Биология

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Начиная ещё со времён открытия пенициллина, человечество постоянно ведёт своеобразную «гонку вооружений» с миром бактерий, которые научились оперативно адаптироваться вслед за появлением новых антибиотиков. И, увы, на сегодняшний день в этой гонке мы начали постепенно отставать от противника... Перед лицом угрозы остаться беспомощными, когда появятся новые, «пуленепробиваемые» инфекции, учёные запасаются своим козырями в рукаве. Проблема стоит крайне остро — или успеть найти оптимальную замену антибиотикам в ближайшее десятилетие, или погрузиться в новое Средневековье, каждодневно рискуя умереть от самой ничтожной царапины.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Изучение виромов (популяций вирусов, объединенных общей средой обитания) практикуется в современной вирусологии всё чаще. Подобный подход приносит неожиданные результаты — концентрация вирусов в природе, оказывается, чрезвычайно высока. Например, в морской среде количество вирусных частиц превосходит количество клеток в разы. При этом вирусные частицы способны к передаче генетической информации. Исследования, опубликованные в 2010 году, показали, что агенты переноса генов (АПГ, особая разновидность вирусоподобных частиц, участвующих в горизонтальном переносе генов) привносят в геном бактерий новые фрагменты значительно чаще, чем считалось ранее. А если вирусные частицы настолько распространены в биосфере, и большая часть из них способна к переносу генов, то важно рассмотреть вирусы в рамках общей модели эволюции.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Современная молекулярная биология испытывает серьезный системный кризис, связанный с «перепроизводсвом» экспериментальных данных. Но адаптация передовых информационных методов, таких, как технология Google Maps для визуализации молекулярно-биологической информации (система навигации NaviCell) в сочетании с биоинформатическими методами моделирования и анализа, открывает новые возможности для использования данных высокопроизводительных методик.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Амбициозный проект «Геном человека», завершившийся в 2003 году, был призван расшифровать всю ДНК, содержащуюся в человеческом геноме. Считалось, что проект поможет понять, как функционируют гены, каким образом они определяют состояние клетки и организма человека в целом, а также даст толчок развитию медицины и биологических наук. Однако исследования показали, что вся сложность клетки как целостной системы не сводится к одному лишь геному. Функционирование и роль молекулы РНК в регуляции клеточных процессов во многом зависят от ее пространственной организации, изучение которой — сложная задача, справиться с которой под силу только биоинформатике.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Аминокислота — «кирпичик» белковой последовательности — закодирована в геноме тремя нуклеотидами, при этом не всегда единственным образом. Здравый смысл подсказывает, что можно выбрать случайный триплет для данной аминокислоты и что от этого выбора ничего не зависит. Оказывается, здравый смысл в этом случае неправ.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Одна из самых интересных областей современной молекулярной биологии — регуляция экспрессии генов с помощью эпигенетических механизмов. Молодая, но быстро развивающаяся ветвь науки под названием «эпигенетика» уже сейчас предоставляет в распоряжение ученых множество интересных сведений, которые меняют наше представление об индивидуальном развитии живых организмов. Процесс формирования особи, ее взросление, приобретение собственного жизненного опыта зависит не только от воспроизведения генетического материала, полученного ею от родителей, но и от изменений, которые могут происходить с этим генетическим материалом в течение жизни. Экспрессия генов зачастую управляется сложными молекулярными процессами, которые приводят к неоднозначным результатам в фенотипе. Можно объяснить это так: если генетическую информацию представить в виде текста, а затем некоторые слова выделить курсивом, некоторые — зачеркнуть, часть — подчеркнуть и выделить жирным шрифтом, то текст обретет другой смысл: многотомный роман превратится в коротенький рассказ, а диссертация — в фельетон. Бывает и такое, что эпигенетические изменения, произошедшие с индивидуумом в течение жизни и отражающие его собственный опыт, передаются потомкам и влияют на множество аспектов их развития.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Иммунная система — это мощная многослойная защита нашего организма, которая потрясающе эффективна против вирусов, бактерий, грибов и других патогенов извне. Кроме того, иммунитет способен эффективно распознавать и уничтожать трансформированные собственные клетки, которые могут перерождаться в злокачественные опухоли. Однако сбои в работе иммунной системы (по генетическим либо другим причинам) приводят к тому, что однажды злокачественные клетки берут верх. Разросшаяся опухоль становится нечувствительной к атакам организма и не только успешно избегает уничтожения, но и активно «перепрограммирует» защитные клетки для обеспечения собственных нужд. Поняв механизмы, которые опухоль использует для подавления иммунного ответа, мы сможем разработать контрмеры и попытаться сдвинуть баланс в сторону активации собственных защитных сил организма для борьбы с болезнью.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: CRISPR — это система специфического иммунитета прокариот, характерная как для бактерий, так и для архей. CRISPR-структуры впервые были описаны почти 30 лет назад, однако их функция долгое время оставалась загадкой. CRISPR-системы состоят из геномных кассет, в которые записывается информация о вирусных или плазмидных инвазиях, и Cas-белков, обеспечивающих молекулярный механизм иммунитета. В ответ на инфекцию клетка с CRISPR вырезает из чужеродного генома небольшой фрагмент и встраивает его в кассету. Благодаря такому механизму роста, CRISPR-системы являются уникальным примером эволюции «по Ламарку». Высокоэффективное узнавание ДНК, лежащее в основе работы CRISPR, оказалось привлекательно и для практического использования, и сейчас CRISPR-системы служат для точных манипуляций с самыми различными геномами, в том числе и с геномом человека.