Микробиология

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.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Вы когда-нибудь гадали, глядя на бактерию, что там у нее в геноме? Что, если среди множества генов где-то уже записана подсказка к спасению целого вида — и даже экосистемы? Дело SM254 начинается не в лаборатории, а в глубинах шахты, где медь и тьма закалили микроб, способный выживать в экстремальных условиях и, возможно, противостоять возбудителю синдрома белого носа у летучих мышей — грибку, вызвавшему массовую гибель рукокрылых и серьезные экологические последствия. Это рассказ о расследовании, которое пока не дает однозначных ответов, но открывает направление — туда, где микробы могут стать союзниками в восстановлении хрупкого баланса жизни.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Если я скажу, что бактерии между собой разговаривают, возможно, вы мне не поверите. Но на самом деле у них есть целый процесс «переговоров», называемый кворум-сенсингом или чувством кворума. Этот процесс позволяет им работать вместе и таким образом еще сильнее атаковать организм. В этом исследовании представлен стратегический план действий по прерыванию переговоров между бактериями Stenotrophomonas maltophilia, используя биоинформатику. Эти бактерии общаются с помощью особой молекулы — диффузионного сигнального фактора (DSF), регулируемого белком RpfB. Вот этот белок мы и попробуем вывести из строя, собрав свою команду молекул, которые могут тормозить его действие.