдается у большинства видов на Земле. В результате серии экспериментов, моделирований и наблюдений был найден компромиссный ответ - спаривание у животных охотнее происходит с четвероюродным родственником. Так создаётся баланс в популяциях, но этого не получится, если не знать степень родства.

Марти МакКлинток, которая в 1971 доказала синхронизацию женских циклов при совместном проживании, провела очередной эксперимент.

Девушки вдыхали из баночек запах пота из подмышек разных мужчин и оценивали его привлекательность. И оказалось что женщин привлекал запах мужчин с определенной степенью совпадения по MHC. Фактически, это тоже четвероюродные родственники.

Примечательно, что эта различие в выборе запаха оставалось вне зависимости от фазы менструального цикла, которая модулирует обонятельное восприятие. Попутно выяснилось, что механизм способности женщины различать и выбирать запахи основан на генах, унаследованных от отца, но не от матери.

Разумеется, у нас есть высшая нервная деятельность со всеми её сложностями - обучение, поощрение и наказание, импринтинг и так далее. Речь о том, что мы всего лишь ещё один биологический вид и в нашем поведении очень много врожденного.

#биология #генетика
А что же с распознаванием своего новорожденного ребенка?

Оказывается, что окситоцин и вазопрессин, участвующие в сокращении матки, водно-солевом обмене и ещё куче специфических задач, могут синтезироваться в обонятельной системе и настраивать клетки обонятельных луковиц на распознавание главного комплекса гистосовместимости (MHC), что определяет распознавание особей у крыс в их социуме.

А ещё оказалось, что высокий уровень пролактина во время беременности обуславливает сильнейший рост нейронов в обонятельной зоне мозга. К рождению малышей у самки крыс абсолютно обновленная система обоняния.

У людей во время беременности должны происходить подобные перестройки. Сейчас именно с этим связывают хаос в системе обоняния и вкусов во время беременности.

Но мозг приматов и человека сложнее. Основным у нас считается когнитивный путь.
Я только что родила и вот мой ребенок, его ещё не унесли из палаты

Сестра узнают о том, что у неё появился братик не по запаху, а потому, что ей так сказали или она это домыслила по ряду логических фактов.

Но выясняется, что мозг матери безусловно распознаёт обонятельные сигналы с учетом MHC. У нас не чисто когнитивная стратегия, а присутствует врожденный инстинктивный механизм.

Человек не настолько рационален, как кажется.

#биология #генетика #поведение
При трисомиях лишние хромосомы влияют на пространственную организацию генома

Совместное исследование учёных из 🇷🇺 МГУ, Сколково, Университета Пирогова, институтов РАН и 🇨🇭Базеля предложили объяснения тяжёлых клинических последствий при трисомиях, когда вместо двух пар каждой хромосомы одна из них представлена в трех экземплярах.

Самыми знаменитыми трисомиями являются синдром Дауна (трисомия по 21 хромосоме),  Патау (13й) и Эдвардса (18й).

Казалось бы, больше не меньше, гены то не потерялись. Однако это тяжёлые болезни. Считалось, что лишние гены на третьей хромосоме могли каким-то образом нарушать экспрессию остальных генов, то есть чтение с генов информации и регуляцию синтеза соответствующих молекул.

Однако, выясняется, что наличие лишних хромосом ведет к нарушению 3D-организации других хромосом и уплотнению хроматина на важных участках ДНК.

Оказалось, что при ... трисомиях очень сильно меняют свою структуру другие хромосомы, которые не удвоились. При этом эти изменения довольно специфичны: во многих случаях меняют свою конформацию именно участки, несущие особо важные для клетки гены (так называемые “гены домашнего хозяйства”), - сообщает в.н.с. биофака МГУ Сергей Ульянов, - Причем конформация меняется так, что эти участки становятся более компактно уложенными... клеточным системам сложнее считывать с этих участков информацию и синтезировать соответствующие белки.

#генетика