-
1193Работа клетки подобна работе оркестра, только вместо музыки она производит белки и РНК. Для правильного функционирования всей системы каждый ген должен «вступать» в нужный момент, скоординировано с другими генами, и давать столько продукта, сколько потребуется. Это значит, что транскрипция каждого гена должна происходить в определенное время и с определенной интенсивностью. Дирижерами процесса выступают специальные белки — факторы транскрипции. Партитура при этом записана в самой ДНК: партию определяют регуляторные последовательности, с которыми транскрипционный фактор связывается и в результате усиливает или ослабляет транскрипцию соответствующих генов. Замены в таких последовательностях могут приводить к изменению силы связывания и, как следствие, фальши в транскрипции: неверной или не вовремя сыгранной партии конкретного гена. Современные биологи активно пытаются решить вопрос о том, как устроены эти последовательности для каждого транскрипционного фактора и какие мутации в них будут влиять на связывание с белком. Одним из подходов к расшифровке клеточной партитуры является изучение аллель-специфичного связывания: когда варианты регуляторной последовательности, унаследованные от матери и от отца, различаются, можно изучать, с каким из них транскрипционный фактор связывается лучше. Несмотря на прозрачную постановку задачи, на пути к ее решению возникает ряд проблем. Мы придумали, как их преодолеть, и обнаружили сотни тысяч событий аллель-специфичного связывания, попутно показав их вклад в предрасположенность ко многим заболеваниям. Работа недавно опубликована в журнале Nature Communications.
-
1051Что происходит в клетке, когда в нее проникает SARS-CoV-2? Что в этом вирусе уникального, а что общего с другими коронавирусами? Эти вопросы очень важны для поиска эффективных лекарств. Мы расскажем о том, как современные «омиксные» методы (в частности, протеомика) ускоряют поиск ответов на примере мультиомиксного сравнения двух близких родственников — SARS-CoV-2 и SARS-CoV.
-
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Создание новых белков с заранее выбранной функцией? Что? Да!!! Нужна вакцина? Дизайним белок! Нужно вылечить рак? Дизайним белок! Звучит очень заманчиво, но реально ли это? Rosetta — программа, разработанная в Институте белкового дизайна под руководством Дэвида Бейкера, дает утвердительный ответ на этот вопрос. С ее помощью ученым удалось справиться с целиакией, создать лекарство широкого спектра от вируса гриппа и научить иммунные клетки находить и убивать раковые. Несколько компаний сейчас занимаются выводом этих разработок на рынок. В этой статье мы разберемся, как работает Rosetta и какие проблемы белковый дизайн позволяет решать уже сегодня.
-
699Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Организация медицинской помощи в цифровом виде и анализ и обработка данных — другими словами цифровая медицина, — постепенно становятся стандартом. А искусственный интеллект, которым нас пугали несколько лет назад, сегодня незаменим в уйме технологических решений — от предсказания погоды до рекламы.
-
2007Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Приступая к рассмотрению чего-то нового, человек прежде всего стремится разложить это на группы. Так устроен наш мозг и так он осваивается с тем, что ему преподносит жизнь. То же — в науке: видя удивительное разнообразие вокруг себя в очередной области исследований, ученые прежде всего создавали описывающую его классификацию. Классическим примером служит система живого, представленная в виде иерархии вложенных друг в друга таксонов различного ранга: домен, царство, класс или отдел и т.д., вплоть до вида и даже более дробных групп. Ее очень удобно изображать в форме так полюбившихся биологам эволюционных деревьев. Исходно подобная система была предложена биологами-натуралистами, «классиками» систематики еще в XVIII–XIX вв. Исторический прогресс — это еще и прогресс научный: за последние десятилетия объекты и методы исследований изменились очень сильно. Сильно изменилось и само научное знание, и его методы. Извечная задача систематизации и группировки остается актуальной — только применять ее приходится к данным в новом формате... и, порой, чрезвычайно большим. Чтобы не захлебнуться в информационном потоке, очень важно освоить новые методы для работы с данными. Здесь в качестве важного, но непростого примера мы рассмотрим кластерный анализ.
-
Развитие технологий высокопроизводительного секвенирования позволило изучить структуру хроматина на ранее невиданном для клеточных биологов уровне — на уровне взаимодействий отдельных участков генома! Четвертая статья цикла «Пятерка по системной биологии» расскажет, как устроена современная наука о хроматине. Проекты стипендиатов посвящены как фундаментальным аспектам динамики хроматина и внутрихроматиновых взаимодействий, так и изучению организации хроматина с помощью высокопроизводительных методов у разных живых организмов.
-
Коронавирусы находятся в списке опасных патогенов с начала XXI в. В 2002 г. коронавирус вызвал эпидемию тяжелого острого респираторного синдрома (англ. severe acute respiratory syndrome, SARS), а в 2013 г. — ближневосточный респираторный синдром (англ. Middle East respiratory syndrome, MERS). В конце 2019 г. в Китае началась новая вспышка коронавирусной инфекции (англ. coronavirus disease, COVID-19), которая застала человечество врасплох. Вирус SARS-CoV-2, отличающийся довольно высокой инфицирующей способностью и смертностью, перекинулся на другие страны, и 11 марта ВОЗ объявила вспышку COVID-19 пандемией. В связи с этим перед учеными встала ключевая задача: в кратчайшие сроки разработать способы лечения и профилактики. На помощь в этом приходят передовые компьютерные технологии — молекулярное моделирование, виртуальный скрининг и искусственный интеллект. В продолжение ставшей уже такой популярной на «Биомолекуле» темы SARS-CoV-2 мы выкладываем (с некоторыми изменениями и дополнениями) исходно опубликованный в «Природе» обзор предварительных результатов разработки лекарственных препаратов против нового коронавируса с акцентом на применение компьютерных технологий.
-
Недавно научный и околонаучный мир «взорвало» видео со сверхдетальным цветным трехмерным изображением межклеточных контактов в развивающихся нейронах. Такие контакты позволяют нейронам в процессе развития находить друг друга и организовываться в сети, благодаря которым мы испытываем радость, сочиняем стихи... или занимаемся наукой! В журнале Science ученые описали технологию получения таких изображений: как водится, в основу лег синтез. Исследователи соединили две самые передовые методики с помощью компьютерных технологий.
-
Проблема стремительного распространения устойчивости к антибиотикам среди патогенных бактерий — одна из самых острых проблем современной медицины, поэтому разработка новых антибиотиков сейчас является очень важной задачей. Недавно на страницах журнала Cell американские исследователи сообщили, что сумели найти новый потенциальный антибиотик широкого спектра в базе данных соединений Drug Repurposing Hub с помощью машинного обучения. Обнаруженное вещество получило название галицин. Авторы работы экспериментально показали, что галицин обладает бактерицидной активностью против бактерий разных филогенетических групп, включая такие патогены человека, как возбудитель туберкулеза Mycobacterium tuberculosis и возбудитель колита Clostridioides difficile. Наша статья посвящена новой стратегии поиска потенциальных антибиотиков с помощью машинного обучения.
-
1490Несколько лет назад мы опубликовали спецпроект, рассказывающий о биологических исследованиях в Физтехе. Пришло время продолжить его: в этой статье мы расскажем о лаборатории структурного анализа и инжиниринга мембранных систем, основанной в 2016 году; о том, чем занимаются структурные биологи и как устроена их лабораторная жизнь; о биологических мембранах и мембранных белках; об оптогенетике, белковом дизайне, кристаллографии, молекулярной динамике... И это еще не всё!
