Группа учёных под руководством Милана Стояновича (Milan Stojanovic) из Колумбийского университета сконструировали из молекулы ДНК четырёхногого робота, способного перемещаться самостоятельно по заданному маршруту. Во время опытов паукообразный механизм самостоятельно сделал около 50 шагов, переместившись на расстояние 100 нанометров (раньше ни один наноробот не мог сделать больше трёх шагов).



Программирование маршрута робота выполняется по специальной матрице. Зелёная точка — стартовая позиция, коричневые точки — маркеры движения, красные точки — контроль и остановка.

Генетики завершили анализ ДНК окаменелого фрагмента пальца, найденного в 2008 году в Денисовской пещере на Алтае. Результаты оказались неожиданными, возможно, в будущем придётся переписывать школьные учебники биологии, да и вообще пересмотреть наши взгляды на человеческую историю.

В то время как попытки составить базу данных с образцами человеческих ДНК жёстко пресекаются правозащитниками, полиции приходится проявлять изобретательность. Недавний случай в Лондоне стал первым в истории криминалистики, когда вину убийцы доказали с помощью ДНК его собаки.

Членов бандитской группировки из Южного Лондона поймали после анализа пятнышка крови, которое оставил на месте преступления стаффордширский бультерьер. Он тоже участвовал в убийстве и случайно порезался во время нападения на жертву. Полиция смогла доказать, что владелец собаки тоже был на месте преступления.

Ещё более интересная история произошла пять лет назад в Германии. В лесу нашли труп женщины, закопанный под дубом. Вину мужа никак не удавалось доказать, пока в багажнике его машины не нашли кусочек дерева. Анализ показал, что это именно тот дуб, под которым нашли труп. У растений тоже есть ДНК.

via slashdot

Прошу простить за нереально огромный перерыв после первой части :(

Линк на первую часть (врожденный иммунитет)

Итак, нечто, проникшее в организм, было признано враждебным и уничтожено. Но каждый раз определять посторонние сущности по общим неспецифичным признакам — далеко не оптимальная концепция поведения, так как патогены могут выработать систему маскировки, которая предотвратит их обнаружение. Для того, чтобы обнаруживать этих микроорганизмов (а также увеличить эффективность реагирования по отношению ко всем остальным), возникла специфичная (она же приобретенная) иммунная система, которая включает в себя T-лимфоциты и B-лимфоциты, производящие антитела.

Эта книга будет отличным дополнением к книгам о искусстве мышления.

Принципы работы головного мозга. Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности

Principles of Brain Functioning: A Synergetic Approach to Brian Activity, Behavior and Cognition


Издательство: ПЕР СЭ, 2001 г.
Твердый переплет, 352 стр.
ISBN 5-9292-0047-5
Тираж: 5000 экз

Герман Хакен — выдающийся немецкий ученый, хорошо известный в России как один из родоначальников термина «синергетика» и синергетического подхода к науке и междисциплинарным исследованиям. Его книги «Синергетика», «Иерархия форм неустойчивости в неравновесных структурах», «Самоорганизация и информация» были переведены на русский язык и были самым благожелательным образом встречены российской научной общественностью.

Пост представляет собой вольный перевод второй главы книги «Алгоритмическая красота растений» Пшемыслава Прущинкевича и Аристида Линденмайера (The Algorithmic Beauty of Plants, Aristid Lindenmayer, Przemyslaw Prusinkiewicz), и является продолжением замечательной статьи «L-Systems — математическая красота растений» valyard (ему спасибо за вдохновение :)

Многие годы ученые пытаются выявить зависимости между использование телефона и раком головного мозга. Недавно, эти исследования привели к необычным результатом. У мышей, с предрасположенностью к болезни Альцгеймера, облучение волнами, аналогичными волнам от телефона, привело к уменьшению вероятности развития этого заболевания. Так что, много говорить по мобильному телефону, может быть даже и полезно.

Про этом можно прочитать больше здесь (на английском языке).

По русски, можно прочитать здесь

В «Огоньке» пишут в их списке десяти открытий 2009 года:

Впервые в истории учёные из Нью-Йоркского медицинского университета смогли наблюдать в реальном времени процесс формирования дендритов — крохотных ответвлений от клеток мозга нейронов, которые отвечают за хранение долговременных воспоминаний. Для эксперимента нейробиологи использовали генно-модифицированных мышей, у которых нейроны коры мозга способны производить жёлтый флуоресцирующий белок — своеобразный маркер для новых воспоминаний. Выяснилось, что новые дендриты делятся на три группы: первая исчезает в первые дни после окончания тренировок; вторая сохраняется в среднем 1-2 месяца. Но есть и третья группа дендритов (около 0,8 процента), которая сохраняется на всю жизнь. Сделано грандиозное открытие: возможно, в будущем можно будет извлекать ранние младенческие воспоминания, стимулируя нужные зоны мозга, или записывать воспоминания умершего человека.

Надеюсь, всем понятно, что (несмотря на полёт фантазии журналистов) непосредственно до скачивания воспоминаний из мозга ещё очень далеко: науке ещё не известно, в каком формате хранятся воспоминания в дендритах.

Кроме того, долговременные воспоминания наверняка хранятся в мозгу как набор сильно сжатых и ярких впечатлений и образов, окрашенных эмоционально — никакого HD Video для просмотра извлечь не удастся, так что мелкие детали сцены убийства не получится достать из мозга жертвы, например.

С другой стороны, все тоталитарные правительства, которые с наслаждением в аэропортах раздевают своих граждан догола на экранах сканирующих рентгеновских установок, со временем получат инструмент для копания непосредственно в мозгу: сперва для проверки на терроризм, затем для проверки на оппозиционность, затем для проверки на нелояльность… Со временем, если помимо чтения появятся средства и для записи, то возможным сделается стирание долговременных воспоминаний, создание и наложение ложных воспоминаний для полной перестройки личности, и даже скачивание личности из одного тела в другое с предварительным «форматированием» нового носителя начисто.

Доброе время суток, уважаемое хабра-сообщество!

Это мой первый пост на Хабре, так что очень вас прошу, не судите слишком строго.

Я полагаю, все вы видели многочисленные рекламные ролики про уязвимый иммунитет, и все помнят школьные уроки, на которых рассказывалось про фагоцитов, пожирающих бактерий. Однако иммунная система организма — это сложнейший механизм, призванный оградить хозяина от любой опасности. А опасности могут быть очень разными. Я хотел бы попытаться рассказать о том, как иммунная система обнаруживает эти опасности, как она с ними борется, и как все это можно регулировать и использовать.

Глобальная эпидемия гриппа H1N1 является первой мировой пандемией такого масштаба с 1968 года. И для научного сообщества, и для медиков это очень важное событие. С экономической точки зрения здесь тоже есть определённый интерес. В расшифровку генома H1N1 и разработку вакцины вложено $3 млрд, производством лекарства занимаются пять компаний, одна из них — американская корпорация Sanofi Pasteur, уже получившая у правительства заказ на первые 75 млн доз.

В США количество смертей от H1N1 уже вышло на уровень 100 человек в неделю, и 25 октября президент Обама объявил в стране чрезвычайное положение. Власти начали призывать население делать прививки. Телеканал CBS в популярной программе «60 минут» показал научно-популярный фильм, в котором разъясняется процесс производства и распространения, а также медицинское воздействие вакцины против H1N1 (сопроводительный текст к фильму здесь). Несмотря на выполнение в какой-то степени «социального заказа», фильм содержит ряд интересных фактов.

Американская вакцина против H1N1 производится только на одной на фабрике в городе Свифтвотер (Swiftwater), штат Пенсильвания. Как и в других вакцинах, вирус H1N1 выращивают в куриных яйцах, здесь технология не сильно усовершенствовалась со времён Второй мировой войны.

Нобелевская премия 2009 по химии

Исследования функций и структуры рибосом.

Венкатраман Рамакришнан (Venkatraman Ramakrishnan), США; Томас Стейц (Thomas Steitz), США; Ада Йонат (Ada Yonath), Израиль.

Как известно, структура любого организма запрограммирована изначально в генетическом коде и сохраняется в ДНК. По этой программе (после её копирования в РНК) происходит производство каждой молекулы нашего организма. Непосредственно компиляцией протеинов занимаются рибосомы — своеобразные роботизированные мини-фабрики, которые присутствуют в каждой клетке. До XXI века наука не знала подробностей этого процесса, но он стал гораздо понятнее благодаря работе, которую нынешние нобелевские лауреаты практически параллельно выполнили и опубликовали в 2000 году. Они в малейших деталях засняли рибосому с помощью крио-электронного микроскопа и составили функциональную 3D-карту этого органоида. За что и получили Нобелевскую премию по химии 2009 года.

Нобелевская премия 2009 по медицине и физиологии

Открытие защитных механизмов хромосом от концевой недорепликации с помощью теломер и теломеразы.

Элизабет Блекберн (Elizabeth Blackburn), Кэрол Грейдер (Carol Greider), Джек Шостак (Jack Szostack), все — США.

Суть изобретения. Трое американских учёных в 1984 году обнаружили теломеразу — уникальный фермент, он позволяет увеличить количество раз, которое хромосоме позволено копировать себя. В клетке роль счётчика делений выполняет теломера — специальный отросток хромосомы. С каждым делением он должен уменьшаться, пока совсем не закончится. Так вот, теломераза прикрепляет на кончик отростка фрагмент TTAGGG, который помогает восстановить длину теломеры после деления.



Самое важное, что каждая клетка изначально запрограммирована на то, сколько раз ей позволено делиться (фиксированный размер теломеры при отсуствии теломеразы). Когда срок выходит (достигнут предел Хейфлика) — клетка умирает, а вместе с ней и весь организм. У людей это называют «старость». А вот теломераза даёт бессмертие некоторым клеткам, например, 90% раковых клеток.

Красота растений привлекала внимание математиков веками. Активнее всего изучались интересные геометрические свойства растений, такие как симметрия листьев относительно центральной оси, радиальная симметрия цветов, и спиральное расположение семечек в шишках. «Красота связана с симметрией» (H. Weyl. Symmetry). Во время роста живых организмов, особенно растений, можно четко видеть регулярно повторяющиеся многоклеточные структуры. В случае составных листьев, например, маленькие листочки, которые являются частью большого взрослого листа, имеют ту же форму, что весь лист имел на раннем этапе формирования.

В 1968г. Венгерский биолог и ботаник Аристид Линденмайер (Aristid Lindenmayer) предложил математическую модель для изучения развития простых многоклеточных организмов, которая позже была расширена и используется для моделирования сложных ветвящихся структур — разнообразных деревьев и цветов. Эта модель получила название Lindenmayer System, или просто L-System.

Для тех, кто в теме и не хочет все читать целиком, проскрольте вниз, есть вопрос.

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.

Израильские биохимики опубликовали научную работу с подробным описанием, как можно изменить образцы крови и слюны, так что тест ДНК покажет на другого человека. Более того, учёные считают возможным подделать образец ДНК конкретного человека даже не имея образца биологического материала с его тела, а просто на основании информации генетического профиля этого человека из базы данных.

Если есть возможность получить образец материала жертвы (волос или капля слюны на бокале), то подделка образца осуществляется с помощью амплификации генома методом полимеразной цепной реакции. Это стандартная техника, которая широко используется в биологической и медицинской практике, например, для диагностики заболеваний, для установления отцовства и т.д. В данном случае амплификатор запускают на полную катушку для синтеза большого количество псевдохромосом, которые затем можно внедрить в биологический материал на месте преступления (такую же каплю крови, слюны, фрагмент отпечатка пальца).

Техника подмены образцов ДНК доступна любому студенту старших курсов биофака, заявил Дэн Фрамкин, ведущий автор исследования, в интервью газете NY Times. Он говорит, что существующее оборудование криминалистических лабораторий не способно обнаружить разницу между настоящим и поддельным ДНК. Поэтому Фрамкин с коллегами основали коммерческую фирму Nucleix, которая продаёт оборудование для выявления амплификации в образцах ДНК. Это возможно по некоторым специфическим признакам (в цепочках не хватает определённых молекул).

Функциональный искусственный человеческий мозг может быть представлен уже через следующие 10 лет, сообщают ученые. Генри Маркман, ведущий исследователь и директор проекта Blue Brain Project (Проект Голубой Мозг), уже достиг успеха в симуляции работы элементов крысиного мозга. На конференции TED Global, проходящий в Оксфорде, он предложил, что одним важным применением синтетического человеческого мозга может быть поиск лечения для больных психических заболеваний, которыми предположительно страдают 2 миллиарда человек по всему миру с различными отклонениями.

«Это не невозможно воссоздать мозг человека, и мы сделаем это в течение 10 лет!» — заявил он. «И если у нас это получится, ждите голограмму на конференцию в 2020».

Краткое содержание предыдущих серий:

Ученые открыли ген синего свечения. Мы прочитали об этом гене загорелись сделать светящуюся трансгенную елку. Нашли в специализированных ресурсах его название и последовательность, выбили командировку у шефа и скатались туда, где живет животное – бутявка, в которой содержится этот ген.
Путем различных ухищрений с применением специального оборудования мы получили чистые молекулы ДНК гена bl1.
К этим молекулам ДНК навесили служебные последовательности для работы внутри клетки, и создали трансгенные бактерии E.coli на их основе.

Итак, настало время продолжения статьи о том, как все же сделать светящуюся елку к следующему новому году с применением настоящей генной инженерии, а не той, о которой вы до этого могли прочитать в новостях :)

Краткое содержание предыдущей серии:

Ученые открыли ген синего свечения. Мы прочитали об этом гене и загорелись сделать светящуюся трансгенную елку. Нашли в специализированных ресурсах его название и последовательность, выбили командировку у шефа и скатались туда, где живет животное – бутявка, в которой содержится этот ген.
Путем различных ухищрений с применением специального оборудования мы получили чистые молекулы ДНК гена bl1, кодирующего белок синего свечения.

У нас есть ген. Чего же мы ждем, спросят читатели, давайте засунем этот ген в елку и она начнет светиться?

Не все так просто, и вот, почему.

Приветствую уважаемое сообщество!

Итак, это мой первый пост на хабре :)
Посвящен он будет серьезной теме, в которой, волею судеб, я неплохо разбираюсь. А именно, генной инженерии.

Помнится, тут пробегал пост в котором говорилось о геннотехнологической лаборатории “на коленке”. Оказалось, что тема интересна аудитории, поэтому я решил заняться ее развитием с просветительскими целями.

Я буду давать наглядные и понятные обычным людям примеры для описания сложных процессов. Если кто-то посчитает нужным меня поправить – не стесняйтесь. Я буду сознательно упускать многие вещи, но если вам кажется, что без них страдает логика изложения – так же поправляйте.

Американские нейробиологи опубликовали результаты исследования процесса старения нейронов человеческого мозга. Они выяснили, в каком возрасте начинает неизбежная деградация нервных клеток, а также как именно аксоны теряют защитное покрытие из миелина. Это начинается, в среднем, в возрасте 39 лет. У кого-то раньше, у кого-то позже. Именно в этом возрасте организм постепенно теряет способность регенерировать миелин, и аксоны постепенно теряют свой функционал, причём потеря миелина ускоряется в геометрической пропорции со временем (U-образная кривая).