24 август 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Списание Science: Научните пробиви на 2018 (видео)

Откритието на 2018 е изследването на активността на ембрионалните гени на клетъчно ниво

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 23 декември 2018 в 00:0049560

Ембрион на рибка зебра Danio rerio в ранен стадий на развитие. Флуоресцентните маркери подчертават клетките, експресиращи гени, които помагат да се определи какъв вид клетка ще станат.

Harland R. M. / Science

Списанието Science, едно от най-авторитетните научни списания в света, обобщи годината и посочи 10-те най-важни постижения и събития. Първото място бе споделено от група методи, които позволяват да се наблюдава развитието на организмите на клетъчно ниво.

Краткият списък включва и откриването на гигантски метеоритен кратер в Гренландия, регистрирането на неутрино, излъчено от блазар в отдалечена галактика, и одобрението на лекарство на основата на РНК-интерференция.

Развивайки се, зародишните клетки многократно се делят и специализират и в крайна сметка се формира организъм. Този процес се контролира от нашите гени, които се включват и изключват в различно време и на различни места и регулират работата на други подчинени гени. За да се проследи работата им, често се използва обикновено РНК секвениране. Този метод дава възможност да се определят различните РНК молекули в тъканта и въз основа на това да се разбере колко активно протича синтезата от конкретен ДНК участък. Класическият метод има изисквания за минималния размер на образеца, поради което в експериментите се получават средни резултати от група клетки. Това е приемливо за много ситуации, но понякога тази резолюция не е достатъчна, особено ако говорим само за няколко клетки на ембрион.

Нормалното РНК секвениране измерва „средната температура в болницата”, а не активността на гените на всяка отделна клетка. Следователно, използвайки този метод, не е възможно да се каже защо в една част на мозъка активността на гена е по-висока от тази в друга - защото има по-голям процент клетки от същия тип или защото генът е особено активен в тях. Освен това е трудно да разберем значението на микросредата на клетките.

Ландшафт на експресията на гените в клетки на ембриона на Danio rerio на първия ден от развитието му. Harland R. M. / Science

Като алтернатива може да се използва РНК секвениране на отделни клетки, но едва през миналата година възможността за използването на тази технология за хиляди клетки едновременно бе демонстрирана за развитието на ембриони на плодови мушици Drosophila и червеи нематоди (1, 2). За да постигнат желаните резултати, учените се научиха да „разглобяват” организма (или негова част) на отделни клетки и да определят техните РНК последователности, използвайки РНК секвенирането на отделните клетки, и след това да разберат откъде идва всяка клетка и да „сглобят” картината отново.

През изминалата година методът бе тестван и върху риби, плоски червеи, жаби, различни човешки тъкани, ембрионални органоиди и други обекти. Изследователите представиха и  различни начини за проследяване на произхода на клетките, по-специално с помощта на баркодовете CRISPR. Два големи консорциума активно използват тези разработки, за да създадат атлас на човешки клетки (the Human Cell Atlas) и поклетъчно проследяване на различни сериозни заболявания (LifeTime consortium).

Препратки: 

На останалите места на класацията бяха също важни открития, за които и ние сме писали.

Най-сетне знаем откъде идват високоенергийните "призрачни частици"

Илюстрация на детекторите, погребани в леда под Южния полюс, които записват редките вълни, предизвикани от неутрино. Jamie Yang and Savannah Guthrie. IceCube/NSF

Високоенергийните извънгалактични неутрино представляват загадка от първото си откриване през 2012 г. , постигнато със специализирания детектор за неутрино IceCube на Южния полюс, който използва леда на Антарктика.

Субатомните частици неутрино са много странни - масата им е почти нула, пътуват със скорост близка до тази на светлината и почти не взаимодействат с нормалната материя. За едно неутрино Вселената е прозрачна. Милиарди частици неутрино преминават през нас всеки момент, без да ни повлияят. Ето защо ги наричат "призрачни".

На 12 юли 2018 международен екип учени обявиха на специална пресконференция, че са намерили отговора на един вековен астрофизичен въпрос - кой е източникът на високоенергийните космически частици, които идват отвъд галактиката ни.

Така наречената загадъчна "призрачна частица", високоенергийно неутрино, удари Земята на 22 септември 2017 г. Тя едва си взаимодейства с друга материя, но този път остави достатъчно улики, за да се разбере откъде идва - изминава 4 милиарда светлинни години, за да стигне до нас и идва от далечна галактика, криеща супермасивна черна дупка - изключително мощен обект, наречен блазар.

Тази малка субатомна частица е проследена до блазар на 4 милиарда светлинни години, наречен TXS 0506 + 056, съвсем близо до Орион - откритие, което означава, че свързаните с него космически лъчи с висока енергия, състоящи се предимно от протони и атомни ядра, също идват от там.

Препратки: Най-сетне знаем откъде идват високоенергийните "призрачни частици" (видео)

Нов начин за определяне на молекулните структури

Вече могат да се определят структурите на кристали с размер от микрометър (в черно), които се виждат тук на електронен микроскоп. (GONEN LAB)

Два научни екипа едновременно публикуваха статии през октомври, разкриващи нов начин за определяне на молекулните структури на малки органични съединения само за няколко минути, а не дни, седмици или месеци, изисквани по традиционните методи.

Подходяща за картографиране на малки молекули като хормони и потенциални лекарства, новата техника ще има дълбоко въздействие върху области, вариращи от синтез и откриване на нови фармацевтични продукти до проектиране на молекулярни сонди за изследване и проследяване на болести.

Препратки: 

R. F. Service, Molecular CT scan could speed drug discoveryScience, Vol. 362, p. 389, 26 October 2018

Кратер, спомен от удар през ледниковия период

Компютърна визуализация на фрагменти от астероиди, падащи към Гренландия. NASA Scientific Visualization Studio

На дълбочина почти километър под ледник в северната част на Гренландия е открит огромен кратер от сблъсък с железен метеорит.

Откритието е направено по време на топографски измервания в Гренландия с помощта на радар, монтиран на самолет и способен да улови радиовълните, които преминават през леда и се отразяват от твърдата повърхност на острова.

Закръглените очертания на кратера за първи път са наблюдавани през 2015 г. в данните, получени при изследването на Гренландия по праграмата на НАСА Operation IceBridge. Мястото бе допълнително изследвано с помощта на широколентов радар, предоставен от глациолози от Германия, което позволи да се определи външната и вътрешната форма на кратера.

Диаметърът на кратера достига 31 километра. Симулациите показват, че метеоритът е бил с размери от порядъка на 1.5 км. Вероятно това е станало през последните 100 000 години.

Препратки:  Огромен кратер е намерен под леда на Гренландия (видео)

K. Kjaer et al., A large impact crater beneath Hiawatha Glacier in northwest GreenlandScience Advances, Vol. 4, 14 November 2018

Древен човешки "хибрид" между неандерталец и денисовец 

Вляво: туристи пред пещерата Денисова (Николай Чуваев / КС BY-SA 3.0) Вдясно: реконструкция на неандерталска жена (PLoS Biology / Public Library of Science / CC BY 2.5)

Фрагмент от кост от жена, която е живяла преди повече от 50 000 години, разкрива удивителната връзка между две изчезнали групи древни хора. Древната ДНК, извлечена от костта, намерена в пещера в Сибир през 2012 г., показа, че майката на жената е неандерталец, а баща й е денисовец (Homo denisova), загадъчната група древни хора, чиито останки са открити в същата пещера през 2011 година.

Костен фрагмент, намерен в пещерата Денисова в Русия. Thomas Higham, University of Oxford

И за да станат нещата още по-интригуващи, майката неандерталка изглежда генетично е по-близо до неандерталците, живеещи в Западна Европа, отколкото до алтайските неандерталци, за които е известно, че са обитавали по-рано Денисовата пещера. Анализът на генома също така показва, че бащата денисовец има най-малко един неандерталец предшественик в своето родословно дърво. Това предполага, че новооткритото "дете на любовта" между неандерталци и денисовци не е било единствено

Препратки: "Ново доказателство за любовния триъгълник между хора, неандерталци и денисовци"

V. Slon et al., The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan fatherNature, Vol. 561, p. 113, 22 August 2018

Одобрено е лекарство за заглушаване на гена

Късите РНК молекули се прикрепят към информационната РНК (в синьо), предотвратявайки транслацията в протеини. Val Altounian/Science

Тази година лекарство, основано на механизъм за интерфериране (заглушаване, потискане на активността) на ген, наречен РНК интерференция (RNAi), получи регулаторно одобрение. Дългоочакваната стъпка може да бъде предвестник на нов клас лекарства, насочени към гените, причиняващи болести.

Преди двадесет години двама американски генетици откриха, че късите молекули на РНК могат да нарушат транслацията на гените, като се свържат с информационната РНК, която носи съоръжението на гена към механизма за производство на протеини в клетката. Откритието им донесе Нобелова награда, но усилията да се превърне в лекарство скоро се препънаха в множество пречки. Учените трябваше да се преборят да запазят крехките молекули на РНК непокътнати и да ги насочат към правилната тъкан. През 2008 г. изследователи от Кеймбридж, постигнаха успех, използвайки липидна наночастица, която да предпази генно-интерфериращата РНК и да я пренесе до черния дроб. Учените се надяваха, че там може да излекува рядко заболяване, наречено наследствена транстиретин амилоидоза, като блокира производството на неправилно нагънат протеин, който се натрупва и причинява увреждане на сърцето и нервите.

Препратки:

H. Ledford, Gene-silencing technology gets first drug approval after 20-year waitNature, Vol. 560, p. 291, 10 August 2018

Молекулни прозорци в първобитните светове

Вкаменелостта на Dickinsonia съдържаше следи от молекули, подобни на холестерола, белег, че това е представител на животинския свят. D. Grazhdankin

Тази година учените откриха молекулярни следи от същества, които са живели преди повече от половин милиард години, те хвърлиха светлина на картината на загадъчния свят, довел до появата на някои от първите животни на Земята и изместиха молекулярната палеонтология назад няколко стотин милиона години. Те откриха следи от мастни молекули в някои от най-странните известни вкаменелости, енигматичните форми на живот от Едиакарския период.

През октомври друг екип откри в скални слоеве между 660 милиона и 635 милиона години следи от молекули, които днес се правят само от гъби. Находката предполага, че гъбите, друга форма от животинския свят, може да са еволюирали 100 милиона години по-рано от най-старите  разпознаваеми техни фосили.

Препратки:

В списъка на Science са също социално значими събития - разкриването на серия от убийства и изнасилвания с 40-годишна давност след откриването по ДНК на родственик на престъпника в генетичната база данни, както и привличане на вниманието към темата за сексуалния тормоз в академичните среди.

Освен това списанието посочи и трите основни провала на годината:

  1. Влошаването на ситуацията с глобалното затопляне поради естествени причини и лоши решения на политиците;
  2. Пожарът през септември в Националния музей на Бразилия, който унищожи много ценни експонати, включително книги, минерали и екземпляри от животни и растения;
  3. Неупълномощените и преждевременни експерименти с редактиране на ембриони от китайски учен, за което говорихме съвсем наскоро.

Гореспоменатият учен Хъ Циянкуи фигурира и в списъка на изтъкнатите учени на тази година от друго голямо списание, Nature

Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.