«Сухая» биология

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: На протяжении десятилетий нейробиология служила главным источником вдохновения для создания искусственного интеллекта. Однако сегодня ИИ стал мощнейшим инструментом для познания нашего собственного разума. Данная статья рассматривает новую гибридную область исследований — NeuroAI, которая возникла не так давно, но уже завоевала внимание многих ученых мира. NeuroAI можно использовать не только как классический инструмент для обработки данных, но и как платформу для обратного проектирования (reverse engineering) мозга. В этом неклассическом подходе искусственные нейросети используются как «цифровые двойники» для тестирования гипотез о работе кортикальных сетей. В этой статье приводится ряд интересных исследований, демонстрирующих возможности такого подхода: от иерархической организации зрительной и слуховых систем и тонкой специализации нейронных популяций до моделирования и изучения нейробиологических поломок, лежащих в основе психических заболеваний.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В 1990-х казалось, что аптамеры вот-вот вытеснят антитела. Спустя десятилетия — всего несколько препаратов, а в обзорах все чаще звучит: «высокий потенциал, но мало реализован». В этой статье мы разбираемся, что дело может быть не в самих аптамерах, а в способе их поиска — методе SELEX, который на практике напоминает лотерею. На фоне успехов AlphaFold мы объясняем, почему прямой перенос этого подхода на аптамеры не работает, и как вместо случайного отбора перейти к рациональному дизайну. Наконец, мы рассказываем, как платформа Xelari заменяет месяцы лабораторного перебора полным компьютерным проектированием аптамеров и почему у этих почти забытых молекул снова появился шанс.

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.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В последние несколько лет искусственный интеллект все прочнее входит в наши жизни. Первая способная рассуждать программа была написана в 1956 году, она могла доказывать теоремы символической логики из «Математических принципов» Уайтхеда и Рассела. Сейчас же системы ИИ применяются, кажется, везде, от рутинной автоматизации офисных процессов до цифрового искусства и построения виртуальных миров. По-настоящему потенциал искусственного интеллекта можно раскрыть в одной из самых непростых сфер — в медицине, ведь несмотря на колоссальный прогресс в последние десятилетия диагностика многих заболеваний по-прежнему остается серьезным вызовом для ученых и врачей. Одна из актуальных на сегодняшний день задач — лечение нейродегенеративных заболеваний, в частности, болезни Альцгеймера. Может ли ИИ помочь преодолеть трудности в диагностике этой болезни? Какие технологии изобретены и применяются уже сегодня? Об этом и поговорим.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: В данной статье автор рассмотрел ДНК-компьютер как альтернативу современным компьютерам в решении задач хранения данных и сложным вычислений, принципы практической реализации, преимущества и недостатки этой технологии, а также перспективы ее дальнейшего развития. Представьте мир будущего. Вся библиотека данных человечества помещается в крошечном контейнере. За считанные секунды люди моделируют сложнейшие биологические процессы и прогнозируют климатические изменения. Из этой статьи вы узнаете, как ДНК-компьютер может стать альтернативой традиционным компьютерам для хранения данных и выполнения сложных вычислений. Мы рассмотрим основы работы этой технологии, ее практическую реализацию, основные преимущества и ограничения, а также оценим перспективы ее дальнейшего развития и потенциального применения в будущем.