После этого в стране прекратили преподавать генетику, книги о ней изъяли из всех библиотек и уничтожили, а большинство ученых-генетиков уволили. Генетики впервые отредактировали вызывающие болезни мутации в человеческих эмбрионах. Первые в истории человечества генномодифицированные дети живут "обычной и спокойной" жизнью, заявил китайский ученый-генетик Хэ Цзянькуй.
Генетики со всего мира обсудили выявление тяжелых болезней до рождения ребенка
Тогда полностью комплементарный ему олигонуклеотид будет иметь максимальную силу сродства — аффинность. Если же начать постепенно заменять во втором олигонуклеотиде азотистые основания на произвольные, то их аффинность первому будет падать. При этом, перебирая все варианты оцДНК из 10 букв, для каждой аффинности мы получим множество вариантов, то есть плотный «континуум аффинностей». Для того, чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперёд заданными взаимными аффинностями, в своей статье Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего 3 суперкоротких олигонуклеотида длиной в 7 азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др. При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1000 олигонуклеотидов.
Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов. Кроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов также некомплементарных.
Автор также показал, что молекулярная коммутация даёт возможность лучше управлять экспрессией генов. Это число значительно превосходит количество элементарных частиц в наблюдаемой Вселенной, которых «всего» 1080.
Уже сейчас рынок значительно вырос и к 2023 году превысит 2,5 миллиарда рублей. Это предоставляет большие возможности для генетических компаний. Генетическое тестирование становится все популярнее, и на это влияют различные факторы. Некоторые страховые компании предлагают клиентам пройти генетические исследования перед покупкой страховки на жизнь, чтобы оценить риски и предрасположенность к разным болезням.
Этот эффект впервые был обнаружен еще в самом начале XX века у шелкопрядов. Впоследствии ученые обнаружили, что поведение мотыльков в зимний период времени связано не с наследованием каких-либо генов, а тем как эти гены включаются и выключаются, то есть с их активностью. Активация же генов зависит от окружающей среды матери.
Да Не сейчас 20 января 2023, 09:00 Прорывное открытие в мировой науке: российский ученый Максим Никитин открыл новый механизм хранения информации в ДНК Невероятный прорыв в мировой науке, шаг в абсолютно новую эру биологии, который в одиночку сделал россиянин!
И это может быть ключом к разгадке таких тайн, как неизлечимые болезни, механизмы старения и даже возникновение жизни.
Genotek: в дефиците витамина D и тяге к сладостям виновата генетика
| Российская генетика: над чем работают молодые учёные сегодня | Ученый-генетик Хэ Цзянькуй, отбывший трехлетний срок за изменение генома эмбрионов, будет изучать возможности искусственного интеллекта по редактированию ДНК человека. |
| Институт Квантовой Генетики | В планах ученых Медицинского института СВФУ расширить спектр исследований по медицинской генетике и геномному редактированию. |
| Актуальные исследования о ДНК | Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию природы самых разнообразных процессов: от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний. |
| «В тени двойной спирали»: российский ученый открыл новый механизм хранения информации в ДНК | Биолог Александр Каганский, которого могли убить в Санкт-Петербурге, был одним из ведущих российских генетиков. |
Актуальные исследования о ДНК
На II Конгрессе молодых учёных прошла сессия «Генетика на ладони: технологии в нашей жизни». Блокнот Россия. Учёные установили связь между таянием ледников и замедлением времени: Metro выяснило, насколько реально подобное явление. Молодые ученые лаборатории популяционной и медицинской генетики Уфимского университета науки и технологий представили главе минобрнауки России Валерию Фалькову в ходе его.
Ученые-генетики рассказали о передовых технологиях
Институт Квантовой Генетики переводит понятие ГЕНА на квантовый уровень и фактически выводит классическую генетику из экспериментально-теоретического тупика. Биолог Александр Каганский, которого могли убить в Санкт-Петербурге, был одним из ведущих российских генетиков. Институт Квантовой Генетики переводит понятие ГЕНА на квантовый уровень и фактически выводит классическую генетику из экспериментально-теоретического тупика.
Генетик рассказал, как живут первые в мире генномодифицированные дети
При этом такие комплексы будут связаны друг с другом и будут передавать информацию между собой, даже если какие-то два олигонуклеотида не связываются друг с другом напрямую. Например, в самой простой системе из трех олигонуклеотидов Х, А и В: если А и В не взаимодействуют друг с другом, они все равно могут передать друг другу информацию через посредника — «коммутатор» Х. При этом каждому из них достаточно взаимодействовать с Х очень слабо: увеличение концентрации А приведет к росту количества комплексов ХА, что снизит число комплексов ХВ, хотя А никак не взаимодействовало с В напрямую. Если же в системе находится большее количество олигонуклеотидов, то можно добиться передачи значительного объема информации. Тогда полностью комплементарный ему олигонуклеотид, будет иметь максимальную силу сродства — аффинность. Если же начать постепенно заменять во втором олигонуклеотиде азотистые основания на произвольные, то их аффинность первому будет падать. При этом, перебирая все варианты оцДНК из 10 букв, для каждой аффинности мы получим множество вариантов, то есть плотный «континуум аффинностей». Для того, чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперед заданными взаимными аффинностями, в своей статье Максим Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего 3 суперкоротких олигонуклеотида длиной в 7 азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др.
При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров.
Также мужчина смог посчитать количество белых полос на пешеходном переходе. Данный метод хоть и оказался успешным, остается экспериментальным.
Практические методы лечения подобных заболеваний с использованием применимых технологий, вероятно, появятся через несколько лет, надеются ученые. Подписывайтесь на наш TG-канал , чтобы быть в курсе всех новостей и событий! Фото на обложке: Shutterstock.
Сформулированный закон «комплементарности» о строгой специфичности пар азотистых оснований «кирпичиков» структуры ДНК при формировании «двойной спирали» стал фундаментальным принципом в основе механизмов передачи информации в ДНК и процессов управления работой генов. Элегантная модель двойной спирали прекрасно показывала возможность восстановления одной цепи за счёт другой и объясняла молекулярную сущность процессов передачи наследственной информации.
Эта красота и понятность выстроенной в середине ХХ века модели долгое время закрывала учёным глаза на существование иных взаимодействий, существующих в живых объектах. Руководитель направления «Нанобиомедицина» Университета «Сириус», заведующий лабораторией МФТИ Максим Никитин в своей статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry, представил экспериментальные доказательства того, что ДНК вполне способна эффективно хранить и передавать информацию и без комплементарности цепей знаменитой двойной спирали. Единственный автор статьи, Никитин открыл природное явление, названое им «молекулярной коммутацией». Никитин заметил, что в смеси, состоящей из коротких одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотидов, одновременно будут сосуществовать самые различные их комплексы. Варианты этих взаимодействий определяются «сродством» молекул и в общем случае описываются открытым ещё в 19 веке законом действующих масс о зависимости скорости реакции от концентрации участвующих веществ.
При этом такие комплексы будут связаны друг с другом и будут передавать информацию между собой, даже если какие-то два олигонуклеотида не связываются друг с другом напрямую. Например, в самой простой системе из трёх олигонуклеотидов Х, А и В: если А и В не взаимодействуют друг с другом, они все равно могут передать друг другу информацию через посредника — «коммутатор» Х. При этом каждому из них достаточно взаимодействовать с Х очень слабо: увеличение концентрации А приведёт к росту количества комплексов ХА, что снизит число комплексов ХВ, хотя А никак не взаимодействовало с В напрямую. Если же в системе находится большее количество олигонуклеотидов, то можно добиться передачи значительного объёма информации.
Если же в системе находится большее количество олигонуклеотидов, то можно добиться передачи значительного объёма информации. А именно на то, что для любой одноцепочечной ДНК оцДНК существует великое множество других оцДНК с практически любой наперёд заданной аффинностью — свойство, которое я назвал «континуумом аффинностей ДНК, — делится Максим Никитин, — Например, возьмём олигонуклеотид из 10 оснований. Тогда полностью комплементарный ему олигонуклеотид будет иметь максимальную силу сродства — аффинность. Если же начать постепенно заменять во втором олигонуклеотиде азотистые основания на произвольные, то их аффинность первому будет падать. При этом, перебирая все варианты оцДНК из 10 букв, для каждой аффинности мы получим множество вариантов, то есть плотный «континуум аффинностей». Для того, чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперёд заданными взаимными аффинностями, в своей статье Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего 3 суперкоротких олигонуклеотида длиной в 7 азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др. При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов. Кроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов также некомплементарных.
Блог Genotek
А надо несколько, чтобы точно попасть? Максим Никитин: Да. Для того чтобы точно идентифицировать клетку, нам нужен компьютер. То есть наш обычный электронный компьютер анализирует напряжение на наших транзисторах: единичка — это есть напряжение, нолик — нет напряжения или тока. А у нас нанокомпьютеры, только биологически-молекулярные нанокомпьютеры. Они анализируют, если есть присутствие, какая-то молекула, какой-то маркер заболевания — это единичка, отсутствует — нолик. Сейчас ведь многим так на слух может показаться, что вы запускаете в организм чип... Максим Никитин: Это отдельная история, она действительно очень популярна, я могу со своей точки зрения сказать так, что чипы — это очень-очень далеко от того, что умеет сейчас человечество. То есть мы действительно запускаем в организм животных нанокомпьютеры, но это очень еще простые и мало чего умеющие сущности. Но они действительно умеют анализировать параметры. Если легкий пример привести, который многим будет понятен: нам нужно лекарство сделать, которое будет активно, только когда высокий уровень глюкозы и одновременно малый уровень инсулина, то есть 1:0.
В этом случае нужно атаковать какую-то клетку, заставить ее продуцировать инсулин, но как только уровень инсулина повышается или глюкоза падает, нужно инактивироваться. Вот такой нанокомпьютер должен лечить диабет. То, что вы делаете, то, что попадает в кровь, бродит по организму в поисках, содержит электричество или вообще без него? Максим Никитин: Нет, вообще без электричества. Я изначально, где-то в десятом классе, очень увлекался программированием, думал стать программистом и как раз хотел заняться такой областью — наноэлектромеханические системы. Мне казалось, что можно сделать робота из шестеренок с передачей каких-то сигналов и запускать его в кровоток. Проблема в том, что это нереально, это невозможно. Наши капилляры — это 700 нанометров, то есть в 100 раз тоньше человеческого волоса, и если мы будем запускать что-то более крупное, то вызовется просто эмболия сосудов, возникнет тромб, и ничего хорошего не будет, никакой терапии, это будет очень опасное состояние. То есть этот компьютер, как вы говорите, он без электричества, он чисто биохимический? Максим Никитин: Да, чисто химический.
Это простые кристаллы с полимерами, которые молекулярными взаимодействиями могут претерпевать разные изменения, они распадаются, собираются, но это очень-очень пока простые системы. Как я понимаю, нигде в мире такого уровня препараты пока не созданы. Но вы, наверное, не единственный в мире, кто этим занимается? Максим Никитин: Концепция, которую мы разработали, технология создания таких компьютеров уникальна по функциональности. У нас есть, по сути, только один конкурент — это коллаборация Гарварда и Бар-Иланского университета в Израиле. Они умеют считать столь же сложно, как и мы, но они доставляют только очень-очень маленькие частицы из ДНК. Им удалось продемонстрировать их работоспособность в таракане. Вы спросите, почему в таракане, а не в мышах? У них система не позволяет доставить реальные, настоящие лекарства. А вам уже это удается?
Максим Никитин: Мы можем это сделать на любой наночастице. А у вас это на тараканах или на ком? Максим Никитин: У нас все хорошо на клеточных культурах и так далее, но у нас все работает и на более сложных организмах, но еще не опубликовано. В научном мире считается, что пока не опубликовано, значит, не работает. То, чем вы занимаетесь сейчас, — это фундаментальная наука? То есть это формирование какого-то принципа, как это будет работать? Или это нечто, что должно непосредственно продуцироваться уже в коммерческом изделии? Максим Никитин: То, что я сказал про нанокомпьютеры, — это действительно пока фундаментальная наука, то есть мы придумали транзистор, осталось сделать iPhone. Все-таки ваше открытие должно быть доказано именно на человеческом материале или чуть раньше оно будет признано как работающий принцип? Максим Никитин: Нет, признано оно уже сейчас, потому что есть публикации, но, по сути, все признают, что да, это действительно что-то полезное, только когда пройдут клинические испытания.
Клинические испытания — это обычно долго, порядка 15 лет. То есть здесь фундаментальная наука обязательно напрямую шагнет в коммерческий продукт? Максим Никитин: Это то, к чему мы стремимся. То есть только это мы будем считать действительно настоящим результатом. А вот теперь, если сравнить условия, в которых вы работаете и в которых работают ваши конкуренты из Гарварда, из Израиля, может, еще откуда-то. Там существуют очень мощные фармкорпорации с огромными бюджетами, с огромным опытом перехода от теоретических или фундаментальных экспериментов к практическим по всем стадиям, от животных к доклиническим, первым клиническим — это все сложное и длинное дело. У нас я не знаю, чтобы этот процесс так работал, особенно в таких сложных и совершенно инновационных методах лечения.
Молодой российский ученый открыл природное явление, остававшееся незамеченным на протяжении 70 лет, которое назвал «молекулярной коммутацией». Его исследование было опубликовано в крупном научном издании - Nature Chemistry.
В лаборатории анализируют то, что касается персонализированной медицины — с учётом наследственности и патологий. Это расширит список болезней, которые можно будет обнаружить на ранних стадиях или ещё до рождения ребёнка. Работа, а именно статьи и цитирование по данной теме, попали во внимание исследовательского портала Research. Были проверены труды почти 167 тысяч ведущих учёных-генетиков. В России Эльза Хуснутдинова получила пятёрку.
В соответствии с принципами «системы Физтеха», образование Центра геномных технологий и биоинформатики тесно сопряжено с исследовательской деятельностью профильных лабораторий МФТИ. Учёные Физтеха достигли успехов в разработке подходов к созданию генно-модифицированной птицы, получению новых типов аденоассоциированных вирусов в качестве векторов для генотерапии, разработке систем доставки трансгена на основе наночастиц, исследованиях в области молекулярной онкологии, регуляции клеточного сигналинга, оптогенетики и многих других передовых направлениях. Вторая часть представляет собой биоинформатику и цифровую медицину.
На сегодняшний момент ФБМФ занимает лидирующие позиции в области вычислительной биологии». Геномный центр Физтеха работает по трем ключевым направлениям — наука, образование и популяризация научной деятельности. В МФТИ убеждены, что биоинформатика и геномная инженерия — это профессии будущего. В Физтех-школе биологической и медицинской физики студенты получают компетенции на стыке четырёх дисциплин: математики, физики, биомедицины, искусственного интеллекта и больших данных. Эти знания позволяют выпускникам соответствовать вызовам современной науки, а также запросам индустрии. Сотрудники Центра активно вовлечены в образовательный процесс на всех этапах: от приёмной кампании до выпускных квалификационных работ. В настоящий момент Школа активно работает над созданием новых, образовательных программ. Для этого МФТИ активно привлекает индустриальных партнеров — компании, которые смогут помочь сформировать образ специалиста будущего.
Все эти программы будут носить формат как онлайн, так и офлайн курсов. Помимо этого, разрабатывается широкий пул дисциплин по выбору, которые позволят сформировать индивидуальную образовательную траекторию на ранних этапах обучения. Для МФТИ важно как развивать уже существующие магистерские программы, так и запускать новые. К 2024 году планируется разработать две новые магистерские программы мирового уровня по направлениям «Молекулярная биофизика и структурная биология» и «Геномная инженерия». Уникальные проекты Казанского федерального университета Аспиранты Казанского федерального университета, обучающиеся по специальности «Генетика» занимаются исследованиями в трёх новых научно-исследовательских лабораториях НИЛ , которые по технической оснащенности не уступают ведущим мировым научным центрам.
Ученые-генетики восстановили зрение полностью ослепшему человеку
Президент в режиме видеоконференции провёл совещание по вопросам развития генетических технологий в Российской Федерации. Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию природы самых разнообразных процессов: от неразгаданных тайн генетики, сложных заболеваний. Предложенная российским ученым модель не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов. Начиная с 1953 года учёные-генетики всего мира понимали структуру ДНК как «двойную спираль», сплетённую из двух цепочек азотистых оснований — своеобразных «кирпичиков». Генетика — все новости по теме на сайте издания
Читать также
- Актуальное
- Учёный из Уфы попала в рейтинг лучших исследователей России
- генетика – последние новости
- Генетика — последние новости сегодня |