Биоинженерство или новата еволюция

[ramus]

Преди 17 часа, laplandetza said:

Ето това е спорно

кое точно - че не го разбирам така написано

[laplandetza]

Преди 12 минути, ramus said:

кое точно - че не го разбирам така написано

Това : Ако допуснем, живот е продукт на земни процеси, изцяло от неживо към примитивни бактериоподобни, то началните контролирани синтези са могли да бъдат и под друг запис и разчитане,намножаване с по различни нукл.киселини т.е. не както е в момента при най примитивните бактерии.

[Last roman]

Създадоха хибрид между овца и човек

Този ембрион на прасе е бил инжектиран с човешки клетки в началото на развитието си и на снимката е на четири седмици. Експериментът взривява медиите през 2017 г..
Снимка: Хуан Карлос Изпусиа Белмонт

Научно постижение доближава изследователите до отглеждане на човешки органи за медицинска трансплантация.

На 17 февруари тази година учени обявиха, че са създали втория успешен хибрид между човек и животно: ембриони на овце, които са 0.01 % човешки според броя на клетките. Ембрионите, които не се допуска да надвишат 28 дни, приближават изследователите до отглеждането на човешки органи за медицински трансплантации.

В САЩ на всеки час списъкът на чакащите за трансплантация на органи расте с по 6 човека и всеки ден 22 от вписаните умират. Само в САЩ всяка година над 100 000 души се нуждаят от трансплантация, но едва 2000 стигат до такава.

В отговор на това учените се опитват по изкуствен начин да увеличат предлагането на органи. Някои ги репликират в лабораторни условия чрез 3D принтери, други работят по създаването на изкуствени, механични органи, трети правят хибриди от два различни вида с надеждата да отгледат човешки органи в прасета или овце.

За последната цел изследователите изолират стволови клетки от животни, които могат да се развият в който и да е вид клетки от човешкото тяло. След това инжектират стволови клетки от един вид в ембрион на друг.  Ако ДНК-то на ембриона бъде насечено така, че даден орган да не порасне, външните клетки ще могат да запълнят тази празнина. Така учените ще могат да отгледат човешки черен дроб в живо прасе.

През 2017 с помощта на този метод учени успяха да отгледат миши панкреас в плъхове и показаха, че при трансплантацията му може да се излекува диабет при мишките. Още на следващия ден изследователи от Института Солк обявиха, че могат да поддържат жив ембрион, инжектиран с човешки стволови клетки в продължение на 28 дни.

Експерти похвалиха експеримента, но отбелязаха, че броят на човешките клетки – около една на сто хиляди – е твърде малък, за да е възможно органите да се използват за трансплантация.

На 17 февруари 2018 г. на годишната среща на Американската асоциация за напредък в науката ученият Пабло Рос от Калифорнийския университет, Дейвис обяви, че той и колегите му са прецизирали процедурата, като са увеличили броя на човешките клетки в ембрион на овце до една на десет хиляди.

„Смятаме, че въпреки това те не са достатъчни за отглеждането на орган“, обяви Рос по време на пресконференция. За да не бъде отхвърлен органът от имунната система ще трябва да се свърши и още работа, но все пак напредък има.

С напредването на експеримента се засилват и етичните спорове. Рос и колегите му признават противоречивата природа на работата си, но също така казват, че са изключително внимателни.

„Засега наличието на човешки клетки е много малко. Няма опасност да се получи прасе с човешко лице или мозък“, казва друг учен – Хиро Накаучи. Той добавя също така, че следят къде се размножават човешките клетки, като се стремят това да не е в мозъка или половите органи.

„Всички тези подходи са противоречиви и никой от тях не е съвършен, но те предлагат надежда на хората“, казва той. „Трябва да изследваме всички възможни алтернативи, за да осигурим органи за болните“.

http://www.nationalgeographic.bg/?cid=120&article=7255

 

Редактирано 21, 2018 от Last roman

[Last roman]

Scientists Have Accidentally Created An Enzyme That Eats Plastic

http://www.iflscience.com/environment/scientists-accidentally-create-an-incredibly-effective-plasticeating-enzyme/

[Last roman]

Учените създадоха нови хибриди от изкуствени и живи клетки

Oxford Science Blog

Екип от Имперския колеж в Лондон успя да направи нещо доста необичайно - създаде изкуствени клетки като вгради живи клетки в тях, съобщава IFLScience.

Въпреки че това изглежда като първата стъпка в създаването на някаква звучаваща фантастично изкуствена, подобрена форма на живот, истинската цел на учените е далеч по-непосредствена и практична. Вграждането им в изкуствени обвивки може да позволи на клетките да работят защитени от неблагоприятни условия.

Изкуствените клетъчни конструкции всъщност не са нови. Използвайки разнообразие от инженерни материали, те обхващат редица биологични компоненти в себе си, включително набор от ензими, жизненоважни за клетъчната обработка.

Новата новина в това проучване, публикувано в Scientific Reports, е, че за първи път цели клетки са затворени в изкуствени. В същото време ензимите, които се намират в обвивката, работят с живите клетки, за да произведат нови химични вещества, едното от които е боядисано флуоресцентно.

Екипът създава изкуствени клетки от капчици с определени размери с еластично покритие, в които имплантира с живи клетки - от бактерията Е. coli до лимфоцити и проби от карцином.

За да изпробват устойчивостта им, изследователите ги потапят в силно концентриран меден разтвор, нещо, което нормално би унищожило всички клетки. Гореспоменатите флуоресцентни светлини са знак за екипа, че всичко е наред.

Наистина клетките продължават да съществуват в продължение на няколко дни и дори успяват да се възпроизвеждат в рамките на своите плътни мембрани.

^{Схеми на новите синтетично/живи хибриди. Elani et al./Scientific Report}s

Трябва да се отбележи обаче, че тези "хибридни структури" не са пасивни обекти с силни защитни характеристики.

Статията на екипа изследва възможността те да бъдат биоинженерни "меки микромашини" по поръчка, които могат да изпълняват различни функции.

Няколко други проучвания вече предоставят доказателства, че концепция е ефективна при доставянето на лекарства, убиващи рака. Тя има значим потенциал при различни медицински случаи - от биосензори и диагностициране на болести, до изпращане на всякакви лекарства, отстраняващи имунната реакция или патогените.

Създаването на тези клетки натрапва аналогията с еволюцията на еукариотите. Тези сложни клетки се появяват от поглъщането на други форми на живот - от фотосинтезиращите хлоропласти до митохондриите, генериращи енергия - всички те някога били свободни живи същества, кооперирани от по-голяма единица и трансмурирани в специализирани органели. Това ново изследване представлява по-скоро феноменален антропогенен паралел, като изкуствените клетки капсулират живи клетки, които след това поемат ролите на самите органели. 

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Uchenite-sazdadoha-novi-hibridi-ot-izkustveni-i-zhivi-kletki_106637.html

[Last roman]

Хроника на синтетичната биология

Изкуствени белтъчни тела (протеини)

През 2004 г., след около 4 милиарда година след появата на първите в света полинуклеотидни и полипептидни вериги, техните потомци от Медицинския институт Хауърд Хюз в Университета на Вашингтон, под ръководството на Дейвид Бейкър (David Baker) синтезират първия изкуствен протеин Top7. За разлика от природата, която действа по метода на пробите и грешките, учените първо са моделирали белтъка на компютър от последователности от аминокиселини до триизмерна структура на молекулата, а след това по чисто химически начин, без гени и рибозоми са синтезирали последователността от няколко десетки аминокиселини.

Компютърно генерирано изображение на изкуствения протеин, Top7.  Илюстрация: Gautam Dantas/University of Washington

Но свойствата на протеините се определя не толкова от техния химически състав, колкото от тяхната триизмерна молекулна структура. Възпроизвеждането на процеса, с който се справя живата клетка в продължение на няколко минути, синтезирайки хиляди или дори десетки хиляди молекули в същото време, за групата от учени са необходими години. Само моделирането на фолдинга - огъването на молекулата на белтъка в триизмерна структура, ще отнеме около сто години компютърно време за изчисления. За да се ускорят сложните изчисления, изследователите използват софтуер за разпределени изчисления.

Първият синтетичен вирус

През 2002г. група от изследователи от Държавния университет на Ню Йорк под ръководството на Екард Вимер (Echard Wimmer) създават първия синтетичен вирус . В действителност, този вирус е в много отношения полусинтетичен. Той е реплика на природния полиомиелитен вирус.

Полиомелитен вирус, създаден от хората Илюстрация: bbc

Според изследователя Jeronimo Cello, вирусът на полиомиелит, сглобен в лабораторията е един от най-простите познати вируси - "Това беше много лесно да се направи". Този вирус съдържа само три гена, които кодират белтъците, необходими за възпроизвеждане: на тези белтъци, причиняващи разкъсване на клетъчните стени на заразения.

Може да се каже, че вирусът на Уимър е полуизкуствен -За синтезата на вирусната РНК групата на Уимърr използват естествени клетъчни ензими; за синтеза на протеините - екстракти от живи клетки, съдържащи компонентите, необходими за синтеза и сглобяването на вируса : рибозоми, ензими, нуклеотиди, аминокиселини, транспортни РНК и др.

Бактериофаги

През ноември 2003 г., изследователски екип от Института за алтернативни биологични източници на енергия под ръководството на Крейг Вентър (Craig Venter) обявиха, че са реконструирали бактериофаг φX174 с пръстенова едноверижна ДНК, която съдържа 11 гени в последователност от 5386 нуклеотиди. Вирусът е сглобен само за две седмици.

Едно от най-очевидните приложения на синтетичните вируси е създаването бактериофаги, способни да убиват бактериите. Тези вируси са по-добро средство за борба с инфекциите, отколкото антибиотиците. Напълно синтетични или генномодифицирани вируси могат да бъдат използвани за доставяне на гени в хромозомата при генното инженерство срещу генетични заболявания.

Вирус, отпечатан с 3D-принтер

Синтетичният вирус PhiX174 създаден от Autodesk Илюстрация: recode.net

Буквално тези дни (5.05.2014г.) излезе съобщение, че компанията Autodesk, че от миналия месец е започвала да произвежда синтетични Phi-X174 бактериофаги, вирус, който заразява бактерии с Е. коли, което е напълно безвредно за хората. Уникалното е , че това е вирус, отпечатан с 3D-принтер.

Така синтетичната биология и биотехнологиите дават сериозна заявка като бъдеща индустрия. Разбира се, въвеждането на тези инструменти в ръцете на повече хора носи рискове. Докато учените виждат голям потенциал за създаване на нови лекарства, ваксини и наноматериали, има и такива, които биха се опитали да ги използват за създаване на биологични оръжия.

 

Създаден е организъм с извънземно ДНК

Наскоро (7 Май, 2014г.), списание Nature и Scientific American обявиха за създаването на жив и способен да се възпроизвежда организъм с ДНК имаща три вместо две двойки бази. Това е успех на изследователска група от Калифорния, Scripps Research Institute, ръководена от Флойд Ромсберг (Floyd Romesberg), която работи вече 15г. по този проект.

Добавянето на нови букви в "Азбуката на живота" би могло да даде възможност на биолозите за значително разширяване на спектъра от протеини, които те биха могли да синтезират.  Credit: National Nanotechnology Initiative.

"Животът на Земята в цялото му разнообразие е кодиран от само две двойки бази на ДНК: A-T и G-C"' - каза Ромсберг, имайки предвид азотистите бази аденин и тимин и гуанин и цитозин. "Но ние сме създали организъм, които стабилно съдържа освен тези две двойки и трета, неестествена двойка бази", - подчерта той.

Според Ромсберг " това показва, че съхраняването на генетичната информация има и други възможни решения', различни от традиционната ДНК. "Разбира се, това ни води до биологията на разширеното ДНК, която ще има много невероятни приложения - от нови лекарства за нови видове нанотехнологии." - каза ученият.

Изследванията се провеждат върху ДНК на Ешерихия коли. Към двете двойки бази на ДНК, е добавена още една, изкуствено синтезирана, обозначена с буквите X и Y.

Този резултат пробив веднага предизвика голям интерес от експерти от цял свят. Потенциалните приложения на технологията включват вкарването на токсична аминокиселина в протеин, като се гарантира, че тя ще убива само раковите клетки, както и разработването на светещи аминокиселини, които биха могли да помогнат на учените да проследяват биологични реакции под микроскоп.

Стивън Бенър,от Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих, се изказа, че не вижда причина защо да не е възможно да се създаде и  изцяло синтетичен организъм. "Аз не мисля, че има някаква граница", казва той. 

Синтетичната бактерия Mycoplasma

Снимка: J. Craig Venter Institute. Синтетичната Mycoplasma mycoides JCVI-syn1 или "Синтия" - Първата изкуствена бактериална клетка. Илюстрация: clarin.com

През 2006 г. Институтът Крейг Вентър (JCVI), организация с нестопанска цел геномни изследвания, оглавявана от нобеловия лауреат Хамилтън Смит (Hamilton O. Smith) и включваща прочутия ДНК-изследовател Крейг Вентър и микробиолога Клайд А. Хатчисън III (Clyde A. Hutchison III) , подава документи за патент за предварително проектиран частично-синтетичен вид бактерия от рода Микоплазма (Mycoplasma), получена от генома на Mycoplasma genitalium.

Този пробив в областта на биологичните патенти е препятстван от правозащитната организация Action Group on Erosion, Technology and Concentration.(ETC Group) .

На 20 май 2010г. изследователи от Института Крейг Вентър публикуваха резултати, описващи успешното приключване на строителството на първата самовъзпроизвеждаща се синтетична бактериалната клетка. Екипът синтезира 1080000 базови двойки хромозоми, получена от генома на Mycoplasma mycoides и наречена от екипа "синтетична Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0". Групата ETC от Канада я наричат "Синтия".

Сглобяването на синтетичния M. mycoides геном в дрожди. Схема от Gibson, DG, JI Glass, и др.. 2010. Създаване на бактериална клетка се контролира от химически синтезиран геном. Science, Публикувани онлайн 20 май, 2010. Илюстрация: Институт Крейг Вентър

Това е синтетична клетка, с компютърно проектиран геном. Геномът е почти точно копие на естествения си аналог, само с няколко отстранени несъществените гени и малък брой грешки при последователността, които не засягат функциите на организма. Добавени са четири специални последователности с "воден знак" за се разграничи от оригиналната версия. Поредиците съдържат скрит код от имена и изречения, заедно с линк и имейл адрес, за кандидат-декодери

Проект "Минимален геном"

Екипът започна с бактерията Mycoplasma genitalium —условно-патогенен обитател пикочополовите пътища. Геномът на  M. genitalium се състои само от 482 гени , съдържащи 582 970 базови двойки , разположени на кръгова хромозома - това е най-малкия известен геном на естествен организъм. Внимателно, един по един, изрязвайки гените на хромозомата на M. гениталиум, изследователите са открили, че истински необходими за съществуването на бактерията са само 382 гени. Това усилие е известно като Minimal Genome Project.

Проектът е финансиран от специален грант (безвъзмездна помощ) от Министерството на енергетиката на САЩ в размер от 3 млн. долара. Смята се, че синтетичния геном струва около 40 милиона долара, а Инситутът Вентър досега е привлякъл общо над 110 милиона в инвестиции. Очаква се бъдеща сделка с Exxon Mobil за 300 милиона долара за изследвания за разработка на водорасли за дизелово гориво.

"Направи си сам" клетка

Учени от университета Рокфелер в Ню Йорк, водени от Албърт Либхабер (Albert Libchaber) и Винсент Нуаро (Vincent Noirot) и подходиха към проектирането на изкуствена клетка по друг начин - те не намаляват съществуващите гени, а конструират клетката "на чисто". Теоретично, всички компоненти на действащ модел на клетката могат да бъдат синтезирани от прости органични молекули, но е по-лесно да се вземат части от живи източници.

Изкуствените клетъчни везикули, съставени от пореста фосфолипидна мембрана, в чиято ДНК са проложени фрагменти от гени на светулка, могат да светят в зелено. Тази светлина е доказателство, че вътре в изкуствените клетки става синтез на протеини. Снимки: „Наука и жизнь“

Либхабер и колегите му подготвили разтвор, съдържащ рибозомиа и някои химически вещества, които се намират в клетките на Е. коли. Вместо пълния геном те създават само малки плазмиди. След това те заключили гените и молекулите в изкуствена двуслойна фосфолипидна мембрана.Установили, че тези мехурчета са в състояние да живеят поне няколко часа

В един от гените добавени от изследователите в плазмидите бил кодиран протеин, образуващ пори в мембраната. Протоклетките четяли този ген, строили молекули, съответстващи на протеина и ги вкарвали в мембраната. Образуваните пори позволявали на аминокиселини и други малки молекулиа да проникнат вътре в протоклетките, но не изпускали плазмидите и другите големи молекули.

За да следят на производството на нови протеинови молекули, учените добавили в плазмида ген, взет от светулка. Протоклетката светела със студена зеленикава светлина. Либхабер не нарича своето творение жив организъм, а предпочита термина "биореактор". Преходът от биореактора към истински жив организъм изисква още - трябва да се добави поне един ген, който да осигури възможност на биореакторите да се разделят на нови биореактори.

E. coli произвежда лекарства по поръчка

Най-ефективното антималарийно средство понастоящем в употреба се нарича артемизинин, който действа срещу най-смъртоносните причиняващи малария видове Plasmodium falciparum , включително и срещу мултирезистентни форми. Активната съставка в артемизимина се произвежда предимнно от екстракт от растението Artemisia annua (едногодишен пелин) и добивът му струва скъпо, а синтетичния му вариант не е по-евтин.

Джей Каслинг (Jay Keasling), ръководител на Националната лаборатория Лорънс в Бъркли, отдел за синтетична биология, заяви, че очаква да намали разходите за производството на артемизимин с 30-60%. като със средствата на генното инженерство.

Каслинг в лекция пред Medical School в Станфорд, през януари 2010г., изненадващо за аудиторията си съобщава "ние решихме, че ... можем да проектираме химически завод вътре в микроб, който да произвежда [артемизинин]." Схемата е проста: тъй като метаболитния път за синтезиране на лекарството в A. annua  е ясен, то трябва да сме в състояние да го пуснем в друг по-лесно култивиран организъм да бълва необходимото ни съединение в големи количества. 

 

Илюстрация: discovermagazine

Точно това направили Каслинг и екипа му, те вградили в E. coli сложна верига от гени на растението Artemisia annua (пелин) и дрожди. Модифицираните дрожди произвеждат прости захари до киселина, нетоксичен предшественик на артемизинин.Това генетично инженерство може да се окаже от голяма полза за болните от малария в световен мащаб. Работата е финансирана от фондацията на Бил и Мелинда Гейтс, Amyris Biotechnologies и Института OneWorld Health 43,0 милиона щатски долара за този проект.

Според Каслинг в продължение на три години е бил в състояние да се увеличи добива на лекарството милион пъти. "Още малко - и ние ще можем да произвеждаме "коктейл" на основата на две производни на артемизинина на цена 10 пъти по-ниска от сегашната" - смята Каслинг. Леко модифицирани бактерии, могат да бъдат много ценни за получаване на химични съединения, използвани в козметичната индустрия и най-важното - лекарството против рак - таксол.

Възторзи и съмнения

След ядрената бомба, няма друга наука като синтетичната биология и генното инженерство да предизвика такава буря с такъв широк диапазон от чувства - от възторг и надежди до страх, гняв и пълно отричане. Ето няколко въпроса:

• В лаборатория е произведен вирус на птичия грип (H5N1):  Планираното публикуване на експеримента с последователносттите на изкуствения вирус в списание "Science" през пролетта на 2012 г. е било спряно от комисията за биобезопасност на Съединените щати. Тя първа налога мораториум върху научните изследвания. След силни протести от страна на учените, публикацията вече е освободена с редакционни промени. Обосновката за цензурата била да не се предоставя никаква информация за био-терористи, както и повторение на експериментите в недостатъчно безопасни лаборатории, които могат да предизвикат пандемия.

Колко важна свободата и нецензурираното публикуване? На кого да е позволено кога и на какви основания да поставя граници на науката?

• Синтезиране на организми за решаване на проблемите на околната среда (биоремедиация): Крейг Вентър има планове с неговата компания Synthetic Genomics да създаде синтетични същества, предназначени за решаване на проблемите на околната среда, например: да се пречистват водата, да намаляват CO2 , токсични отпадъци, тежки метали или за производство на биогорива. Някои от организмите сякаш правят чудеса - някои гъбички могат да разрушават дори нервнопаралитични газове като силно токсичния зарин. Въпреки това, освобождаването на живи наносъщества в околната среда също създава рискове.

Сложността на взаимодействащите фактори в околната среда, е голяма: Какво може да се направи с тази непредвидимост? До колко могат да се предвидят последствията по време на експериментите?  Кой носи отговорността за екологичните системи, които принадлежат на никого и на всеки? Дали е етично да се опитаме да компенсираме щети на околната среда с нови рискове? Легитимно ли е да не се използват възможностите за биоремедиацията?

Илюстрация: tutzinger-diskurs.de

• Направи си сам. Молекулярните методи в науките за живота стават все по-лесни за използване, така че да може да се изгради жива материя и от аматьори "в гараж". Чрез интернет, може да се намерят инструкции и за създаване на бактерии.  Регулаторите нямат никакво влияние върху този процес.

Какви са потенциалните опасности от аматьорската синтетична биология? Размиват ли се границите между експерти и обикновените хора? Как може да се ограничи анархията? Възможно ли е да се прави наука от аматьори ? 

• Генетично модифицирани насекоми: Възможно е по генетичен път да се стерилизират насекоми, например комари за да се контролира маларията или други болести. В някои райони има съпротива срещу този метод. Световната здравна организация планира да се запаси с ваксини срещу връщане на полиомиелит и други вече изчезнали болести.

Възможно ли е да се налага една добра технология против волята на заинтересованото лице?Какво отличава осъзнатите решения от предразсъдъците? Колко важно е социалното приемане? 

• Генетично "осакатена" полиомиелитна ваксина: Синтетичната биология ще открие нови възможности за борба с инфекциозните заболявания. Например, може да с помощта на "вирусно инженерство" (Synthetic Attenuated Virus Engineering, SAVE), да се създаде ваксина срещу полиомиелит, като се използват живи вируси. Техният генетичен материал може така да бъде селективно синтезиран, което да позволява по-добър контрол на ваксината. Целенасочено вградена "грешка", може да предотврати мутациите, които могат да направят вируса отново опасен. Досега е разработен само като компютърен модел в Държавния университет в Ню Йорк.

Може ли рискът да оправдае евентуалната полза? Кой трябва да каже? 

• Човешката генетична модификация е вече факт: Все пак до появата на подвид Homo Novus, освободен от много от недостатъците на Хомо сапиенс и даже приспособен за извършване на определена работа, все още сме далеч, въпреки прогнозите. Преди това трябва да се спасят хората, които не са имали особен късмет с гените. По изчисления половината от всички хронични заболявания, които се случват на хората след 50-те им години имат наследствен характер. Предразположението към често срещани болести от артрит до язва са причинени повече или по-малко от комбинация и с различни отклонения в гените. Това е една от перспективите и задачите на генното инженерство. 

Източник:

Рукотворная жизнь, А. Чубенко

Researchers Design and Build First Artificial Protein, David Baker, PhD

First synthetic virus created, David Whitehouse BBC News

Autodesk Builds Its Own Virus, as the Software Giant Develops Design Tools for Life Itself , James Temple

First Life with "Alien" DNA Created in Lab, Ewen Callaway,Nature

First Self-Replicating Synthetic Bacterial Cell, J. Craig Venter Institute

Making anti-malarials from yeast: Jay Keasling and synthetic biology, Shah R. Ali, an MD candidate at Stanford Medical School.

Synthetische Biologie, Tutzinger Diskurs

http://nauka.offnews.bg/news/Biologiia_16/Hronika-na-sintetichnata-biologiia_405.html

[Малоум 2]

Това ми идва в повече:

http://megavselena.bg/vnimanie-genen-doping/

Внимание: генен допинг

Мислите, че измамниците никога не просперират? Не, това определено не е така, поне в спорта. Ланс Армстронг спечели тур дьо Франс седем пъти. Мани Рамирес спечели два пъти световните серии по бейзбол, Бен Джонсън спечели олимпийски златен медал. Десетки други печелят медали от Олимпийски игри.

Разбира се, длъжностните лица в крайна сметка разбраха, че Армстронг, Рамирес и Джонсън са използвали забранени субстанции и лекарства, а много спечелили олимпийски отличия трябва да връщат медалите си. Бяха наказани и цели държави за политиката им в областта на допинга.

В не толкова отдалеченото бъдеще обаче, атлетите мамили по този начин могат да бъдат забравени, заместени от такива, които ще мамят по начин, който е още по-труден, ако не и невъзможен за хващане.
Защото идва времето на така наречения генен допинг.

Учените вече знаят как буквално да пренапишат генетичния код на човека чрез генетична модификация и редактиране на гени. Това означава, че утрешните спортисти биха могли да постигат победи и рекорди с гени, които са синтетично променени.

Как ще работи това? Помислете за момент за генетично модифицираните организми (ГМО). Вероятно сте ги срещнали в супермаркета, може би сте чели за тях. За да се променят гените на растенията, учените обикновено използват вирус, за да въведат „полезен“ ген. На теория учените могат да прилагат същия процес, за да създадат и по-добър атлет.

Например, един учен може да „инструктира“ вирус, който да вмъкне допълнителен ген, насърчаващ организма да произвежда протеина еритропоетин (ЕРО). Еритропоетинът е гликопептиден хормон, който контролира образуването на червени кръвни клетки (еритроцити) от стволовите клетки на костния мозък, в зависимост от консумацията на кислород. Така той помага за доставката на кислород към тъканите, поради което спортистите го инжектират в продължение на години, за да подобрят резултатите си.

Откриването на допълнително инжектиран ЕПО е относително лесно, поради което спортистите, подложени на редовни допингови тестове го избягват. Но откриването на излишък от ЕПО произвеждан от самия организъм, а не внасян отвън, е много по-трудно, продължително и скъпо, макар че е възможно.

Длъжностните лица ще трябва да потърсят допълнителни копия от гена на спортиста в кръвта му или чрез друга биологична проба, казва за CNN Оливие Рабин, старши изпълнителен директор по международни партньорства в Световната антидопингова агенция (WADA).

Разбира се, това може да даде резултат само ако служителите знаят как изглежда оригиналния генетичният код на спортиста, преди да бъде редактиран. В края на краищата, кой казва, че спортистът не е роден с тази „екстра“ доза ЕПО?

Става още по-сложно ако се намеси и генната редакция. За разлика от генетичната модификация, която включва добавяне на гени, при редактирането на гени един спортист няма да има никакви добавени гени, които служителите да открият.

За да се справи с проблема, WADA обмисля да поиска от всички олимпийски атлети да представят копия на пълния си генетичен код. Това обаче е определено територия нарушаваща неприкосновеността на личния живот и въпросът става още сложен, когато се знае, че някои олимпийски спортисти са още непълнолетни.

На всичкото отгоре, това няма да спре възможното генетично модифициране при всички спортове, тъй като ще имаме нужда от копия от кода на всеки състезател (не само на онези, които се състезават на Олимпиадата), за да бъде хваната генетичната модификация преди да стане реална. Нещо почти невъзможно.

Затова изследователите предлагат официални лица да обучават спортистите за етичните въпроси и за рисковете за здравето, свързани с генния допинг, докато в този си вид той все още е само теория. Дали обаче ще проработи и подобно възпитание? Все пак, ако сме научили нещо от употребата на „стандартен“ допинг, това е, че спортистите са готови да поемат невероятни рискове, за да се справят с конкуренцията и да победят.

За някои спортисти потенциалните недостатъци на генния допинг може дори да изглеждат полезни, ако може да им помогнат да постигнат слава. И засега няма открит ефективен план за да бъдат спрени."

...

[Last roman]

Биохибридните роботи, изградени от жива тъкан, започват да придобиват форма

Биохибриден морски охлюв готов за действие. Credit: Dr. Andrew Horchler, CC BY-ND

Ако си мислите за традиционен робот, най-вероятно си представяте нещо, изработено от метал и пластмаса. Такъв тип роботи са изработени от твърди материали. Тъй като роботите поемат повече роли извън лабораторията, такива твърди системи могат да представляват рискове за безопасността на хората, с които взаимодействат. Например, ако промишлен робот се залюлее към човек, има риск от синини или нараняване на костите.

Изследователите все по-често търсят решения, които да направят роботите по-меки или по-съвместими – по-малко като твърди машини, повече като животни. С традиционните механизми – като двигатели – това може да означава използване на „въздушни мускули” или добавяне на пружини паралелно с моторите. Например, роботът Whegs има пружина между мотора и крака на колелото (wheel + leg = Wheg), което означава, че ако роботът попадне на нещо (като човек), пружината абсорбира част от енергията, така че човекът да не се нарани. Бронята на прахосмукачката робот Roomba е още един пример; тя е с пружина, така че Roomba да не поврежда нещата, в които се блъска.

Но областта на научни изследвания, които търсят по-различен подход, става все по-обширна. Чрез комбиниране на роботиката с тъканното инженерство, ние започваме да изграждаме роботи, задвижвани от жива мускулната тъкан или клетки. Тези устройства могат да бъдат стимулирани с електричество или със светлина, за да бъдат накарани клетките да се съкращават и да задвижват скелетите, към които са прикрепени, карайки робота да плува или да пълзи. Получените биоботи могат да се движат и са меки като животни. Те са по-безопасни за хората и обикновено по-малко вредни за околната среда в която работят, отколкото традиционният робот може да бъде. Както животните, те се нуждаят от хранителни вещества за захранване на своите мускули, вместо батерии, а освен това биохибридните роботи са по-леки.

 

Тъканно-инженерни биоботи върху титаниеви матрици. Karaghen Hudson and Sung-Jin Park , CC BY-ND

Изграждане на биобот

Изследователите измайсторяват биоботите с отглеждане на живи клетки, обикновено от сърце или скелетните мускули на плъхове или пилета, върху матрици, които не са токсични за клетките. Ако субстратът е полимер, създаденото устройството е биохибриден робот – хибрид между естествени и изкуствени материали.

Ако просто поставите клетки върху монолитен скелет без никакви насоки, в крайна сметка те ще заемат случайни позиции. Това означава, че когато изследователите прилагат електричество, за да ги накарат да се движат, съкращаващите сили на клетките ще се прилагат във всички посоки, което прави устройството най-малкото неефективно.

Така че за по-добро обуздаване на енергия на клетките, учените се обръщат към микромоделирането. Ние отбелязваме или отпечатваме микролинии върху скелета, направен от вещества, към които клетките предпочитат да се прикрепят. Тези линии насочват клетките, така че докато растат, те се наместват по отпечатания модел. Когато клетките са подредени, учените могат да определят как да се прилага тяхната съкращаваща сила към субстрата. Така че вместо една бъркотия от съкращаващи се клетки, всички те могат да работят в унисон, за да преместят крака или перката на устройството.

Тъкнно-инженерен мек робот, който се контролира със светлина. Karaghen Hudson and Michael Rosnach , CC BY-ND

Биохибридни роботи, вдъхновени от животни

Освен широка гама биохибридни роботи, изследователите са създали някои напълно органични роботи, използвайки естествени материали, като колаген от кожата, вместо полимери за тялото на устройството. Някои могат да пълзят или да плуват, когато са стимулирани от електрическо поле. Някои са вдъхновени от инженерни техники за медицински тъкани и използват дълги правоъгълни ръце (или конзоли), за да се издърпат напред.

Други са взели своите черти от природата, създавайки биологично вдъхновени биохибриди. Например, група, водена от изследователи в Калифорнийския технологичен институт, разработва биохибриден робот, вдъхновен от медузи. Това устройство, което те наричат медузоид, има ръце, подредени в кръг. Всяка ръка е микромоделирана с протеинови линии, така че клетките да растат в модели, подобни на мускулите в жива медузи. Когато клетките се съкращават, ръцете се сгъват навътре, задвижвайки биохибридния робот напред в богата на хранителни вещества течност.

Съвсем наскоро изследователите са показали как да се насочват биохибридните творения. Една група в Харвард използва генетично модифицирани сърдечни клетки, за да направи плуващ робот, вдъхновен от рибата скат. Сърдечните клетки били променени да се свиват в отговор на специфични честоти на светлината – от едната страна на робота има клетки, които отговарят на една честота, а клетките от другата страна отговарят на друга.

Когато изследователите осветяват предната част на робота, клетките там се съкращават и изпращат електрически сигнали към клетките по-нататък по тялото му. Съкращаването се разпространява по тялото на робота, премествайки устройството напред. Изследователите могат да завъртят робота надясно или наляво, променяйки честотата на светлината. Ако пуснат повече светлина на честотата, на която клетките от едната страна реагират, съкращаването на тази страна на „ската” ще е по-силно, което позволява на учените да насочат движението на робота.

Заздравяване на биоботите

Докато се правят вълнуващи разработки в областта на биохибридната роботика, все още има значително количество работа за вършене, за да се извадят устройствата от лабораторията. Устройствата в момента имат ограничена продължителност на живота и не притежават достатъчно голяма сила, което ограничава тяхната бързина и способност за изпълнение на задачи. Роботите, направени от клетки на бозайници или на птици, са доста придирчиви относно условията на околната среда. Например, температурата на околната среда трябва да бъде близо до биологичната телесна температура и клетките се нуждаят от редовно хранене с богати на хранителни вещества течности. Една от възможните мерки е да се опаковат устройствата така, че мускулите да са защитени от външната среда и постоянно да се къпят в хранителни вещества.

Друг вариант е да се използват по-стабилни клетки като задвижващи механизми. В университета Case Western Reserve, наскоро започнали да разследват тази възможност, като се обърнали към жилавия морски охлюв Aplysia californica . Тъй като А. californica живее в приливна зона, може да изпитва големи промени в температурата и солеността на околната среда в рамките на един ден. Когато има отлив, морските охлюви може да се озоват в капан в приливните басейни. Слънчевото греене може да изпари водата и температурата ще се повиши. От друга страна, в случай на дъжд, солеността на водата наоколо може да се понижи. Когато дойде приливът, морските охлюви са освободени от приливните басейни. Морските охлюви са развили много жилави клетки, за да издържат на това променливо местообитание.

Вдъхновен от морска костенурка биохибриден робот, задвижван от мускули на морски охлюв. Dr. Andrew Horchler, CC BY-ND

Екипът успял да използва тъкан от Aplysia, за да задейства биохибриден робот, което предполага, че можем да произвеждаме по-здрави биоботи с използването на тези еластични тъкани. Устройствата са достатъчно големи, за да носят малък товар – с дължина около 1,5 инча и широчина един инч.

Друго предизвикателство в разработването на биоботите е, че в момента на устройствата им липсва каквато и да е бордова контролна система. Вместо това, инженерите ги контролират чрез външни електрически полета или светлина. За да се развият напълно автономни биохибридни устройства, ще имаме нужда от контролери, които взаимодействат директно с мускулите и осигуряват сензорни входове към самия биохибриден робот. Една от възможностите е да се използват неврони или групи от неврони, наречени ганглии, като органични контролери.

Това е още една причина, поради която използването на Aplysia е вълнуващо. Този морски охлюв е моделна система за невробиологични научни изследвания в продължение на десетилетия. Вече се знае много за връзките между неговата нервна система и мускулите, което означава, че бихме могли да използваме неговите неврони като органични контролери, които казват на робота по какъв начин да се движи и да му помогне да изпълнява задачи, като например намирането на токсини или да следва светлина.

Докато тази област все още е в начален стадий от развитието си, изследователите предвиждат много интригуващи приложения на биохибридните роботи. Например, малките устройства, използващи тъкан на морски охлюв, могат да бъдат пуснати на рояци във водни съоръжения или в океана, за да търсят токсини или спукани тръби. Благодарение на биологичната съвместимост на устройствата, ако се счупят или бъдат изядени от дивите животни, тези екологични сензори теоретично не биха представлявали същата заплаха за околната среда, както биха били традиционните роботи.

Един ден могат да бъдат произведени устройства от човешки клетки и да се използват за медицински приложения. Биоботите могат да осигурят таргетирана доставка на лекарства, отстраняване на съсиреци или като стентове. Чрез използването на органични субстрати вместо полимери, такива стентове могат да бъдат използвани за укрепване на слаби кръвоносни съдове, за предотвратяване на аневризми – а с течение на времето устройствата ще бъдат реорганизирани и интегрирани в тялото. Отвъд дребномащабните биохибридни роботи, които се разработват в момента, продължават изследванията в тъканното инженерство, например опити да се създадат съдови системи, които може да отворят възможност за отглеждане на големи роботи, задействани от мускули.

https://nauka.bg/biohibridnite-roboti-izgradeni-ot-zhi/?fbclid=IwAR0fC3thjcDpH-YlYIUq9tkZYMc_Zl0wePfxMwXjrTBaRSfkXBTvcqrRLgY

[Exhemus]

ЧАКАЙТЕ ЧАКАЙТЕ!  Какво е това информационно наводнение?  и всичко е интересно!  
Дайте да го сортираме по различни теми?

Например:

-Асистирана еволюция

-Микромашини

-инфо-био техника

-киборги или  полукиборги

-медицински приложения

-био производство на нови /и стари/ материали

Възможно ли е да отворим тези и други теми и авторите на постингите сами да ги преместят в съответната тема?

 

[Last roman]

 

 

 

 

 

 

Не е само в Китай: И Университетът в Харвард призна, че редактира човешки гени (видео)

Сперма. Снимка: Wikimedia Commons

След ожесточените дебати около един скорошен експеримент в Китай, за който се твърди, че са създадени близнаци, чиито гени са променени, за да ги предпазят от ХИВ, добре е да се знае, че и в Харвардския университет се правят изследвания за подобряване на следващото поколение хора, съобщава MIT Technology Review.

Вернер Нойхаусър (Werner Neuhausser), специалист по ин витро (IVF) в Института за стволови клетки в Харвард, твърди, че планира да започне да използва CRISPR, инструментът за редактиране на гени, за да промени ДНК кода в клетките на сперматозоидите. Целта е да се разбере дали е възможно да се създадат бебета с IVF с много по-малък риск за заболяване от болестта на Алцхаймер по-късно в живота им.

За да е ясно, експериментите не включват ембриони - няма опит да се направи бебе. Все още. Вместо това, изследователите се опитват да променят ДНК в сперматозоидите, събрани от клиниката по инвитро в Бостън.

Това все още е много базово и непубликувано изследване.

И все пак целта на проекта е сходна на работата в Китай и повдига същия основен въпрос:

Иска ли обществото деца с гени, приспособени да предотвратяват заболяванията?

Откакто бе обявено съществуването на бебета с редактирани гени с технологията CRISPR, медицински органи и експерти жестоко осъдиха отговорния за проекта китайски учен Хъ Циянкуи. Съществуват доказателства, че експериментите му, които вече са прекратени, са проведени по неетичен, измамен начин, който може да застраши децата, които е създал. Китайският заместник-министър на науката и технологиите Сю Нанпин (Xu Nanping) заяви, че тези действия "пресичат морала и етиката и са шокиращи и неприемливи".

На фона на осъждането обаче, най-важното бе, че технологията за промяна на наследствеността е реална. Тя се усъвършенства много бързо, има характеристики, които ще я направят безопасна и може да бъде оправдана скоро за много по-широко използване за създаване на генно модифицирани деца.

Това бе посланието, изнесено на конференцията за генно редактиране в Хонконг в сряда, 28 ноември, от декана на Харвардския медицински факултет Джордж Дейли (George Daley) (във видеото започва в 1:15:30).

Проектът на Харвард

Може да се използва редакция на зародишната линия, коментира Дейли - и евентуално би трябвало да се използва - за оформяне на здравето на утрешните деца. Чрез редактирането на зародишните клетки, ще бъде възможно да се отстранят мутациите, които причиняват рак в детска възраст или муковисцидоза. Други генетични редакции биха могли да дадат на децата защита срещу често срещани заболявания. Списъкът на потенциално приемливите гени за Дейли, които трябва да се редактират, е и CCR5 - самият ген, който бе променен в китайските близнаци.

В Харвард, заяви Дейли, че Нойхаусър и изследователят Денис Вон (Denis Vaughan) ще започнат да редактират сперматозоиди, за да променят ген, наречен ApoE, който е силно свързан с риска от Алцхаймер. Ако един човек наследи две копия на високорисковата версия на гена, има около 60% вероятност да получи болестта на Алцхаймер.

За да се промени ДНК в сперматозоидите, екипът използва нова версия на CRISPR, наречена "редакция на базите" (base editing), разработена от друг учен от Харвард Дейвид Лиу (David Liu). Вместо да отрязва участъци от двойната спирала, базисната редакция може да замени една генетична буква от, да речем, G към А. Едно такава молекулна подмяна е достатъчно, за да превърне най-рисковата версия на гена АроЕ в най-малко рискованата.

Това, което плаши

"Но къде всъщност е рискът? Че Нойхаусър никога не е искал да разкаже какво става в неговата лабораторията", коментира авторът на статията в MIT Technology Review Антонио Регаладо (Antonio Regalado).

Липсата на прозрачност е една от причините, поради които китайският експеримент е толкова тревожен. Това бе направено тайно и те пренебрегнаха китайските закони, забраняващи подобна практика. "Проблемът е, че това ще направи нещата много по-трудни за всички останали, които следват правилата, ако напреднат толкова далеч без съответните одобрения", отбелязва НойхаусърНойхаусърНойхаусър. "Това е основната грижа. Не мисля, че изследването е противоречиво, но всеки ще се съгласи, че за момента не трябва да се крие от пациентите."

Дебатът вече привлече вниманието на регулаторите. Скот Готлиб (Scott Gottlieb), ръководител на Американската администрация по храните и лекарствата, вчера написа в Twitter, че "някои приложениа на науката трябва да се считат за незаконни и учените да бъдат изгонени. Използването на CRISPR за редактиране на човешки ембриони или клетки на зародишната линия трябва да бъдат изхвърлени". В интервю за BioCentury Готлиб посочи, че трябва да се прилага ограничение, ако клетките са "за размножаване".

Точно сега, Готлиб не може да изгони хора като Нойхаусър, които правят базисни изследвания. Но редактирането на сперматозоидите, подобно на миниатюрните ин витро ембриони, не е много законно в САЩ. Но това може да уплаши учените, да направи работата им по-трудна и да ги накара да продължат работата си в чужбина.

Нойхаусър вече работи под много ограничения. Публичното финансиране за изследване на ембриони от Националните институти по здравеопазване е забранено. В Масачузетс, за разлика от някои други щати, също е незаконно да се редактира ембрион само за да се изследва.

Това означава, че ако дойде време да се изпробва CRISPR спермата, за да се направи ембрион, изследването ще трябва да е далеч от Бостън. Нойхаусър посети Китай миналия месец, за да проучи възможностите за създаването на ембриони за изследване там. 

Засега ApoE е пример за лабораторен опит да се тества технологията и нейния потенциал. Все още не е сигурно дали промяната на този ген ще промени риска за детето да получи болестта на Алцхаймер по-късно в живота си. Все още няма доказателство, че ApoE е причината. "Това е един от основните рискови фактори за болестта на Алцхаймер, въпреки че никой не е показал причинно-следствена връзка", пояснява Нойхаусър. "Въпросът е да покажем принципа."

Но намаляването на риска от болестта на Алцхаймер през целия живот на новороденото ще бъде огромен прогрес.

Запазване на вида

"За лечение или предотвратяване на болести, почти всички са съгласни", коментира Нойхаусър.

Малък процент хора мислят, че използването на технологията за увеличаване на ръста или промяна на цвета на очите като добра идея. Нойхаусър признава, че някой може да направи и това в крайна сметка. "Както всяка технология, ще има злоупотреби", коментира ученият. "Но е важно да се върнем към един рационален подход, признавайки, че това има огромен потенциал и огромни рискове. Проблемът е, че когато хората се уплашат, нещата спират".

За тези, които искат да сложи край на тази линия на изследване, лекарите от Харвард имат един последен коз. Те казват, че редактирането на зародишните линии е важна технология, която може да спаси цивилизацията.

Какво ще стане, ако се появи нов вирус-убиец? Може би няма да имаме ваксина, но някои хора ще могат да му се противопоставят благодарение на гените си, както някои са се справили по-добре с  бубонната чума през средновековието. Не бихме ли искали да дадем генетичен антидот на всички членове на следващото поколение?

"Това е технология, която може да спаси вида, потенциално", казва Нойхаусър. В речта си в Хонконг Дейли посочи и потенциалната защита срещу бъдещи болести.

"Ние като вид трябва да запазим възможността да се изправим пред бъдещи заплахи, да поемем контрол", заяви деканът на Харвардския медицински факултет Джордж Дейли.

[Last roman]

Създадоха растения с усъвършенствана фотосинтеза

Нов начин за генетично коригиране на фотосинтезата увеличава добива на културите

Полевите тестове с растения в реални условия в селското стопанство разкриха как промяната на генетичните инструкции на растенията за процес, наречен фотодишане, увеличава добива на реколтата. Снимка: Brian Stauffer/Univ. of Illinois

Едно голямо постижение на генното инженерство опрости сложна, енергийно скъпа операция, която повечето растения трябва да изпълняват по време на процеса фотосинтеза. Това опростяване и ускоряване на ключови стъпки във фотосинтезата позволява да се произвеждат растения с повишена продуктивност, съобщава Science News.

По време на полеви тестове, генетично модифицираният по този начин тютюн увеличи растежа му с над 40%. Ако се стигне до подобни резултати при други култури, това би могло да помогне да се посрещнат нуждите от храна на нарастващото население в световен мащаб, пишат учените от Университета на Илинойс в Ърбана-Шапейн в статията си, публикувана в списание Science от 4 януари.

Фотосинтезата е поредица от реакции, които се извършват от растенията, цианобактериите и някои други организми, по време на които енергията на слънчевата светлина се използва за синтезиране на органични молекули от вода и въглероден диоксид.

Първата стъпка на този процес е фиксацията на атмосферния CO₂ , която се извършва от ензима рибулозобисфосфаткарбоксилаза (РуБисКО). Неговата основна задача е да помогне за превръщането на въглеродния диоксид от атмосферата в захари, които подхранват растежа на растенията.

^{Схема: Ross Koning}

РуБисКО е широко разпространен, съставя до 30% в листата на растенията, но не особено ефективен, защото често „прави грешки” и вместо CO₂ случайно хваща O₂. Тази реакция дава началото на биохимичен път, наречен фотодишане, който е неефективен, защото води до загуба на вече фиксиран въглерод под формата на CO2.

Фотодишането води до намаляване на продуктивността на растенията. А тези грешки на РуБисКО, които се случват през около 20% от времето, генерират токсичното съединение гликолат, което растението трябва да рециклира в полезни молекули чрез фотодишането. Това разхищаване на енергия може да намали добивите от 20 до 50% в зависимост от вида на растенията и условията на околната среда.

^{Алтернативни пътеки за фотодишане в тютюна. Три алтернативни пътя [1 (червено), 2 (тъмно синьо) и 3 (светло синьо)] се въвеждат в тютюневите хлоропласти за по-ефективно рециклиране на гликолата. Synthetic glycolate metabolism pathways stimulate crop growth and productivity in the field, 
Paul F. South et al, Science 04 Jan 2019}

Сега изследователите описват експерименти, които да заменят естествените начини за използване на вторичните продукти от реакцията на РуБисКО с кислорода с нови, по-ефективни.

Обикновено са нужни девет реакции, но използвайки генно инженерство, изследователите от новото проучване проектират по-директен химически път за фотодишането.

Авторите на новото изследване успяват да вместят процеса само в две стъпки, като използват ензими, чиито гени са взети от тиква и едноклетъчни водорасли и превръщат фосфогликолата в ябълчна киселина, която лесно се използва от растителните клетки.

^{Модифицирането на генетичните инструкции в тютюневите растения за фотосинтезата увеличава растежа на тютюневите растения с около 40% (вляво) в сравнение с немодифицираните растения (вдясно). Brian Stauffer/Univ. of Illinois}

Новата система за използване на фосфогликолата е въведена в тютюневия геном. Растенията се отглеждат в оранжерия и учените наблюдават тяхната производителност. Резултатите показват, че новият, двуетапен път за усъвършенстване на фотосинтезата позволява повишаване на производителността средно с 25%, а в някои случаи и с 40%.

Бъдещи експерименти с други различни видове растения ще покажат дали тази фиксация на фотодишането ще създаде същата, както при тютюна, ефективност при други култури. Екипът в момента провежда оранжерийни експерименти с картофи с новия набор от генетични модификации и планира да направи подобни тестове със соя, грах и ориз.

Вероятно ще са нужни поне още пет до десет години, докато тези генетични модификации бъдат одобрени за употреба в земеделските стопанства.

Интересно е защо в процеса на еволюцията не са изчезнали "грешките" на РуБисКО?

Сравнителният анализ на ензима в различни организми показва, че РуБисКО е съществувал преди 3,5 милиарда години, когато в атмосферата имало малко кислород и по това време той е заел ключова позиция в цикъла на усвояване на въглерода при фотосинтезата. В същото време функцията на оксигеназа в условията на ниско съдържание на кислород не играе съществена роля. С увеличаването на съдържанието на кислород, загубата на асимилирания въглерод в резултат на фотодишането се увеличава, но сложността на структурата на РуБисКО очевидно възпрепятства еволюцията на каталитичния център да елиминира оксигеназната активност. Тази хипотеза косвено се потвърждава от липсата на значителен успех досега в опитите да се увеличи афинитета на РуБисКО към въглеродния диоксид чрез генно инженерство

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Sazdadoha-rasteniia-s-usavarshenstvana-fotosinteza_120077.html?fbclid=IwAR0LT6bv-oYNPvTpcHyXszClpR0rQbv6TrZQMJ_pCIR_UaBGyHugQx0IfcA

[Last roman]

UK patient 'free' of HIV after stem cell treatment

• Share this with Facebook
•  
• Share this with Messenger
•  
• Share this with Twitter
•  
• Share this with Email
•  
•  

Image copyrightGETTY IMAGES

Image captionHIV was no longer detected in the patient's body after the transplant

A UK patient's HIV has become "undetectable" following a stem cell transplant - in only the second case of its kind, doctors report in Nature.

The London patient, who was being treated for cancer, has now been in remission from HIV for 18 months and is no longer taking HIV drugs.

The researchers say it is too early to say the patient is "cured" of HIV.

Experts say the approach is not practical for treating most people with HIV but may one day help find a cure.

The male London patient, who has not been named, was diagnosed with HIV in 2003 and advanced Hodgkin's lymphoma in 2012.

He had chemotherapy to treat the Hodgkin's cancer and, in addition, stem cells were implanted into the patient from a donor resistant to HIV, leading to both his cancer and HIV going into remission.

Researchers from University College London, Imperial College London, Cambridge and Oxford Universities were all involved in the case.

'Not an anomaly'

This is the second time a patient treated this way has ended up in remission from HIV.

Ten years ago, another patient in Berlin received a bone-marrow transplant from a donor with natural immunity to the virus.

Timothy Brown, said to be the first person to "beat" HIV/Aids, was given two transplants and total body irradiation (radiotherapy) for leukaemia - a much more aggressive treatment.

"By achieving remission in a second patient using a similar approach, we have shown that the Berlin patient was not an anomaly and that it really was the treatment approaches that eliminated HIV in these two people," said lead study author Prof Ravindra Gupta, from UCL.

---

Hope of a cure?

By BBC Online Health Editor, Michelle Roberts

Although the finding is exciting, it is not offering up a new treatment for the millions of people around the world living with HIV.

The aggressive therapy was primarily used to treat the patient's cancer, not his HIV.

Current HIV therapies are really effective, meaning people with the virus can live long and healthy lives.

But the reason this case is so significant is that it could help experts who are looking for new ways to tackle HIV and achieve a cure.

Understanding how the body can naturally resist the infection does offer up hope of this, even if it is still a long way off.

---

Prof Eduardo Olavarria, also involved in the research, from Imperial College London, said the success of stem cell transplantation offered hope that new strategies could be developed to tackle the virus.

But he added: "The treatment is not appropriate as a standard HIV treatment because of the toxicity of chemotherapy, which in this case was required to treat the lymphoma."

Image copyrightGETTY IMAGES

Image captionThe patient was able to stop taking antiretroviral therapy drugs to control his HIV

How does it work?

CCR5 is the most commonly used receptor by HIV-1 - the virus strain of HIV that dominates around the world - to enter cells.

But a very small number of people who are resistant to HIV have two mutated copies of the CCR5 receptor.

This means the virus cannot penetrate cells in the body that it normally infects.

The London patient received stem cells from a donor with this specific genetic mutation, which made him resistant to HIV as well.

But a reservoir of cells carrying HIV can still remain in the body, in a resting state, for many years.

The UK researchers say it may be possible to use gene therapy to target the CCR5 receptor in people with HIV, now they know the Berlin patient's recovery was not a one-off.

Prof Graham Cooke, National Institute for Health Research research professor and reader in infectious diseases from Imperial College London, said the results were "encouraging".

"If we can understand better why the procedure works in some patients and not others, we will be closer to our ultimate goal of curing HIV.

"At the moment the procedure still carries too much risk to be used in patients who are otherwise well."

'Potentially significant'

Dr Andrew Freedman, reader in infectious diseases and honorary consultant physician at Cardiff University, said it was an "interesting and potentially significant report".

But he said much longer follow-up would be needed to ensure the virus did not re-emerge at a later stage.

"While this type of treatment is clearly not practical to treat the millions of people around the world living with HIV, reports such as these may help in the ultimate development of a cure for HIV."

In the meantime, he said the focus needed to be on diagnosing HIV promptly and starting patients on lifelong combination antiretroviral therapy (cART).

This can prevent the virus being transmitted to others and give people with HIV a near-normal life expectancy.

https://www.bbc.com/news/health-47421855?ns_source=facebook&ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ocid=socialflow_facebook&fbclid=IwAR0AtKnWO1xKtKrH9AbeeCG2A3yMxYutRJNugFTMq4LdkDF7jvXsM154bFs

[Last roman]

 

Трети пациент излекуван от ХИВ след трансплантация на костен мозък

Няколко вида кръвен тест могат да открият HIV. Кредит: KTSDESIGN/SCIENCE PHOTO LIBRARY

След новините за британец, освободен от ХИВ вируса след лечението му от рак, подобен случай е докладван от изследователи, лекуващи пациент в Германия.

Това е още едно доказателство, че е възможно да се излекува ХИВ, пише New Scientist.

Вирусът заразява клетките на имунната система, които се образуват в костния мозък. Човек, известен като "пациентът от Берлин", е първият, с изчистен ХИВ вирус след лечение на рак през 2007 г. За да излекува левкемията си - рак на имунната система - той получава терапия, която включва убиване на почти всичките му имунни клетки с лъчетерапия или лекарства и след това са заместени с клетки от донор. Този донор е естествено устойчив на ХИВ, благодарение на рядка, но естествена мутация в ген, наречен CCR5 .

Оттогава никой друг не е успял да елиминира ХИВ от организма си по същия начин, докато не бе обявен втория случай в понеделник. Този човек, известен като "пациентът от Лондон", получава костен мозък от донор с мутация на CCR5 като лечение на лимфома на Ходжкин, друг рак на имунните клетки. Посъветван е да преустанови приема на антивирусни лекарства, които държат вируса под контрол около година след това. Осемнайсет месеца по-късно вирусът не се връща.

Вече е обявен вероятен трети случай вчера на Конференцията за ретровируси и опортюнистични инфекции(Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections) в Сиатъл. Биопсиите от червата и лимфните възли на този пациент от Дюселдорф не показват инфекциозен ХИВ три месеца след спирането на антивирусните лекарства - само стари фрагменти от вирусни гени, които не биха могли да се размножават, разказва Анемари Вензинг (Annemarie Wensing) от Университетския медицински център в Утрехт, Холандия, която работи по този случай. Случаят е точно като на пациентите в Берлин и Лондон, коментира тя.

Изследователите проследяват малкото други хора, които имат ХИВ и след това са имали трансплантация на костен мозък от някой с мутацията CCR5 в обединение, наречено IciStem. Както и досегашните трима, има още двама, които все още не са спрели да приемат антивирусни лекарства, разказва Хавиер Мартинез-Пикадо (Javier Martinez-Picado) от Института за изследвания на СПИН IrsiCaixa в Барселона.

Трансплантациите на костен мозък не могат да се използват за хора с ХИВ, които нямат рак, защото носят значителни рискове и се използват само като последна инстанция. Фактът, че подходът изглежда работи, би могъл да посочи пътя към други стратегии за лечение. Един от възможните методи е да се използва редактиране на ген, за да се мутира генът CCR5 в собствените имунни клетки на човека.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Treti-patcient-izlekuvan-ot-HIV-sled-transplantatciia-na-kosten-mozak_123491.html

[Last roman]

За първи път: цяло 3D принтирано сърце с биологични материали на пациента

 

Сърцето, 3D „отпечатано” от изследователи от Университета в Тел Авив, е едно от най-големите постижения на медицината. То е създадено от собствени клетки на пациента и напълно съответства на имунологичните, клетъчните, биохимичните и анатомичните му характеристики. Резултатите от разработката са публикувани в списанието Advances Science, съобщават Science daily.

Досега опитите на учените в областта на генеративната медицина, която комбинира биология и технология, бяха успешни в принтирането на тъкани или съдове, но този успех представя цял функционален орган.  

"Това е първият път, когато някой успява успешно да проектира и принтира цяло сърце с клетки, кръвоносни съдове, клапи и камери," съобщава проф. Тал Двир (Prof. Tal Dvir) от Университета в Тел Авив, който е водещ изследовател на проучването.

Сърдечната недостатъчност е заболяването с най-висока смъртност при мъжете и при жените в САЩ. В момента сърдечната трансплантация е единственото възможно лечение за пациентите в краен стадий на заболяването. Имайки предвид колко е малък боря на донорите, се налага да се разработи спешно метод за заместване на увредените сърца на пациентите. 

"Това сърце е направено от човешки клетки и биологичен материал на пациента. В нашата работа, тези материали служат за "биомастило", вещество направено от захари и белтъци, което може да се използва за 3D принтиране на комплексни модели на тъкани," обяснява професор Двир. "И преди са създавани 3D-принтирани сърдечни структури, но не със клетки или кръвоносни съдове. Нашите резултати показват потенциала на метода ни при създаването на персонализирани "резервни" тъкани и органи."

^{Характеристики на биомастилото; Tal Dvir et al. 2019 Advanced science}

Изследванията са проведени съвместно от проф. Двир, д-р Асаф Шапира (Dr. Assaf Shapira) и Надав Мор (Nadav Moor), докторант в лабораторията на проф. Двир.

"На този етап, нашето 3D сърце е малко, с размера на сърце на заек," разказва проф. Двир. "Но по-голямото сърце изисква същата технология."

За целта на изследването, биопсия от мастна тъкан е взета от пациента. След това клетките са отделени от неклетъчната част на тъканта. Докато клетките се препрограмират да се превърнат в стволови клетки с възможност за всякаква диференциация, извънклетъчната матрица (ECM), триизмерна мрежа от извънклетъчни макромолекули като колаген и гликопротеини, е превърната в персонализирания хидрогел, който служи за "мастило."

След смесването с хидрогела, клетките успешно се диференцират като сърдечни и вътрешни епителни клетки, за да създадат собствени за пациента, имуносъвместими сърдечни сегменти със собствени кръвоносни съдове и накрая и цяло сърце.  

^{3D принтиране на персонализирани сърдечни сегменти; Tal Dvir et al. 2019 Advanced science}

Според проф. Дивр, използването на собствен биологичен материал от пациента е жизненоважно за успешното създаване на тъканите и органите.  

"Биологичната съвместимост на създадените материали е от изключителна важност за да се елиминира рискът от отхвърляне на импланта, което е рискът при този тип лечение," смята проф. Двир. "В идеалния случай, биоматериалът трябва да притежава същите биохимични, механични и топографски свойства като собствените тъкани на пациента. Тук можем да съобщим за прост подход към 3D принтирането на плътна, кръвоснабдена и проходима за кръв сърдечна тъкан, която напълно съвпада с имунологичните, клетъчни, биохимични и анатомични характеристики на пациента."

^{3D принтиране на плътна кръвоснабдена сърдечна тъкан;Tal Dvir et al. 2019 Advanced science}

Сега учените планират да отгледат лабораторно принтирани сърца и да "ги научат да се държат като сърца," разказва проф. Двир. Те искат да трансплантират 3D-принтирано сърце на опитни животни. 

"Трябва да развием повече принтираното сърце," заключава той. "Клетките трябва да развият способност да изпомпват. Те в момента се съкращават, но трябва да работят заедно. Надеждата ни е, че ще успеем и ще докажем ефикасността и ползата от метода ни. Може би след 10 години ще има 3D принтери в най-добрите болници по света и тези процедури ще се провеждат рутинно."

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Za-parvi-pat-tcialo-3D-printirano-sartce-s-biologichni-materiali-na-p_126385.html?fbclid=IwAR3qn2oxt-NTWzwy26BQjM39ZeaNyY4a_sxFtSxJ__V0UqCpJQVD2jkoZ-8

Редактирано Април 16, 2019 от Last roman

[Exhemus]

Чудя се за какво е нужно сърцето да се принтира, като стволовите клетки могат сами да се диференцират и ще си го създадат, стига да са върнати в съответния стадий на ембриона.

   Значи, излиза, че още нямаме управление на стволовите клетки. Връщаме клетки в стволово състояние, но наслуки.

   Доколкото разбрах тези изкуствени сърца нямат инервация?

   

[Last roman]

цял принтиран /със собствени клетки/ орган е незаменим при трансплантации, защото елиминира риска от отхвърлянето му от организма. А и пациентът не е длъжен да пие после цял живот имуносупресори и да рискува да умре от тривиални инфекции. 

Колкото до инервацията - е един байпас ще свърши работа. ;0

 

[Skubi]

В някой от форумите бях писал и цитирал, че се е провел експерт точно със сърце, при който накарват клетките на сърцето да се самоизядат....Получават само ципата на оргънът чист, без мускулите. Тогава взели протоклетки/незнам как се казва на български/ и ги накарали да станат мускули. Така "построили" наново мускулите на сърцето, да же успели да го "съживят", но било безсилно и доживяло 2-3 дена.....Туй за принтиране е май поредната "мода" подпомагана от тази фирма която произвежда такива съоражения....Както изглеждат нещата в един живот средно ще ни е нужно поне 2 сърца, 1.5 черен дроб, 1 комлет бял, миниму, 1 пар колянни стави, при жените задължително и ставите в кръстът, стомашна жлеза. Да не говорим за разните травми от катастрофи и пр....

Така, че принтирането на органи или част от тях е бъдещеят голям бизнис. Аз бих купил акции на такива фирми които произвеждат тези принтери....Поне за внуците. 

 

[Exhemus]

On 17.04.2019 г. at 12:41, Last roman said:

цял принтиран /със собствени клетки/ орган е незаменим при трансплантации, защото елиминира риска от отхвърлянето му от организма. А и пациентът не е длъжен да пие после цял живот имуносупресори и да рискува да умре от тривиални инфекции. 

Колкото до инервацията - е един байпас ще свърши работа. ;0

 

То е ясно, че е най-хубаво да са собствени клетки, ама насила да ги поставяш не става. Нормално една клетка си знае "родното място" и се интегрира с колектива около нея по рождение.

    Какво като ги принтират във форма на сърце? Тези клетки не могат да си говорят. За да е всичко наред, клетките трябва да изпълнят точка по точка процеса на диференциация.  Т.е. една клетка на определена позиция трябва да има точно определен предшественик.

    Най-добре би било да се произведе партеногенетичен ембрион и от него да се вземат резервни части. 

    Не знам, обаче, какво казва етичния и законов кодекс?  Някъде май че разрешаваха, преди да е оформен мозъчният ствол?

[Last roman]

Преди 9 часа, Exhemus said:

То е ясно, че е най-хубаво да са собствени клетки, ама насила да ги поставяш не става. Нормално една клетка си знае "родното място" и се интегрира с колектива около нея по рождение.

    Какво като ги принтират във форма на сърце? Тези клетки не могат да си говорят. За да е всичко наред, клетките трябва да изпълнят точка по точка процеса на диференциация.  Т.е. една клетка на определена позиция трябва да има точно определен предшественик.

    Най-добре би било да се произведе партеногенетичен ембрион и от него да се вземат резервни части. 

    Не знам, обаче, какво казва етичния и законов кодекс?  Някъде май че разрешаваха, преди да е оформен мозъчният ствол?

експериментите с човешки ембриони са забранени, засега.

[Skubi]

Преди 49 минути, Last roman said:

експериментите с човешки ембриони са забранени, засега.

Кхммммм.  Човешки оргън, например хрущял на ухо са произвели вече с помоща на плъх. Fotó: University of Tokyo & Kyoto University

И кожа за ухо от своята 

Чел съм още за експерименти, че свине да се раждат с човешко сърце. Също и за този експеримент който в китай правят, имплантира ли са човешки мозъчни клетки в маймуни, с цел лекуването на паркинсом....

Абортирани ембриоти е позволено да се ползват като донори. Доколкото знам. 

Жалко, но е практика например, ако детето е болно и няма донор да, кхммм намекват на родителите да родят още едно което с голяма възможност да е подходящ донор на болното, защото биологически то е най-близо...

Това е на практика. Засега.

Но в индия е практика, хората да си дават единият бъбрек срещу заплащане.....

Преди години имаше/незнам урбан легенд ли е било/ за бразилска тайна болница, където намерили улични деца събрани, с по-един бъбрек и ако е било нужно ги убивали и за другият, и тогава и другите им органи ги "преработвали". Но най големият "износител" на човешки органи е Китай. Заради смъртните присъди, чрез застрелване в тилът. Смъртните присъди следства "преработване" за донорският "пазар" който по принцип е безплатен.

 

 

[Last roman]

Инженери от университета "Корнел" са създали "животоподобен" материал с изкуствен метаболизъм.

Като генетичен материал ДНК е отговорна за живота, какъвто го познаваме, но ДНК също е и полимер. Занимавайки се с неговата уникална природа, инженерите от университета са успели да създадат прости машинки, конструирани от биоматериали с качества, наподобяващи живите организми. Тези материали имат собствен метаболизъм и способността за самосглобяване и самоорганизация.

http://www.cornell.edu/video/engineers-create-material-three-key-traits-of-life

 

Cornell professor of biological and environmental engineering Dan Luo and research associate Shogo Hamada have created a DNA material capable of metabolism, in addition to self-assembly and organization.
 

Повече за това интересно постижение може да намерите тук:
https://buff.ly/2W1dEod

[Skubi]

Толкова количество жлези е било нужно за една ампула инзулин. На картината отпред. Но проблемът е бил не само количеството но и това, че от говежди и свински жлези.

А с диабетес има и мусулмани, евреи....Затова са "накарали" бактериите с вграден човешки геном да произвеждат огромно количество инсулин.

 2500 кг жлеза /свинска и говежда/ = 220г чист инзулин

https://cukkerberg.blog.hu/2013/11/28/marhatol_emberig_avagy_az_inzulin_tortenete

[laplandetza]

Преди време бях попаднал на инфо, в което имаше напредък в синтезиране на макроструктура, с основа една много дълга верига, не е една , а много паралелни на ненаситено съединение в порядък над няколко сантиметра, с цел експерименти за биологичен суперпроводник при стайна температура. Някой има ли информация, не намирам това което помня.

[Малоум 2]

Почти кардинално мнение по опастностите за човечеството: (пак надскачаме себе си ... ще забраняваме еволюцията?!?)

https://megavselena.bg/tryabva-speshno-da-prekratim-chistata-evoljuciya-i-estestveniya-podbor/

Трябва спешно да прекратим чистата еволюция и естествения подбор

Предлагаме ви мнението на Аласдеър Макензи, молекулярен генетик от университета в Абърдийн, Шотландия.

Случаите на морбили в САЩ са достигнали 25-годишен връх през последния месец. Подобна ситуация изживява и Европа.

Това са новини, които можете да очаквате, когато родители спират да ваксинират децата си от 90-те години насам, от страх, че учените им предлагат ваксини, които са по-опасни от самите болести.

Става нещо като мода през последните две десетилетия мнозина да се връщат към естествения и предполагаемо здравословен начин на живот на нашите предци от пред-индустриалните времена.

Страхът около ваксините става част от вярванията на много хора в органичното движение, анти-ГМО и философията на Ню Ейдж. Те все повече отхвърлят способността на науката да подобри живота ни, поставяйки почти религиозно доверие в благоволението на „майката природа“.

В съчетание с това идва пълната вяра в еволюцията. Тя се разглежда като грижовна и състрадателна сила, която е оформила хората и останалата част от естествения свят. Има нарастващо убеждение, че ако естествената еволюция бъде оставена на собствените си способности, тогава всичко ще работи за най-доброто на хората.

Но тази идея за еволюцията е най-малкото неточна. Еволюцията по-скоро е брутален и безразличен, дори опасен противник, който медицинският свят непрекъснато се опитва да манипулира и преодолява.

Вероятно заради блясъка на теорията на Чарлз Дарвин еволюцията е прекалено популярна и общоприета. Но дали реалността е толкова бляскава?

Еволюцията произтича от невъзможността на всеки организъм винаги да предаде съвършено копие на своята ДНК на следващото поколение. За това можем да благодарим на фактори като грешността на машината в живите организми, която копира ДНК; и основната нестабилност на ДНК, когато е изложена на определени химикали или видове радиация, които винаги са съществували в нашата околна среда.

Това означава, че никой не е наследил перфектно копие от ДНК на родителите си. Всъщност, една от причините да имаме двама родители е да се гарантира, че ако нещо се обърка с едно копие от нашите гени, ще има втори ген за защита. Естественият подбор настъпва когато нашата ДНК мутира и тук нещата стават наистина опасни.

Естественият подбор е процесът, чрез който мутациите в един вид, които са „най-подходящи“ за тяхната среда, процъфтяват, докато „по-малко подходящите“ отмират. Естественият подбор диктува всичко, което виждаме около нас, от дължината на вратовете на жирафите до формата на перките на акулите.

Видовете, които имат най-малко полезни мутации, могат да очакват ужасяваща смърт от глад, хищници, канибализъм, болести, суша, наводнения, удавяне и много други неща.

Оставени на произвола на мутациите, по време на средната продължителност от техния живот от 30 до 40 години, майките ще раждат осем до десет деца, само за да загубят половината от тях, преди да достигнат възрастта, където могат да предадат гените си на следващото поколение.

Това е голямата еволюция: неизбежната жестока ерозия на по-голямата част от индивидите, които имат един набор от гени, в полза на малкото щастливо малцинство, което има генетичната способност да оцелее.

Като вървят малко по-бързо от брат си или сестра си, генетичните победители оцеляват. Докато се придържат към живота по време на глад или болест, те наблюдават как техните братя и сестри линеят и умират.

Ако вярваме в данните за човешкото разнообразие, ние сме вид, който е намалял до само около 600 индивида преди повече от 100 000 години. Това е реалността на това откъде сме дошли как „Майката природа“ ни е оформила като индивиди.

За съжаление, разбира се, и днес сме свидетели на развитие на хората, при което все още хиляди умират от болести, милиони гладуват от лишения, поради неравностойни общества и липса на достъп до чиста вода, храна и лекарства. Така в много области все още оставаме на милостта на естествения подбор, най-малко моралния начин за развитие на един вид. Това налага спешно и дори агресивно спиране на еволюцията на човешкия род. Единственият начин да направим това е да прегърнем резултатите от научните изследвания. Най-голямото ни постижение като вид е да се освободим от чистата и жестока еволюция, от естествения подбор. Това означава, че се нуждаем от ГМО храни, за да избегнем глада като причина за смъртта на милиони.

Нуждаем се от изкуствени добавки, за да гарантираме, че храната, която отглеждаме, може да бъде безопасно консумирана от нарастващото население преди да се развали. И най-важното от всичко, ние се нуждаем от ваксини за предотвратяване на болести.
Никога повече не трябва да оставяме децата си на гнева на Майката Природа, да ги подлагаме на естествения подбор и силите на собствения им организъм. Науката се развива и от там трябва да идва развитието, включително и на видовете, а не от жестокия естествен подбор.

Публикувано в изданието Sciencealert.com.

...

...

"... Най-голямото ни постижение като вид е да се освободим от чистата и жестока еволюция, от естествения подбор. Това означава, че се нуждаем от ГМО храни, за да избегнем глада като причина за смъртта на милиони..."

Звучи на "платена реклама".

Естественият закон е: Което се приспособи, ще оцелее!..

Да, ама промяната на средата е човешка дейност и вече не е ... естествена, а силно замърсена с късовълнови излъчвания на ЕМПоле, в което пребиваваме. Това променя много бързината на действие, на всичко що е процес. И, виждаме, че средата "си го връща" - ураганни бедствия, например и ... споменатото в статията за апокалипсис. "Вината" не е в развитието на науката, а в алчността на хората - непременно да се печели много, без да се "връщаме" да си поправяме щетите. (писал съм го преди: Ако искаме да сме богати материално и духовно, трябва да намалим алчността си!)

Природата ще ни смачка, ако се обръщаме срещу законите й - всички природни закони, взети заедно, доказват Дарвин и еволюцията. Човешките закони са "измислени" за еднолично обогатяване (или на отделна група), не са природни закони. (има си поговорка: Господ дава, но в кошара не вкарва!)

...

...

[Last roman]

Учени получиха най-изкуствено създадената до момента форма на живот

Escherichia coli; Изображение: pixabay

Учени са преработили ДНК на Еscherichia coli, за да разберат на какво се дължи изключително дългият й генетичен код. С размер от четири милиона двойки бази, сега е постигнат най-големия резултат в опитите да се синтезира изкуствено живот. 

Всички живи организми на Земята дължат многообразието си на комбинациите от символи в един език - този на ДНК. Само няколко "букви" са достатъчни, за да се създадат десетки трибуквени "думи", всяка които после бива преведена на диалекта на белтъците. 

Четирите букви на ДНК са азотните бази аденин, цитозин, гуанин и тимин, означавани с A,C,G и T и могат да бъдат комбинирани в 64 варианта на трибуквени думи, наречени кодон. За представянето на двадесетте аминокиселини се използват 61 от тях, а останалите три се използват като пунктуация - означавайки начало и край на гените. 

В ДНК речника има и синоними, означаващи едно и също. Това прави доста изобилен набор и за това има причина. Случайни промени могат да превърнат един кодон в негов синоним, но в крайна сметка да се получи същия продукт. 

Но има ли нужда от всички тези допълнителни синоними или можем в контролирани лабораторни условия да ги намалим до нещо по-сбито?

За да дадат отговор на този въпрос, учени от Кеймбридж изследват целия генетичен код на щам от E. coli и отбелязват всеки път, когато три различни кодона се появят. Два от тях се превеждат в аминокиселината серин, докато третия е стоп кодон. Всички тези тройки са заместени с един от другите четири кодона за серин или един от другите два стоп кодона. 

На хартия, да се направят тези 18 000 корекции изглежда лесно, но истинското предизвикателство е да се съедини химичното копие от пренаписания геном и да замени оригиналното в жив организъм. Това се случва на части, а докато ги заместват, учените наблюдават дали бактерията ще функционира нормално или ще загине.

"Съвсем не беше ясно дали е възможно да се създаде толкова голям геном и да се промени толкова много," разказва биологът Джейсън Чин (Jason Chin).

Редактираната версия все пак изменя малко своя предшественик, правейки клетките малко по-дълги, а те се възпроизвеждат 1,6 пъти по-бавно. Но редактираната бактерия изглежда здрава и произвежда същия вид и количество протеини, както и нередактираната версия. 

Това са добри новини за учените, които искат да изследват границите на редакцията на бактериалния геном, за да се използват тези организми за създаване на синтетични материали. Последните успехи на синтетичната биология дори въвеждат нови бази, различни от традиционните четири, предполагайки невиждана революция на живота на Земята в бъдещето. 

Това проучване е публикувано в списание Nature.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Ucheni-poluchiha-naj-izkustveno-sazdadenata-do-momenta-forma-na-zhivot_129005.html?fbclid=IwAR2_ClZEUsd6ebVfMt4E6vfc34iXKUPfndyFU22PFVmYL9scy_T9Zm7hWVs