Pull to refresh

Биологи нашли в болотах загадочные внехромосомные фрагменты ДНК, усиливающие метаболизм архей

Popular science Ecology Biology

В ходе изучения болотных микроорганизмов американские исследователи обнаружили загадочные внехромосомные молекулы ДНК. Их нельзя отнести ни к одному из существующих типов архей, бактерий или вирусов. Известно, что они обладают целым набором генов для усиления метаболизма архей, окисляющих метан, и на порядки больше похожих на них плазмид и вирусов.

Читать далее
Total votes 17: ↑17 and ↓0 +17
Views 5.8K
Comments 9

Биологи уменьшили технологию CRISPR, облегчив ее доставку в организм

The future is here Biology

Биологи Стэнфордского университета создали уменьшенную версию системы редактирования генома CRISPR. Малый размер облегчит доставку системы в клетки тела человека для генной терапии.

Читать далее
Total votes 24: ↑23 and ↓1 +22
Views 4.3K
Comments 3

Ученые объяснили стремление к симметрии «новым законом природы»

Mathematics *Popular science Biology

В статье, опубликованной в этом месяце в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи проанализировали тысячи белковых комплексов и структур РНК, а также модельную сеть молекул, которые контролируют включение и выключение генов. Они обнаружили, что эволюция имеет тенденцию к симметрии, потому что инструкции по созданию симметрии легче внедрить в генетический код и следовать им. 

Читать далее
Total votes 9: ↑9 and ↓0 +9
Views 3.3K
Comments 2

Биологи отредактировали гены тараканов при помощи CRISPR

Popular science Biology

Японские учёные отредактировали гены тараканов при помощи усовершенствованной технологии генной модификации CRISPR. Новый метод позволяет вводить материал для редактирования генов во взрослых самок, в которых развиваются яйца, а не в эмбрионы.

Читать далее
Total votes 5: ↑5 and ↓0 +5
Views 1.1K
Comments 1

Многие планеты могут содержать семена жизни

Popular science Astronautics
Астрономы обнаружили строительный блок РНК (рибонуклеиновой кислоты), в пределах горячего, компактного ядра массивного звездообразования, в составе Млечного Пути. За последнее десятилетие учёные смогли обнаружить органические молекулы внутри метеоритов и даже в космическом пространстве, но их связь с жизнью маловероятна, т.к. эти вещества не были найдены в облаках пыли и газа, находящихся вокруг новых звёзд, которые могут формировать планеты.

Используя массив радио-тарелок IRAM (Institut de Radio Astronomie Millimetrique) во Франции, команда европейских астрономов смогла обнаружить вещество под названием — гликольальдегид — простой сахар, компонент РНК, находящийся в пределах компактного ядра, образующегося из диска газа и пыли, в области звездообразования G31.41+0.31, которая находится на расстоянии 26.000 световых лет от нашей планеты.

Молекула сахара могла образоваться в результате простой реакции между молекулами монооксида углерода и частицами пыли. Открытие имеет большое значение по двум причинам. Во-первых, G31.41+0.31 находится вдали от радиации в центре Млечного Пути, поэтому, если какие-либо биологические процессы могли там начаться, они будут иметь шанс на продолжение. Во-вторых, обилие гликольальдегида в облаках G31.41+0.31 свидетельствует о её неуникальности для этого региона. Смысл заключается в том, что если происходит процесс зарождения звезды и формирования планеты, то может происходить и процесс компоновки органических соединений.

текст статьи на английском языке
Total votes 15: ↑14 and ↓1 +13
Views 362
Comments 12

О гриппе А (H1N1) с точки зрения программирования

Biotechnologies
Translation
Учёные уже полностью дизассемблировали H1N1 и занесли его в вирусную базу NCBI Influenza Virus Resource. Там всё задокументировано в подробностях. Например, образец A/Italy/49/2009(H1N1) был обнаружен в носу 26-летней женщины, вернувшейся из Италии в США. Вот первые 120 бит его генетического кода.

atgaaggcaa tactagtagt tctgctatat acatttgcaa ccgcaaatgc agacacatta

Сколько бит убьёт человека?
По приблизительным подсчётам, общий размер исходников H1N1 составляет 26 022 бит, а если исключить служебные стоп-сигналы (указывают на окончание каждой белковой последовательности), то исполняемый код состоит примерно из 25 054 бит. Это число является приблизительным ещё и потому, что в вирусе присутствует механизм генерации избыточного мусора для маскировки от антивирусов.

Итак, получается около 25 килобит или 3,2 килобайта. Таков объём кода для программы, имеющей ненулевые шансы убить человека. H1N1 написан гораздо эффективнее, чем компьютерный вирус MyDoom размером около 22 КБ.

Очень унизительно, что меня могут убить всего 3,2 КБ генетических данных. Впрочем, в 850 МБ человеческого генома по любому должны быть дыры для парочки эксплойтов.
Читать дальше →
Total votes 323: ↑317 and ↓6 +311
Views 9.4K
Comments 177

Получена траектория сворачивания вироидного рибозима или новости с фронтов при использовании ПО RNAInSpace

Website development *Algorithms *
Пару месяцев назад я рассказывал о приближенных результатах в задаче о сворачивании РНК. Напомню требуется свернуть вироидный рибозим NC_003540 организма Chrysanthemum chlorotic mottle viroid, третичная структура которого неизвестна.

И вот оно свершилось — рибозим свернулся ! (В нем образованы все имеющиеся водородные связи)

Смотрим его конечное состояние, а под катом еще его траекторию сворачивания, а также подводим итоги.



Читать дальше →
Total votes 75: ↑63 and ↓12 +51
Views 2.1K
Comments 123

Стэнфордские учёные создали компьютер внутри живой клетки

Popular science Biotechnologies
В XIX веке Чарльз Бэббидж, разрабатывая проект своей вычислительной машины, опирался на механические элементы. ЭНИАК, первая современная универсальная ЭВМ, созданная в середине 40-ых, базировалась на особенностях работы вакуумных ламп. Сегодня компьютеры используют транзисторы на основе полупроводниковых элементов для проведения логических операций.

Команда биоинженеров Стэнфордском университете в свою очередь создала логический элемент из генетического материала, который получил название биологический транзистор или транскриптор. Об этом они сообщили в журнале Science 28 марта этого года.

В публикации исследователи описали универсальную систему генетических транзисторов внутри функционирующей клетки, которая может включаться или отключаться при определенных условиях. Авторы исследования высказывают надежду, что со временем такие группы транзисторов могут стать микроскопическими живыми компьютерами.

Компьютеры такого рода могут выполнять разнообразные задачи: определять наличие какого-либо токсина, считать количество делений раковой клетки или предоставлять детальную и точную информацию о действии препарата на какой-либо вид клеток. К примеру, чтобы избежать неконтролируемого деления раковых клеток, можно запрограммировать компьютер внутри клетки на смерть при достижении определенного порога количества делений.
Читать дальше →
Total votes 54: ↑49 and ↓5 +44
Views 34K
Comments 63

О молекулах РНК

Brainfuck *
Recovery mode

О рибонуклеиновых кислотах (РНК)



Для поддержания жизни в живом организме происходит множество процессов. Некоторые из них мы можем наблюдать — дыхание, прием пищи, избавление от продуктов жизнедеятельности, получение информации органами чувств и забывание этой информации. Но большая часть химических процессов скрыта от глаз.
image
Приоткроем завесу тайны
Total votes 28: ↑15 and ↓13 +2
Views 31K
Comments 15

RNAInSpace и фолдинг тРНК — закрытие сезона, новый сезон — Структурное выравнивание

Programming *
И вот не прошло и полтора года как я добрался собрать третичную структуру тРНК. Напомню, что ранее писал статью на эту тему на хабре «Развитие RNAInSpace, алгоритм CRA, проблемы кода на Linux и прочие». Надо сказать, что около года я этим не занимался, но за это время вышла вторая моя научная статья на эту тему «Применение теории игр для задачи сворачивания рибонуклеиновых кислот» (это для тех, кто захочет поговорить об этом профессионально). Но вот недавно я можно сказать получил третичную структуру тРНК и сверил её с образцом, имеющимся в базе данных (PDB), который получен биологическими методами (кристалография).

Под катом рисунки 3D-структуры тРНК, пояснения и планы на будущее.
Читать дальше →
Total votes 18: ↑18 and ↓0 +18
Views 2.7K
Comments 12

Учим машину разбираться в генах человека

Microsoft corporate blog Python *Programming *Algorithms *Machine learning *
Translation
Всегда приятно осознавать, что применение технологий сводится не только к финансовой выгоде, бывают ещё и идеи, делающие мир лучше. Об одном из проектов с такой идеей мы и расскажем в этот морозный пятничный день. Вы узнаете о решении, которое позволило увеличить точность экспресс-анализа крови, с помощью применения алгоритмов машинного обучения для выявления связей между микро-РНК и генами. Также, стоит отметить, что методы, описанные ниже можно использовать не только в биологии.


Читать дальше →
Total votes 22: ↑20 and ↓2 +18
Views 7K
Comments 0

Раковые клетки теоретически можно перепрограммировать на нормальную работу

Popular science Biotechnologies Health

Схема агрегации клеток — слипания их в многоклеточное образование. Иллюстрация: Википедия

Исследователи из клиники Майо — одного из крупнейших в мире частных медицинских центров — нашли теоретически возможный способ «перепрограммирования» раковых клеток, чтобы они вернулись в нормальное состояние. Научная статья опубликована в журнале Nature Cell Biology (pdf).

Открытие представляет собой «неожиданно найденный новый биологический механизм, который обеспечивает код, программу для отключения рака», — поясняет доктор Панос Анастасиадис (Panos Anastasiadis, Ph.D.), ведущий автор научной работы, директор отделения биологии рака в клинике Майо.
Читать дальше →
Total votes 53: ↑49 and ↓4 +45
Views 21K
Comments 6

Биологи нашли в ДНК человека полноценный древний ретровирус

Popular science Health
image

Генетики из Университета Тафтса и медицинской школы при Мичиганском университете при изучении геномов 2500 людей нашли девятнадцать ранее незамеченных фрагментов ДНК, оставленных в людях ретровирусами. А в 50 из исследуемых геномов найден ретровирус целиком. Это второй вирус, найденный в геноме человека, сохранившийся там полностью.

Ряд вирусов обладает способностью внедряться в геном человека и становиться его собственными генами. В первую очередь это относится к так называемым ретровирусам, названных так по своему образу жизни. Исходно геном этих вирусов представляет собой РНК. Но, попав в клетку, вирус на своей РНК строит ДНК-копию. После этого ДНК-копия вируса встраивается в геном клетки.

Встраиваемую в геном клеток человека ДНК-копию вируса называют провирусом. Затем на провирусе синтезируются вирусные РНК, на базе которых образуются новые вирусные частицы. Так ведет себя, например, хорошо известный ретровирус, получивший название вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), когда он инфицирует клетки крови.
Читать дальше →
Total votes 20: ↑18 and ↓2 +16
Views 30K
Comments 44

Собрать РНК из «неживых» строительных кирпичиков и без помощи ферментов — это реально

Dronk.Ru corporate blog Popular science Biotechnologies The future is here
Гипотезу о происхождении жизни на Земле из “мира РНК” многие ведущие ученые планеты считают сегодня одной из основополагающих. В основе процесса возникновения и развития жизни лежит передача наследственной информации с учетом произошедших изменений. А необходимые для синтеза биологических макромолекул химические вещества могли попасть на нашу планету из космических просторов с метеоритными дождями. Неясным в свете теории «мира РНК» до последнего времени оставался вопрос о способе синтеза пуринов — одного из ключевых компонентов ДНК, РНК и энергетического метаболизма любой клетки. Ученым Мюнхенского университета Людвига–Максимилиана удалось синтезировать пурины в лабораторных условиях, которые были приближены к тем, которые существовали на Земле «в начале времен» и при этом обойтись без участия сложных ферментов.

image
Подробнее
Total votes 26: ↑20 and ↓6 +14
Views 11K
Comments 15

Полимеразная цепная реакция и Владивосток

Biotechnologies


В общем, мы тут лазили по Филиппинам и искали хитрые бактерии. Потом поехали в Исландию с химиками, и они рассказали про экспедиции биологов в горы за термофильным бактериями (которые живут около горячих источников) — и оказалось, что вся эта история была нужна для полимеразной цепной реакции. Мне стало дико интересно, какое отношение лаборатория с анализами крови имеет к геотермальному источнику, и сейчас я расскажу вам эту волнующую историю.

Значит, у нас вчера во Владивостоке Роспотребнадзор и Дальневосточный федеральный университет открыли учебный центр по ПЦР. Я сгонял туда вместе с журналистами и нашёл нормальных безумных учёных, которые всё на пальцах объяснили. Потому что именно это они там и будут делать — учить вьетнамцев и китайцев. В основном — учить бороться с биоугрозой.
Читать дальше →
Total votes 69: ↑67 and ↓2 +65
Views 17K
Comments 59

Трехмерный движок в коде… ДНК

Abnormal programming *Working with 3D-graphics *Popular science Biotechnologies
Tutorial
UPD 29 ноября: Репозиторий с кодом ДНК выложен на GitHub.
github.com/pallada-92/dna-3d-engine

UPD 30 ноября:
В англоязычном твиттере заметили проект
Новость попала в топ-10 на HackerNews!






Меня всегда интересовало, на что может быть похоже программирование внутриклеточных процессов. Как выглядят переменные, условия и циклы? Как вообще можно управлять молекулами, которые просто свободно перемещаются в цитоплазме?

Ответ довольно неожиданный — lingua franca для моделирования сложных процессов в клетках является реакции вида
Эти реакции моделируются при помощи закона действующих масс, который одинаково работает и в химии, и в молекулярной биологии.

— Неужели при помощи этих примитивных реакций можно что-то программировать?
— Да, а то, что написано выше, вычисляет $B = \sqrt{A}$.

В этом пошаговом туториале мы вместе взорвем себе мозг, чтобы получить 10 таких реакций, которые производят рендер трехмерного куба.

Потом я расскажу, как полученные реакции скомпилировать в код ДНК, который можно синтезировать в лаборатории и (если очень повезет) получить трехмерный куб из двумерного массива пробирок.

Как обычно, я сделал веб-приложение с эмулятором таких реакций, в котором можно поупражняться в «реактивном» программировании. Вы сможете удивлять химиков способностью вычисления конечных концентраций в сложных системах реакций методом пристального взгляда.

Для понимания статьи никаких предварительных знаний не требуется, необходимые сведения из школьной программы по биологии мы повторим в начале статьи. Также мы разберем типичные паттерны, которые использует эволюция для достижения сложного поведения в живых клетках.
Total votes 94: ↑94 and ↓0 +94
Views 20K
Comments 30

Прощай, простуда: внедрение препаратов в «карманы» вирусов

ua-hosting.company corporate blog Popular science Nanotechnologies Health


За окном светит яркое солнце, воздух наполнен теплой влагой, а спасительный прохладный ветерок решил взять отпуск, оставив нас на растерзание жары. Хочется джинсы сменить на шорты, ноутбук на волейбольный мяч, а офис на пляж. Лето ассоциируется с отпусками и каникулами, но порой в этот праздный перечень втискивается гость, которого мы обычно ждем в зимние месяцы, а именно простуда. Нет ничего хуже температурить, когда температура воздуха около 30. ОРВИ летом превращают человека в улитку, медленно плетущуюся по раскаленному асфальту, оставляя за собой слизкий след.

Может ли спасительная наука помочь нам в борьбе с риновирусами, спросите вы? Конечно может, ответят вам ученые, обнаружившие новый способ борьбы с рино-/энтеровирусами сокрытый в ранее неисследованном «кармане» вируса. Что это за карман, что в него хотят засунуть ученые и как это поможет победить риновирусы? Ответы мы найдем в докладе исследовательской группы.
Total votes 33: ↑32 and ↓1 +31
Views 12K
Comments 11

«Загляните, это нечто»: саморепликация искусственной ДНК

ua-hosting.company corporate blog Reading room Popular science Biotechnologies The future is here


Одной из основных отличительных черт любого живого организма является способность к сохранению и воспроизведению необходимой информации для создания себе подобных. В первую очередь это проявляется в репликации ДНК, когда из одной родительской ДНК появляется пара дочерних, являющихся точной копией своего прародителя. В природе этот процесс наблюдается повсеместно, однако воссоздать его в лабораторных условиях с нуля крайне сложно, тем не менее, вполне реально.

Ученые из института биохимии им. Макса Планка (Германия) успешно создали биологическую систему, которая обладает способностью к репликации собственного ДНК. Какие методики были применены для создания синтетического реплицирующего ДНК, насколько эффективна полученная система и что данное открытие значит для современной синтетической биологии? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Читать дальше →
Total votes 32: ↑30 and ↓2 +28
Views 16K
Comments 34

Анализ Генетического кода II

Information Security *Cryptography *Mathematics *Biotechnologies

Иллюстрация melmagazine.com (Source)

В настоящее время для информационного обмена широко используются сети общего доступа с каналами, не защищенными от нарушителя. Как организуется защита можно прочитать здесь.

В сообщении отправителем защищается целостность, конфиденциальность, доступность сообщения для чего используются результаты теорий кодология, криптология, стеганология.

В предлагаемой работе продолжим рассмотрение только одного частного вопроса — анализа кодов сообщений.
Читать дальше →
Total votes 7: ↑6 and ↓1 +5
Views 2.7K
Comments 17

Омоложение клеток человека за счет их перепрограммирования

ua-hosting.company corporate blog Popular science Biotechnologies Health Chemistry


Говорят, что жизнь это один сплошной процесс старения, который неминуемо заканчивается смертью. Это может звучать не очень оптимистично, но таковы законы природы. Старение и смерть являются одними из важнейших регуляторов популяции какого-либо вида на планете, а бессмертие в биологическом смысле этого слова существует только в книгах и кино. Та же ситуация обстоит и с «вечной» молодостью. В книгах у нас есть Дориан Грей — вечно молодой и красивый юноша с сильнейшей антипатией к определенному произведению изобразительного искусства; Эдвард Каллен — вечно молодой вампир с дефицитом витамина D и повышенной отражательной способностью кожи и т.д. В реальности же вечная или хотя бы продленная молодость недостижима. По крайней мере, если в процесс не вмешиваются ученые. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из Стэнфордского университета смогли достичь омоложения старых клеток человека за счет определенных белков, участвующих в процессе эмбрионального развития. Какие именно вещества использовались, насколько помолодели старые клетки и насколько продолжительным был эффект? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.
Total votes 21: ↑20 and ↓1 +19
Views 7.7K
Comments 6
1