khvenkin@gmail.com 0,0

Системы CRISPR/Cas вот уже несколько лет триумфально шествуют по лабораториям мира, и неудивительно: эта простая, дешевая и быстрая технология редактирования генома нашла самое широкое применение в генетической инженерии. Однако биология систем CRISPR/Cas, а именно их функционирование в качестве противовирусных иммунных агентов бактерий и архей, не менее интересна и увлекательна: разнообразие молекулярных механизмов и в то же время их фундаментальное сходство и простота общей идеи поражают воображение. Наш обзор посвящен разнообразию естественных систем CRISPR/Cas.

Это очень личная история. Я расскажу о том, как пятнадцать лет назад мы с коллегами обнаружили подозреваемого (белок альфа-амилоид) в преступлении (соучастии в патогенезе рака). После нескольких лет работы с ним мы решили, что это просто свидетель (участник воспалительного каскада, не связанного с развитием рака) и отпустили его (прекратили проект). Я же никогда не верил в его невиновность. Маленькие зацепки у меня были, но... Только недавно с помощью отрядов спецназа, вездеходов, вертолетов и приборов ночного видения (статья в Nature, больше десятка линий трансгенных мышей, опухолевые трансплантаты и клинические образцы) другие следователи доказали вину подозреваемого в одном эпизоде преступления (метастазировании рака поджелудочной железы в печень).

Биология — одна из самых быстро развивающихся наук современности. Ее успехи за последние десятилетия полностью изменили мир и даже позволили нам приблизиться к мечте о победе над смертельными заболеваниями. Однако за столь быстрыми изменениями в технологиях не всегда успевает система образования и подготовки новых специалистов. О том, чему нужно учиться современным биологам, чтобы найти и сохранить свое место в биотехе через пять–десять лет, мы поговорили с Хайнцем Шмидтом, директором российского отделения фармацевтической компании Merck.

Человеческий глаз воспринимает свет в очень узком сегменте электромагнитного диапазона. Мы вынуждены защищать чувствительную сетчатку от ультрафиолета и уже давно придумали громоздкие приборы ночного видения, чтобы приподнять завесу темноты. Ученые из Китая и Массачусетса нашли изящное и простое решение для расширения зрения в инфракрасный диапазон: они синтезировали наночастицы размером с пыльцу, конвертирующие инфракрасный свет в видимый — зеленый. Наночастицы вводятся прямо под сетчатку, конъюгируют с фоторецепторами и, подобно миниатюрным антеннам, транслируют видимый свет палочкам и колбочкам. Процедура относительно безопасна и совместима с нормальным дневным зрением. Пока что суперспособность доступна только мышам. Однако авторы обещают, что, усовершенствовав состав наночастиц и сделав их менее токсичными, им удастся получить одобрение FDA и адаптировать их для использования на людях. Наночастицы могут стать первым имплантируемым биосовместимым устройством для расширения человеческих сенсорных возможностей.

Нейроны человека и других млекопитающих очень похожи, если смотреть «издалека». Тем не менее есть и важные различия. Недавно ученые из Института Аллена (среди которых и автор этой статьи) опубликовали работу в журнале Neuron, где показали, что возбудимости нейронов мозга человека и мыши заметно различаются. Оказалось, что нейроны коры мозга человека имеют гораздо большее количество HCN-каналов, которые особым образом влияют на возбудимость нейронов. Что это значит с точки зрения эволюции и какой эффект оказывает на поведение отдельных нейронов?

О развитии головного мозга человека, в особенности его коры, мы и по сей день знаем сравнительно немного. Оно и понятно: единственный доступный ученым материал — мертвые зародыши на разных стадиях развития, а наблюдать процесс в «прямом эфире» в утробе матери по понятным причинам невозможно. Вместе с тем основы многих психических расстройств, таких как аутизм и шизофрения, могут крыться именно в сбоях, происходящих на самых ранних этапах развития мозга. Однако не всё так безнадежно: на помощь могут прийти искусственно выращенные модели головного мозга — так называемые органоиды. Совсем недавно Science опубликовал сравнение профиля экспрессии генов искусственно выращенной модели головного мозга и «настоящего» мозга человека на разных стадиях развития. Мы поговорили об этой работе с одним из руководителей исследования — Алексеем Абызовым.