Биотехнологии

Если задать гуглу вопрос «какая система счисления у ДНК», он честно скажет — четверичная. Четыре буквы (A, C, G, T) кодируют всё, что есть в живом. Каждые три подряд — кодон, итого 64 комбинации, чего хватает с запасом на любой опкод компактной стек-машины.

Я подумал: это же буквально готовый язык программирования. Природа уже нарисовала байткод, осталось написать виртуальную рибосому и проверить — можно ли в этом байткоде сделать квайн — программу, которая печатает сама себя. Самовоспроизводящуюся последовательность.

Спойлер: можно. И влезает в 75 нуклеотидов. Это меньше, чем длина среднего твита.

В этой статье я расскажу, как устроена эта штука: соберём четверичный байткод из ДНК, напишем стек-машину, которая по нему ходит, а в конце — соберём 75-нуклеотидный геном, который копирует сам себя нуклеотид за нуклеотидом. Дальше из этого вырастет 3D-симуляция тканей, эволюция и драматичная история про вымирание колонии — но это будут следующие статьи серии.

В 1980-е годы произошли еще два события, благодаря которым биометрия теоретически превращалась в абсолютно точную науку. В 1984 генетик из Лестерского университета Алек Джеффрис открыл в ДНК человека повторяющиеся последовательности нуклеотидов, уникальные для каждого человека, а в следующем 1985 году в журнале «Nature» он опубликовал одну за другой две статьи, которые сделали его открытие, как любили говорить как раз в те годы в нашей стране, достоянием гласности. 

В номере «Nature» от 7 марта 1985 года в статье под заголовком «Гипервариабельные «минисателлитные» участки в ДНК человека» он писал: «Геном человека содержит множество диспергированных тандемно повторяющихся «минисателлитных» участков из 10-15 пар оснований… Многие минисателлиты сильно полиморфны из-за аллельных вариаций в количестве копий повторов в минисателлитах. Зонд, основанный на тандемном повторении ядерной последовательности, может одновременно обнаруживать множество сильно вариабельных локусов и служить индивидуальным “отпечатком” ДНК при генетическом анализе человека».

Прогресс на пути к созданию подлинной виртуальной клетки зависит от объединения двух подходов: способности искусственного интеллекта выявлять закономерности и причинно-следственной строгости механистических моделей.

На протяжении десятилетий биологи преследовали амбициозную цель построения «виртуальной клетки»: вычислительной модели, способной воспроизводить поведение живого организма на основе его молекулярных компонентов. Такая модель позволила бы проводить эксперименты, проектирование и оптимизацию in silico [«в кремнии», то есть целиком на компьютере / прим. перев.], экономя время и деньги исследователей.

В недавней статье, опубликованной в журнале Cell, была представлена одна из самых подробных механистических симуляций целой клетки из когда‑либо созданных: полный клеточный цикл минимальной бактерии JCVI-syn3A. Для построения вычислительных моделей JCVI-syn3A авторы включили в них все известные сведения о ней — сети биохимических реакций, паттерны экспрессии генов, пространственную структуру клетки и молекулярную динамику, — что позволило им визуализировать хромосомную репликацию и сегрегацию, а также гетерогенность этих процессов в 50 повторяющихся моделях. Хотя это впечатляющий вычислительный подвиг, пройдёт ещё много лет, прежде чем виртуальная клетка станет действительно полезной для биологов.

Считалось, что культура стала нашим надежным щитом от естественного отбора. Но 15 тысяч древних геномов доказывают обратное: когда мы распахали поля и построили города, наша ДНК включилась в яростную гонку на выживание.

Там, где раньше мы видели лишь статистический шум, теперь очевиден жесткий направленный отбор.

В основе аутоиммунных заболеваний щитовидной железы лежит поликлональный механизм. Соматические мутации в иммуннорегуляторных локусах ставят под сомнение традиционные подходы к лечению.

Иммунная система постоянно балансирует: она должна уничтожать чужеродные агенты, но при этом не атаковать собственные ткани организма. Иммунная толерантность обеспечивается регуляторными факторами, которые предотвращают активацию лимфоцитов против аутоантигенов.

Гипотеза о том, что толерантность может нарушаться из-за постепенного накопления соматических мутаций в B-клетках, существовала давно. Однако до недавнего времени доказать её не удавалось из-за недостаточной точности секвенирования нераковых тканей. Недавнее исследование (Институт Сенгера, Фонд больниц Кембриджского университета (NHS) и сам Кембриджский университет) показало: соматическая эволюция B-лимфоцитов — один из главных драйверов аутоиммунных заболеваний.

Мысленная визуализация задействует те же сенсорные нейронные коды, что и физическое зрительное восприятие. Это открытие дает ключ к пониманию механизмов воображения и открывает новые пути для архитектур искусственного интеллекта.

Способность человека мысленно визуализировать образы критически важна для извлечения воспоминаний, пространственного планирования и творческого синтеза. Несмотря на это, нейронные механизмы воображения остаются малоизученными. Предыдущие эксперименты с функциональной визуализацией (например, фМРТ) показывали, что воображение задействует те же области мозга, что и зрительное восприятие. Однако низкое разрешение этих методов не позволяло достоверно подтвердить, участвуют ли в обоих процессах одни и те же нейроны с идентичными характеристиками отклика. Для решения этой проблемы потребовалась регистрация активности отдельных нейронов человеческого мозга.

Эксперименты с внутричерепной записью активности одиночных нейронов показали, что мы повторно используем одни и те же сенсорные коды как при восприятии, так и при воображении. Вентральная височная кора (ВВК, ventral temporal cortex) использует распределенное осевое кодирование (axis code) для обработки визуальных образов. Часть этих нейронов реактивируется, когда человек представляет визуальные стимулы в уме, причем амплитуда их отклика пропорциональна той, что наблюдается при разглядывании реальных объектов.

Эти результаты подтверждают гипотезу о генеративной модели мозга: абстрактные репрезентации запускают внутренний сенсорный код, образуя явный физиологический механизм воображения.

Почему в биологических проектах уверенность нейронок часто опережает реальное научное понимание, и какие выводы из этого стоит сделать разработчикам.

Главный триумф AI в биологии - AlphaFold. Проект не возник из ниоткуда, он опирается на Protein Data Bank PDB базу данных, которую начали собирать еще в 1970-х. Успех модели обеспечили не только алгоритмы, но и десятилетия работы конкурса CASP, где эксперты верифицировали предсказания структур белков. Без жестких стандартов качества никакое GPU не дало бы результата. Многие команды пытаются применять ИИ там, где данных либо недостаточно, либо они не подходят. В медицине принято считать электронные медкарты золотой жилой, но для прорывов нужны новые биомаркеры и лабораторные исследования, которые сейчас недофинансированы.

После многих лет секретной деятельности стартап R3 Bio из Ричмонда, штат Калифорния, на прошлой неделе внезапно раскрыл подробности своей работы, заявив, что привлёк финансирование для создания «мешков для органов» из тел обезьян, лишённых сознания, в качестве альтернативы испытаниям на животных.

В интервью журналу Wired компания R3 назвала трёх инвесторов: миллиардера Тима Дрейпера, сингапурский фонд Immortal Dragons и инвесторов в области продления жизни LongGame Ventures.

Но в этой истории есть и другая сторона. И R3 не хочет, чтобы об этом рассказывали.

Журнал MIT Technology Review обнаружил, что основатель этого скрытного стартапа Джон Шлоендорн также представил поразительную, насыщенную медицинскими подробностями и вызывающую этические споры концепцию так называемых «безмозглых клонов», которые должны выполнять роль резервных человеческих тел.

Дословный перевод термина «геропротектор» – «защищающий от старения». Это любое вещество или устройство, сдерживающее данный процесс. В последние десятилетия в мире наблюдается значительный интерес к изучению механизмов старения и поиску новых препаратов и средств, направленных на продление жизни и увеличение активного творческого периода. 

Собственно о патентах на данные разработки мы сегодня и поговорим.

В 2019 году израильский лунный модуль «Берешит» разбился о поверхность Луны. На борту были тысячи тихоходок, залитых в эпоксидную смолу, обезвоженных, в состоянии, которое вежливо называют «криптобиоз», но по простому — мы не уверены, живые ли они вообще. Так вот, они, скорее всего, живые, и, скорее всего, им норм.

В этой статье разберем из чего же сделаны эти полмиллиметра бессмертия, и при чем тут инопланетяне.

На протяжении десятилетий нейробиологи пытались объяснить, как один нейромедиатор, дофамин, может одновременно выполнять две совершенно разные задачи. С одной стороны, он подкрепляет обучение, основанное на вознаграждении. С другой – запускает физическую активность. Новое исследование проливает свет на переключатель функций дофамина.

Последние несколько месяцев нейрохирурги в больницах Флориды, Коннектикута и Нью-Йорка готовились к экспериментальной операции, предназначенной для лечения болезни Альцгеймера — деменции, приводящей к катастрофической потере памяти. Операцию, которую они ранее отрабатывали на трупах, направлена на очистку дренажных путей головного мозга. Это может помочь собственной лимфатической системе пациентов вымыть токсины, которые, по мнению учёных, являются характерным признаком этого заболевания, от которого в одной только США страдают 7 миллионов человек.

Для этого врачи будут использовать самые маленькие в мире хирургические роботизированные инструменты, способные удерживать крошечные иглы размером с ресницу, а также ножницы и расширители, ширина которых примерно равна толщине человеческого волоса. Лимфатические сосуды на шее, на которых хирурги будут оперировать в рамках процедуры лечения болезни Альцгеймера, могут иметь диаметр всего 0,2 миллиметра — это толщина двух листов бумаги. «Это всё равно что взять пару волосков и сшить их вместе крошечными швами», — говорит Марк Толанд, генеральный директор стартапа MMI из Джексонвилля, штат Флорида, который производит микророботов.

Или почему 0.01% биомассы не имеют права решать за остальные 99.99%

Сегодня утром я закончил примерно десять миллиардов жизней, а потом пошёл обедать с коллегами. Звучу как потенциально успешный политик образца 2026 года, но речь не о том. Руки пахли автоклавированным LB-бульоном, а на столе стояли шесть чашек Петри с E. coli DH5α, которые я залил лизирующим буфером, потому что мне нужна была плазмидная ДНК. Кишечные палочки не вопили от боли, естественно не страдали от моих манипуляций, но всё же я их убил.

Этический комитет моего института об этом не знает. Не потому что я скрываю, а потому что никакого этического комитета у нас нет. Потому что ему нечего регулировать. Принцип 3R Рассела и Бёрча (1959) заканчивается ровно там, где начинаются прокариоты. Ноль документов. Ноль согласований. Ноль угрызений совести.

Нуууу, почти ноль.

Тема 3D-печати человеческих органов довольно популярна. Каждый месяц выходят новые исследования и статью. И Хабр тут не исключение. Мы сами уже писали про патенты в сфере биологической 3D-печати в России в 2023 году. 

Теперь рассмотрим патентную ситуацию в мире, а также свежие российские патенты.

Половина сотрудников увольняется, не проработав и месяца. Новички ошибаются, опытные перегорают, а отдел сортировки лаборатории напоминает проходной двор. В попытке решить эту проблему мы поняли простую вещь: всё внимание пользователя сосредоточено на пробирке, экран лишь помогает. Рассказываю, как мы пересобрали онбординг, встроив его в «танец» сортировщика, и получили измеримый бизнес‑результат.

Меня зовут Герман, я 8 лет занимаюсь B2B‑продуктами и сложными производственными системами.

«Фильм “Универсальный солдат” когда-то пугал нас образами бойцов, чьи тела превращены в идеальные машины с помощью химии и электроники. В 2026 году Лас-Вегас делает это реальностью на беговых дорожках. “Улучшенные игры” Питера Тиля — это больше не кино, это начало новой эпохи спорта, где атлет официально становится “собственностью” лаборатории». — Из обсуждения на Reddit (r/Biohackers, март 2026)

В конце мая 2026 года в комплексе Resorts World в Лас-Вегасе должно состояться открытие «Улучшенных игр» (Enhanced Games) — турнира, который готовится поспорить с эпохой классического спорта. Правила предельно просты: Всемирное антидопинговое агентство (WADA) не имеет здесь никакой власти. Атлетам официально разрешено использовать стероиды, пептиды, генную инженерию и кибернетику. Единственное условие — открытость протоколов и так называемый «медицинский надзор».

Спортивный истеблишмент видит в готовящихся Играх смертный грех. Так, глава World Athletics Себастьян Коу грозит пожизненной дисквалификацией любому, кто просто появится на этих стадионах. Официальные лица WADA открыто называют проект «опасным шоу» и призывают правоохранительные органы применять уголовные статьи к врачам-участникам.

Но для сторонников проекта это долгожданный момент истины. Они предлагают перестать делать вид, что «естественный человек» все еще существует в стерильном пузыре. Пока официальный спорт старается сохранить верность принципам «биологической чистоты», вычеркивая задним числом десятки рекордов из-за проваленных допинг-тестов, Лас-Вегас предлагает сбросить маски.

И прецеденты уже есть. Когда австралийскому пловцу Джеймсу Магнуссену пообещали миллион долларов за мировой рекорд на 50 метрах, он согласился на эксперимент, но не смог выжать из себя нужную скорость. Зато в феврале 2025 года на приватном ивенте этот миллион забрал грек Кристиан Голомеев, накачанный легальной фармакологией и неофициально пробивший отметку в 20.89 секунды. Ящик Пандоры открыт.

В начале 2026 года ленты новостей принесли тревожные сообщения из Сибири: массовые вспышки опасных заболеваний у КРС (крупного рогатого скота) привели к необходимости вынужденного забоя тысяч голов. Для многих фермеров это означало потерю бизнеса и средств к существованию.

Мы задались вопросом: может ли доступный Computer Vision стать первой линией обороны? Инструментом, который позволит фермеру в отдаленном районе провести первичный скрининг (триаж) животного с помощью обычного смартфона и вовремя вызвать ветеринара, не дожидаясь начала эпидемии.

Так родился проект AI-Vet-Scanner (наше пространство на Hugging Face), определяющий признаки заболеваний по фотографии.

Клетка растения содержит полный набор инструкций для воссоздания всего организма. Её можно откатить до эмбрионального состояния или заставить заново отрастить растение целиком.

Методу почти 100 лет, но прямо сейчас он стал промышленным и начал заметно менять рынки.

Особенно это касается косметики, медизделий и фармы. Многие комплексы дешевле получить из вагона ромашек в биореакторе, чем синтезировать каждый компонент по отдельности. Редкий хмель, который был нужен пивоварне, за один цикл клонирования (около месяца) выдал 119 растений из одного образца.

Так уже спасают редкие виды, так реанимировали Silene stenophylla 32-тысячелетней давности, которую нашли под слоем вечной мерзлоты, и так сейчас клонируют редчайшие коллекционные растения.

Добро пожаловать в мир рибофанка: теперь можно фармить любое растение на электричестве очень быстро!

Тридцать лет назад, летом 1996 года, весь мир обсуждал только одно: первое в мире клонированное млекопитающее, милую овечку по имени Долли. Тема не сходила с первых полос СМИ и попала в кино того времени, ее обсуждали как в популярных телешоу, так и на государственном уровне — этично ли клонировать человека? Можно ли считать такой клон отдельной личностью? Какие у него будут права?

Сегодня, несмотря на то, что наука серьезно продвинулась вперед в этой области, новых прорывов, подобных овечке Долли, не наблюдается, да и в целом человечество как будто серьезно охладело к теме клонирования. Почему? Разбираем, что это было, почему кончилось и какие у этой области шансы на развитие в XXI веке.

Медузы-кристаллы обладают таинственной красотой: благодаря особому белку они излучают слабое зелёное свечение. На протяжении десятилетий исследователи использовали этот зелёный флуоресцентный белок и подобные молекулы, чтобы «осветить» область биологии, отслеживая процессы, происходящие внутри клеток.

Теперь эти широко применяемые инструменты обретают новую жизнь: их квантовые свойства используются для того, чтобы превратить их в подобие фундаментальных элементов квантовых вычислений. «Эти флуоресцентные белки, которые все используют в качестве флуоресцентных меток, на самом деле можно превратить в кубиты», — говорит Питер Маурер, инженер-квантовик из Чикагского университета в Иллинойсе. Эта идея «звучит как научная фантастика», — признаёт Маурер. Но физика здесь не нова, и уже доказано, что этот подход в принципе работает.