Автор Тема: Интересные новости и комментарии  (Прочитано 341843 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 8848
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1980 : Декабрь 25, 2019, 06:43:53 »
  Господь умер, да здравствует Суперкомп!

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1981 : Декабрь 26, 2019, 13:22:26 »
Наши клетки подслушивают разговоры бактерий
https://www.nkj.ru/news/37748/
Защитная антибактериальная реакция у животных включается тогда, когда бактерий становится достаточно много, чтобы они стали представлять опасность.

Патогенные бактерии начинают вредить, только когда их становится достаточно много. Особенно это заметно в случае так называемых оппортунистических инфекций, когда микробы начинают активно размножаться и запускают болезнь только при благоприятных условиях. При этом они выделяют токсины, которые помогают им закрепиться в организме и обеспечить себя ресурсами. Один из примеров условно патогенных бактерий – синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa, которую можно найти в каждом туалете, и которая может вызывать достаточно тяжёлые заболевания, вплоть до пневмонии и сепсиса.

О том, не пора ли начинать атаку, бактерии узнают, общаясь друг с другом с помощью особых сигнальных молекул. Эти молекулы помогают им понять, достаточно ли много бактериальных клеток, чтобы им всем вместе начать синтезировать токсины и другие вещества, помогающие защититься от иммунитета. На атаку нужна энергия, и если бактерии не смогут укорениться в организме, то все потраченные ресурсы пропадут зря. Поэтому общение с помощью химических сигналов для бактерий крайне важно.

Но ведь и для иммунитета также важно знать намерения бактерий: если их мало, то не стоит тратить на них силы – они ведь и сами знают, что их мало, и не будут вредить. Однако нужно  вовремя заметить, когда микробы вдруг решат перейти к активным действиям. А заметить это можно, перехватив те самые бактериальные сигналы.

Исследователи из Института биологии инфекций Общества Макса Планка вместе с коллегами из других научных центров пишут в Science, что наши клетки действительно умеют анализировать сигналы от бактерий. Эксперименты ставили с клетками рыб, мыши и человека – у всех у них есть так называемые арил-гидрокарбоновые рецепторы, с которыми могут взаимодействовать несколько типов бактериальных молекул, которые относятся к чувству кворума. (С помощью чувства кворума бактерии оценивают собственную численность и коллективные возможности.)

Некоторые из таких молекул выделяются только тогда, когда микробов ещё мало, и если они связываются с рецепторами на клетках животных, защитная реакция подавляется – в ней пока просто нет нужды. Но если клетки начинают чувствовать по бактериальным молекулам, что кворум для атаки у бактерий вот-вот наберётся, то в клетках с помощью тех же арил-гидрокарбоновых рецепторов включаются гены, помогающие справиться с бактериальным вторжением. Воспалительная реакция и прочие иммунные процессы ведь не только истребляют бактерии и заражённые ими клетки – иммунное оружие довольно ощутимо может задеть и здоровые ткани. Если активировать иммунитет в полную силу, едва только заметив каких-нибудь бактерий, от этого будет больше вреда, чем пользы. Поэтому животные обзавелись рецепторами, позволяющими оценивать численность врага, реагировать на него только тогда, когда действительно нужно.

P.S. Чуток непривычно и забавно, в данном контексте, воспринимается слово "подслушивают".

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1982 : Декабрь 26, 2019, 17:11:23 »
Когда шимпанзе учат друг друга
https://www.nkj.ru/news/37755/
Шимпанзе готовы поделиться с товарищем обучающим орудием труда, если они это орудие используют очень сложным образом.
 
Шимпанзе умеют пользоваться орудиями труда: они берут камень, когда надо разбить орех, и пытаются палочкой достать насекомых из какой-нибудь расщелины. Но не все шимпанзе одинаково способны, и не все сами догадываются, что нужно сделать с камнем или палочкой. Притом никаких обучающих курсов у них не предусмотрено: если хочешь чему-то научиться, наблюдай за другими. Максимум, что может для тебя сделать твой товарищ, который уже что-то умеет, это отдать тебе инструмент, что происходит очень нечасто. Однако исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе пишут в PNAS, что в некоторых случаях шимпанзе очень даже готовы пойти навстречу товарищу, чтобы тот научился, что нужно делать с инструментами.

Известно, что навыки использования орудий труда отличаются среди шимпанзе от популяции к популяции, и одну и ту же задачу в разных популяциях могут решать по-разному. Авторы работы наблюдали как раз за двумя популяциями шимпанзе, которые использовали разные техники для добывания термитов. Чтобы достать термитов, обезьяны засовывают в щели термитника палочку и потом достают её, облепленную насекомыми.

В одной популяции шимпанзе занимались такой «рыбалкой» в упрощённом виде, просто суя палочку в термитник. А вот в другой популяции обезьяны использовали целый набор инструментов, причём использовали их в строго определённой последовательности. Кроме того, «удочку» для термитов брали только от конкретного вида растения и специальным образом её обрабатывали, чтобы она лучше выполняла свою задачу.

Исследователи сравнивали, как передаются навыки добывания термитов в этих двух популяциях. Оказалось, что в той популяции, в которой манипуляции с палочками были сложнее, шимпанзе в три раза чаще дают свои инструменты другим, и матери-шимпанзе с особой готовностью отдают палочки, когда их о том просят. Наоборот, матери-шимпанзе, которые обращались с палочками проще, чаще отказывались отдать инструмент своим детям, невзирая на их просьбы.

По словам авторов работы, передачу инструмента вполне можно назвать обучением: шимпанзе, который не умеет обращаться с палочкой для ловли термитов, может рассмотреть её и найти что-то похожее по её образцу (а потом ещё и обработать). Но готовность обучить другого на примере своего инструмента проявлялась только в той группе шимпанзе, где манипуляции с инструментами были сложнее. Возможно, что нечто похожее происходило и у людей: передача культуры из рук в руки началась тогда, когда культура уже довольно сильно усложнилась.

Оффлайн Evol

  • Участник форума
  • Сообщений: 3007
    • Просмотр профиля

Оффлайн Evol

  • Участник форума
  • Сообщений: 3007
    • Просмотр профиля

Онлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 2406
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1985 : Январь 10, 2020, 09:24:55 »
Живорождение и яйцекладка синхронно у одной самки: https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/447656/

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1986 : Январь 13, 2020, 12:31:47 »
Жизнь на Земле могла возникнуть в щелочных озерах с высоким содержанием фосфора
https://elementy.ru/novosti_nauki/433591/Zhizn_na_Zemle_mogla_vozniknut_v_shchelochnykh_ozerakh_s_vysokim_soderzhaniem_fosfora
Фосфор — один из шести основных химических элементов, из которых строятся живые организмы. Поэтому считается, что жизнь могла возникнуть только в среде, содержащей свободный фосфор или его соединения. Но, если судить по сохранившимся отложениям, в большинстве древних водоемов концентрация фосфатов была слишком мала для появления первых живых организмов. Есть и исключения — так называемые содовые озера, образующиеся в условиях жаркого климата в бессточных котловинах. Американские ученые изучили современные содовые озера и пришли к выводу, что их аналоги в древности вполне могли стать местом зарождения жизни.
Цитировать
Содовые озера (см. Soda lake) — это, как правило, бессточные водоемы, образующиеся в засушливом климате в понижениях рельефа и собирающие воду с окружающей территории. Высокая скорость испарения и отсутствие стока приводят к тому, что воды этих озер становятся сильнощелочными (с значением pH от 9 до 12) за счет высокой концентрации в них карбонатных солей, в первую очередь — карбоната натрия.
Цитировать
Авторы считают, что 4 млрд лет назад на Земле были все условия для формирования таких озер и зарождения в них жизни. Свежие вулканические породы при контакте с насыщенной углекислым газом атмосферой подвергались интенсивному кислотному выветриванию и высвобождающийся при этом из пород фосфор вместе с кальцием поступали в водоемы, где фосфор в результате пребиотических реакций включался в состав строительных блоков для создания РНК, белков и жиров.

В отсутствие микробных поглотителей фосфора этот элемент должен был накапливаться в древних карбонатных озерах в еще более высоких концентрациях, чем в современных озерах. И для этого не требовалась такая высокощелочная среда, как сейчас. Из-за повышенного содержания СО2 в атмосфере насыщенные фосфатом рассолы на ранней Земле могли быть нейтральными или даже слабокислыми (рН 6,5–9, рис. 3).
Цитировать
Ранее эти же авторы показали, что условия содовых озер позволяют формированию высоких концентраций цианидов — солей синильной кислоты, участвующих в синтезе аминокислот, нуклеотидов и предшественников липидов (J. D. Toner, D. C. Catling, 2019. Alkaline lake settings for concentrated prebiotic cyanide and the origin of life). Исследователи экспериментально доказали, что в закрытых щелочных бассейнах мог осаждаться ферроцианид натрия, образующийся при реакции цианистого водорода ранней атмосферы Земли с железом. Последующее термическое разложение ферроцианида натрия приводило к образованию растворимого в воде цианида натрия NaCN, готового для участия в пребиотических реакциях.
P.S. Для роли таких содовых озёр (и не только содовых, но и многих разных других по составу) подходят пруды гидрогеологических систем...

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1987 : Январь 13, 2020, 17:17:15 »
Растения разговаривают с червями на их языке
https://www.nkj.ru/news/37925/
Перехватив феромоны паразитов, растения изменяют их так, чтобы сами паразиты убрались подальше.

Крохотные круглые черви-нематоды, живущие в почве – одни из самых неприятных сельскохозяйственных вредителей: паразитируя на корнях, они вызывают у растений разные болезни. Но сами черви при этом активно общаются между собой с помощью химических веществ – феромонов-аскарозидов. И растения научились манипулировать феромонами червей к своей пользе.

Мы уже как-то писали про исследования сотрудников Института растений Бойса Томпсона, которые выяснили, что растения могут чувствовать феромоны почвенных нематод и соответственным образом реагировать. Например, если растение почуяло аскарозид под названием ascr#18, то активность иммунных растительных генов усилится, чтобы дать отпор вредителям. Но одновременно исследователи заметили, что сам аскарозид постепенно исчезает, как будто растение его поглощает. С другой стороны, известно, что растения способны химически модифицировать вещества, выделяемые разными вредителями.

В новых экспериментах феромоном ascr#18 обрабатывали пшеницу, томаты и арабидопсис. Феромон исчезал, и вместо него появлялись три новых вещества, одним из которых был другой аскарозид, ascr#9, которого получалось больше всего. Корни арабидопсиса и томатов выделяли свой ascr#9, который смешивался с остатками исходного ascr#18 – такая смесь отпугивала червей, и корни оставались целыми. То есть растения не просто подслушивали химические сигналы вредителей, но и отвечали им на их языке. Удалось также понять, с помощью каких биохимических реакций растения модифицируют феромоны нематод – эти реакции есть у многих видов, так что, вероятно, умение обманывать паразитических круглых червей среди растений очень распространено. Полностью результаты исследования опубликованы в Nature Communications.

Вообще, умение подслушивать разговоры патогенов есть не только среди растений. Совсем недавно мы рассказывали о том, что наши клетки аналогичным образом подслушивают переговоры бактерий – правда, не для того, чтобы отправлять им ложные сообщения, а чтобы понять, когда лучше своевременно начать иммунную атаку.

P.S. Возможно, в данном контексте, слова - "разговаривают", "обманывают", "подслушивают" и пр. - следовало бы брать в кавычки...

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1988 : Январь 15, 2020, 19:36:30 »
Обнаружен новый природный художник
https://www.popmech.ru/science/news-539574-obnaruzhen-novyy-prirodnyy-hudozhnik/
Ученые случайно обнаружили, что смешанные колонии бактерий способны создавать удивительные, похожие на цветы, узоры.
 


Что происходит, если поместить в чашку Петри две разные бактерии? Кое-что невероятное! Они объединяются, чтобы расти в виде лепестков, исходящих из точки, в которую их поместили изначально.

Данное открытие было сделано случайно и заставило исследователей изучить динамику роста бактерий, чтобы понять, как в чашке Петри появился столь чудесный «цветок».

«Мы смешивали два вида бактерий [Escherichia coli и Acinetobacter baylyi] для другого проекта, но однажды утром я обнаружил таинственный узор в виде цветка в чашке Петри, где накануне поместил капельку смеси, — говорит биофизик Лиян Сюн из Университета Калифорнии в Сан-Диего. — Красота рисунка поразила меня, и я задался вопросом, как бактериальные клетки могут взаимодействовать друг с другом, чтобы стать художниками».


Для установления причин образования рисунка ученые обратилась к математическому моделированию. Бактерия Escherichia coli (кишечная палочка) размножается достаточно медленно и сгустками. Кроме того, она не способна передвигаться, а бактерия Acinetobacter baylyi — наоборот размножается стремительно и во всех направлениях, пока хватает пространства. Еще она способна двигаться благодаря маленьким волосоподобным щетинкам, называемым пили, которые выступают в роли ног.

Когда две бактерии были помещены в чашку Петри, кишечная палочка оказалась словно на гребне волны, созданной размножающимися и «разбегающимися» бактериями Acinetobacter baylyi. Сопротивление же, создаваемое кишечной палочкой, дестабилизировало границу данной волны. В местах, где бактерий E. Coli было меньше, колония A. baylyi двигалась быстрее. Данное взаимодействие и создало удивительный узор в чашке Петри.

Подобный эффект должен наблюдаться, когда смешиваются любые две бактерии, если одна из них подвижна, а другая — нет.

Открытие имеет практическую выгоду. Во‑первых, это может помочь ученым понять сложные закономерности, наблюдаемые в бактериальных колониях в дикой природе. Есть польза и для здравоохранения — бактерии являются проблемой для людей, использующих имплантаты и кардиостимуляторы, а также катетеры. Но, изучая закономерности совместного распространения нескольких бактерий, можно сделать все эти устройства и предметы чище и безопаснее.

Онлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 2406
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1989 : Январь 15, 2020, 19:54:54 »
Мне подумалось, что в основе онтогенеза цветка могут тоже лежать подобные механизмы ...

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 8848
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1990 : Январь 16, 2020, 09:55:00 »
Цитата "Подобный эффект должен наблюдаться, когда смешиваются любые две бактерии, если одна из них подвижна, а другая — нет.
  Подобный эффект наблюдается (должен наблюдаться) даже в нейросетях. Медленно релаксирующий контур, вытесняет за свои пределы активно реверберирующие контуры.

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1991 : Январь 28, 2020, 08:03:42 »
Зачем кактусы глушат ультразвук?
https://www.nkj.ru/news/38000/
Ответ: чтобы их было лучше слышно.

Некоторые растения научились сотрудничать с летучими мышами, которым они предлагают сладкий нектар, а заодно обсыпают пыльцой: когда летучая мышь перелетит на другой цветок, с ней прилетит и пыльца с первого цветка, и произойдёт опыление. Летучие мыши на самом деле довольно эффективные опылители: на их шерсти остаётся много пыльцы, и они летают на большие расстояния, что особенно важно для растений, которые растут отдельными группами и достаточно далеко друг от друга.

При этом летучие мыши, как известно, ориентируются с помощью эхолокации: они в полёте испускают ультразвуковые сигналы, а потом ловят отражённое эхо, и по эху догадываются, что находится вокруг них. Среди растений, опыляемых рукокрылыми, есть такие, которые приспособились к эхолокации: их цветки особенно хорошо отражают ультразвук (например, благодаря особой согнутой форме лепестков), так что летучие мыши легко их находят.

Но кактус Espostoa frutescens, который растёт в Андах на территории Эквадора и который тоже полагается в опылении на летучих мышей, не отражает их ультразвуковые сигналы, а наоборот, поглощает. Цветки E. frutescens расположены сбоку растения и окружены длинными волосками, очень напоминающими шерсть. Исследователи из Амстердамского свободного университета вместе с коллегами направляли на цветы кактусов ультразвуковые сигналы бесхвостых длинноносов – главных опылителей E. frutescens.

Отражённое эхо ловили с помощью микрофона, а для большей достоверности и динамик, и микрофон размещали на приспособлении, формой и размером напоминающем голову длинноноса. В статье, выложенной на портале bioRxiv, говорится, что «шерсть» вокруг кактусового цветка хорошо поглощала ультразвук, причём особенно хорошо на тех частотах, которые используют бесхвостые длинноносы: эхо, возвращавшееся от волосистой части, было на 14 децибел тише, чем эхо от «лысой» части кактуса.

Авторы работы полагают, что кактусы глушат ультразвук, чтобы было лучше слышно сам цветок – эхо от него будет выделяться на фоне тихого волосистого окружения. То есть если другие растения делают громче сам цветок, то кактусы E. frutescens делают тише фоновый шум. Строго говоря, это пока только гипотеза, пусть и вполне вероятная; чтобы её проверить, нужно поставить опыты с настоящими мышами (так что и ответ на вопрос «Зачем кактусы глушат ультразвук?» – пока только предполагаемый ответ).

«Шерсть» вокруг цветков могла возникнуть в эволюции по разным причинам: например, с такими волосками цветки были лучше защищены от холода, или от обезвоживания, или от ультрафиолетовых лучей. Но, как часто бывает в эволюции, какая-нибудь особенность строения, раз возникнув, может пригодиться для чего-то ещё – так и у кактусов защитные волоски вокруг цветков вполне могли пригодиться ещё для того, чтобы летучим мышам было проще их искать.

P.S. Именно это очень часто затрудняет реконструкцию процесса возникновения некоей конструкции в организме (отвечающей за проявление функции/признака) - изначально конструкция использовалась для выполнения совсем функции. Я приводил пример со зрением: «исходники» белков-рецепторов использовались для выполнения совсем других функций - вообще не для восприятия квантов электромагнитного излучения.

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1992 : Январь 28, 2020, 08:15:19 »
Биологические часы управляют коллагеном
https://www.nkj.ru/news/37994/
Синтез коллагена и сборка новых коллагеновых нитей в тканях организма происходят в разное время суток.

Сильно невыспавшийся человек выглядит усталым: у него сонные глаза, он одновременно заторможен и раздражителен, он забывает, что нужно сделать, медленно двигается и т. д. Кроме того, невыспавшийся человек выглядит плохо, скажем так, с косметической точки зрения. И одна из причин тут может быть в том, что из-за плохого сна начались проблемы с коллагеном.

Белок коллаген почти также на слуху, как гемоглобин – косметологи не устают напоминать нам, что молодость и здоровье кожи зависит от коллагена. Надо сказать, что от него зависит молодость и здоровье не только кожи, а вообще много всего, поскольку коллаген – один из главных компонентов межклеточного матрикса, особой субстанции, которая окружает клетки, организует их в пространстве, помогает оставаться на своих местах.

Межклеточный матрикс структурирует живую ткань и помогает клеткам обмениваться молекулярными сигналами. Хотя клетки могут соединяться друг с другом напрямую, с помощью специальных белков, роль матрикса это ничуть не умаляет. Кроме того, в каждом нашем органе есть соединительная ткань, которая служит опорой для других тканей, защищает их и питает. Без длинных упругих молекул коллагена ни соединительная ткань, ни межклеточный матрикс не смогут выполнять свои функции.

При этом молекулы коллагена обычно соединяются вместе подобно тому, как нитчатые пряди, соединяясь, образуют верёвку. Получаются коллагеновые фибриллы, разные по толщине. Более толстые, около 200 нм в диаметре, образуются в юности, примерно до 17 лет, и остаются с нами на всю жизнь. Более тонкие фибриллы, около 50 нм в диаметре, то появляются, то исчезают. Тонкие фибриллы портятся из-за неизбежной нагрузки, из-за растяжений и сжатий ткани (и из-за других воздействий); им на замену клетки синтезируют новые порции коллагена.

Исследователи из Манчестерского университета обнаружили, что обновление этих скоропортящихся фибрилл подчиняется суточным ритмам. В статье в Nature Cell Biology говорится, что клетки синтезируют проколлаген (белок-предшественник коллагена) ночью, а днём он оказывается вне клетки, где и складывается в тонкие фибриллы; при этом утилизация вышедших из строя фибрилл тоже подчиняется суточным ритмам. (Поскольку эксперименты ставили с мышами, которые, как известно, животные ночные, то, очевидно, синтез коллагена происходит у них во время бодрствования, а формирование новых фибрилл – во сне).

Если у мышей отключали механизм, управляющий суточными ритмами, то нарушалась и последовательность молекулярных процедур с фибриллами – то есть синтез коллагена, разбор старых фибрилл и сборка новых. Тонкие фибриллы существуют не сами по себе, а в комплексе с «пожизненными» толстыми, и из-за нарушенных биологических часов комплексы фибрилл получались с аномалиями. То есть суточные ритмы нужны ещё и для того, чтобы поддерживать коллагеновую сеть в должном состоянии.

Можно предположить, что наш скверный внешний вид от регулярного недосыпа появляется как раз из-за проблем с коллагеном в коже – ведь когда мы плохо или мало спим, мы идём против собственных биологических часов, что не может не сказаться на тех процессах, которые от этих часов зависят. Впрочем, прежде чем утверждать, что недосып прямо сильно портит коллаген в нашей коже, нужно провести дополнительные исследования, и не только на мышах.

Оффлайн ArefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 8868
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1993 : Январь 28, 2020, 17:06:54 »
Рибозим справился с синтезом своего предка
https://nplus1.ru/news/2020/01/28/bravernaworld


РНК лигаза, каждая из трех цепей которой была синтезирована рибозимом-полимеразой

При помощи направленной эволюции ученые вывели рибозим, который способен синтезировать своего предка, — более короткую молекулу РНК, также обладающую каталитической активностью. Эта работа, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, приближает воссоздание самореплицирующихся РНК-систем, которые — если верить гипотезе РНК-мира — дали начало всей жизни на Земле.

Цитировать
Весомым подтверждением гипотезы РНК-мира, постулирующей возникновение жизни из самовоспроизводящихся РНК-форм, можно было бы считать получение таких систем in vitro. За последние годы в этом направлении было сделано очень много, но вырастить при помощи направленной эволюции полностью самовоспроизводящуюся систему пока не получается. Для этого рибозим, синтезирующий РНК — РНК-полимераза — должен уметь аккуратно синтезировать как свою собственную последовательность, так и комплементарную для использования ее в качестве матрицы. Некоторые выращенные in vitro рибозимы уже умеют копировать себя частично или даже полностью, но эти реакции зависят от подборки субстратов-олигонуклеотидов, ограничивающих способность синтезируемой РНК к мутациям и эволюции.

Катрине Джунг (Katrina F. Tjhung) и ее коллегам из Института Солка удалось вырастить РНК-полимеразу, которая способна синтезировать из мононуклеотидов хоть и не саму себя, но предковый рибозим. За основу была взята уже известная полимераза 24-3. Ее получили раньше из других рибозимов и она уже умела копировать небольшие последовательности РНК. Исследователи задались целью эволюционировать этот фермент так, чтобы она могла синтезировать сложные рибозимы, и в качестве промежуточной цели решили добиться синтеза рибозима-эндонуклеазы, способной разрезать РНК.

Для «обучения» полимеразы они использовали метод направленной эволюции. Слегка мутировавшие последовательности исходной полимеразы прикрепляли к поверхности при помощи праймера, а затем давали ей поработать. Если она справлялась с работой и синтезировала нормальную эндонуклеазу, та отрезала ее от поверхности, а если нет, то полимераза так и оставалась прикрепленной. Попавшие в раствор полимеразы исследователи размножали с добавлением новых мутаций и затем повторяли с ними цикл, но давая уже меньше времени на работу. Таким образом, на новый уровень отбирали только функциональные полимеразы, и с каждым циклом они все шустрее справлялись с заданной задачей. Всего ученые провели 38 циклов, но более-менее эффективные полимеразы появились уже на 14 раунде. В ходе эволюции исследователи получили три семейства рибозимов, из которых полимераза 38-6 оказалась наиболее эффективной. От исходной последовательности полимеразы 24-3 ее отличали 14 мутаций.

Удостоверившись в работоспособности полимеразы, авторы статьи задали ей задачу синтезировать другой рибозим, — лигазу I класса. Он был выбран не случайно. По сути, эта лигаза — простой предок самой полимеразы. У них общее каталитическое ядро, 77 процентов последовательности которого у них одинаковые.

Несмотря на успех с эндонуклеазой, в этом случае у рибозима 38-6 возникли проблемы с точностью. Лигаза состоит примерно из ста рибонуклеотидов, и для ее безошибочного синтеза требуется аккуратность не менее 99 процентов. Но полимеразе 38-6 лишь в 83 процентах случаев удавалось подставить правильный рибонуклеотид. Этого явно недостаточно для полноценного синтеза лигазы и тем более для синтеза самой полимеразы, длина которой в два раза больше.

Чтобы упростить задачу, исследователи разобрали лигазу на три отдельные последовательности, способные собираться в единую рабочую структуру. Такой комплекс слегка уступает в эффективности обычной лигазе, но синтезировать его без ошибок гораздо проще. Параллельный синтез трех цепочек оказался успешным, и, по словам ученых, это самый длинный и сложный рибозим, синтезированный из отдельных мононуклеотидов. Авторы статьи предполагают, что дальнейшие улучшения системы могут подтянуть точность рибозима до уровня, на котором будет возможна его нормальная саморепликация.

В задачи этого исследования входило создание самореплицирующегося рибозима, тогда как сборка кирпичиков для его постойки — нуклеозидов — осталась за его пределами. Между тем, они абсолютно необходимы для синтеза и до сих пор не до конца понятно, откуда доисторические рибозимы их брали. Уже предложено несколько способов синтеза каждого нуклеозида, но они оказались несовместимы друг с другом. В недавнем исследовании ученые предположили, что разгадка кроется в циклической смене влажности, благодаря которой чередовались подходящие условия для синтеза разных нуклеозидов.

P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в заметке:

Созданы рибозимы, синтезирующие зеркальные копии самих себя
https://elementy.ru/novosti_nauki/432350/Sozdany_ribozimy_sinteziruyushchie_zerkalnye_kopii_samikh_sebya

Циклическая смена влажности помогла синтезу нуклеозидов в РНК-мире
https://nplus1.ru/news/2019/10/03/rnaworld

Оффлайн Evol

  • Участник форума
  • Сообщений: 3007
    • Просмотр профиля
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #1994 : Январь 29, 2020, 05:27:15 »
Любопытная информация о предположении, что секс появился благодаря вирусам, см., пожалуйста:

https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(17)30109-5.pdf.