Микробиология

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Как только человечество не демонизирует бактерии! И рога, и клыки, и когти им в мультиках и рекламе жидкого мыла пририсовать норовит, и в черный плащ с капюшоном их переодевает, и «черной смертью» называло. Строго говоря, нет ни абсолютно «хороших», ни истинно «злых» бактерий; они, как и все живые существа, просто стараются выжить и оставить потомство. А вред или польза, которые они при этом могут принести другим видам (например, нам, людям) — лишь побочное следствие их существования. Однако всех бактерий объединяет одно: они готовы вести изнуряющую борьбу за свое выживание, находить лазейку, ускользать, и так далее по кругу. Свойственно это и патогенным бактериям, по вине которых каждый год умирают тысячи и миллионы людей. А что, если роли поменяются, и жертвой станет сама бактерия? Более того, паразит пришел изнутри и фактически поработил бактерию, предъявив ей железный ультиматум: «Сосуществуй или умри». Оказывается, и тут нашелся выход: раз нельзя избавиться, то можно приспособить, сделать внутреннего оккупанта шестеренкой в своем механизме — превратить в симбионта. В этой статье речь пойдет о паразите в не совсем привычном понимании этого слова, поскольку им является не живой организм, а ген. Не простой — эгоистичный, ради себя готовый на все. И в этой готовности, вкупе с навыком бактерий в случае надобности идти на компромисс, оказался заложен огромный потенциал, который сейчас исследуется и используется учеными по всему миру. Все это — про системы токсин-антитоксин, или ТА-модули.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Эта статья посвящена вагинальной микробиоте — ключевому игроку в репродуктивном здоровье женщины. В ней мы рассмотрим ее состав и молекулярные механизмы, с помощью которых бактерии влияют на иммунитет своего хозяина — человека. Особое внимание уделим роли дисбиоза в развитии серьезных осложнений: преждевременных родов, выкидышей и неудачных процедур ЭКО. А еще поговорим о методах коррекции микробного сообщества, включая персонализированную терапию и трансплантацию вагинальной микробиоты.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: На заре обработки биологических снимков исследователь проводил долгие часы, вручную обводя контуры клеток или даже подсчитывая клетки микроскопического поля в камере Горяева. Развитие технологий обработки изображений позволило автоматизировать такие задачи, как подсчет клеток на снимке и их классификация. Это значительно продвинуло разработку лекарств (быстрый анализ выживаемости), диагностику заболеваний и многие другие направления исследований. В этой статье рассмотрим эволюцию подходов к определению клеток на микроскопических изображениях в задачах компьютерного зрения — как методы анализа клеточных снимков развивались от алгоритмов с жестко заданными правилами обработки пикселей к нейросетевым моделям, использующим обучение на данных, геометрические представления формы и самообучение. И разберемся, почему каждый новый подход возникал как ответ на ограничения предыдущего, и как со временем менялся сам способ формального описания клеточной структуры.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Если бы незадачливый путешественник во времени случайно убил асгардархей, на базе которых сформировались эукариоты, то каким был бы наш мир? Был бы он обречен оставаться скучным и лишенным сложных многоклеточных форм? Не совсем. Гигантские серные бактерии имели бы шанс развиться в клетки со сложной структурой, напоминающие эукариот, и в сложные многоклеточные организмы. В этой заметке в жанре альтернативной эволюции я использую генеративный искусственный интеллект, чтобы представить, как выглядел бы этот мир — и показать эволюционный потенциал обитателей сероводородных озер.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Пока одни микробы защищают наш организм, другие (в частности, Clostridioides difficile) ждут удобного момента, чтобы завладеть территорией. Стоит неблагоприятным факторам нарушить баланс микробного мира (например, вы приняли антибиотик) — и враг пробуждается. Но что, если бактерии-защитники могут подавлять рост нарушителей спокойствия просто уничтожая их продовольственные запасы? Представьте себе невидимую войну в глубинах кишечника, где победа определяется не мощностью оружия, а — внезапно — скоростью поедания, и отнюдь не друг друга, а обычных продуктов питания самих бактерий! Мы построили биоинформатический конвейер, который по геномам предсказывает, какие микробы способны лишать C. difficile жизненно важных аминокислот и тем самым не позволять ей эффективно колонизировать кишечник. Этот подход открывает путь к выявлению наиболее перспективных микробных защитников — потенциальных пробиотических микроорганизмов.