Бактерии были одними из первых организмов, геномы которых были изменены в лаборатории. Сегодня эти существа помогают биотехнологам добиваться интересных результатов. Рассказываем краткую историю использования бактерий в генной инженерии.
Открытие бактериальной трансформации

В 1928 году английский генетик и врач Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В то время он разрабатывал вакцину от пневмонии. Работая с двумя штаммами бактерии Streptococcus pneumoniae, один из которых вызывал у мышей пневмонию, а другой - нет, он заметил, что, если смешивать мертвые вирулентные бактерии с живыми невирулентными и вводить эту смесь мышам, они погибают. Оказалось, что изначально невирулентные бактерии приобрели способность вызывать болезнь и стали передавать ее по наследству. Гриффит предположил, что существует некий «трансформирующий фактор», который превратил бактерии в патогенные. В 1944 году ученые Эвери, Маклеод и Маккарти показали, что «трансформирующим фактором» в этом процессе является молекула ДНК. Таким образом, бактерии могут активно усваивать чужие фрагменты ДНК и изменять собственные свойства.

Астрономы называют комету 46P/Виртанена «кометой года». 16 декабря ледяной шар шириной около километра пролетит в 11,5 млн км от Земли, что сделает это событие одним из 10 самых близких сближений комет с начала эры космических исследований. Комета, вероятно, будет видна невооруженным глазом в течение нескольких недель во время праздников. Вот как она выглядит сейчас:
Ясуси Аосима из Исикавы (Япония) сделал этот снимок с помощью 12-дюймового телескопа. На фото можно увидеть зеленую атмосферу кометы, которая, что очень впечатляет, почти в 2 раза шире Юпитера. Зеленый цвет - это следствие содержания двухатомного углерода C2. Это газообразное вещество, как правило, содержится в сияющих зеленым светом атмосферах комет.

На данный момент яркость кометы сравнима с яркостью звезды 10-й величины, которая характеризуется как тусклая. Однако специалисты ожидают, что к декабрю она станет ярче более чем в 200 раз. Если текущие тенденции сохранятся, 46P может в конечном итоге достичь величины +3, что сделает ее видимой невооруженным глазом и легкой мишенью для биноклей или небольших телескопов.

Комета Виртанена проходит через внутреннюю область Солнечной системы каждые 5,4 года. Сейчас она находится вблизи орбиты Марса и движется в нашем направлении.

Общеизвестные сведения об устройстве нашего организма говорят о том, что основную функцию во всех жизненно важных процессах играет ДНК. РНК же считается некой «вспомогательной структурой», которая участвует в кодировании, записи, передаче информации и так далее. Однако согласно новому исследованию ученых-биохимиков из США, РНК может играть ключевую роль в некоторых процессах жизнедеятельности, таких как, например, иммунитет.
Об открытии упоминается на страницах издания Journal of Biological Chemistry, а за работу отвечает команда исследователей из Университета Эмори, возглавляемая профессором Грэмэм Конном. На примере инфицирования клетки вирусом исследователи рассказали, как это работает. В момент поражения клетки вирусом, происходит повреждение ее внутренних структур. В ответ на это вырабатывается специфический сигнальный белок OAS. После этого вырабатывается другой белок, который уже и направлен на включение системы иммунитета, распознавание чужеродного агента и борьбу с ним.

Астрофизики во главе с Маттиа Гальяццо (Mattia Galiazzo) из Венского университета, Австрия, изучили долгосрочную эволюцию траекторий кентавров, малых тел Солнечной системы, орбиты которых изначально пролегали между орбитами Юпитера и Нептуна. Исследователи оценили число сближений и столкновений с планетами земной группы после так называемой Поздней тяжелой бомбардировки, протекавшей примерно 3,8 миллиарда лет назад, а также возможные размеры ударных кратеров, образующихся при столкновениях кентавров с планетами земного типа.
Размеры кратеров могут достигать сотен километров, однако, учитывая численность известной ученым популяции кентавров, большинство кратеров будет иметь размер менее 10 километров. Для среднего размера астероида в 12 километров, по оценкам команды Гальяццо, имело место в среднем два столкновения со времени Поздней тяжелой бомбардировки с Землей и два столкновения - с Венерой. Эта «бомбардировка» являлась примерно в 10 раз менее интенсивной, чем бомбардировка планет земной группы астероидами Главного астероидного пояса, происходящими из области пространства между орбитами Марса и Юпитера. Однако кентавры в целом имеют более высокую скорость и большую массу. Для меньших по размерам кентавров (менее 1 километра в диаметре) частота столкновений оказалась выше и составила одно столкновение в 14 миллионов лет для Земли, 13 миллионов лет для Венеры и 46 - для Марса. Исследователи нашли, что примерно половина всех кентавров имеют возможность столкновения с планетами земной группы и примерно 7 процентов от их числа взаимодействуют с планетами земной группы. Кентавры могут быть причиной ряда глобальных катаклизмов на Земле, а также на поверхностях других планет земного типа, отмечают авторы.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

В сотнях метров под землей, куда не попадает ни капли солнечного света, ученые обнаружили неожиданную форму жизни: цианобактерий, которые обычно получают энергию посредством фотосинтеза.

Эти выносливые микроорганизмы существуют около миллиарда лет. Несмотря на свой крошечный размер, они сыграли большую роль в истории планеты - за счет фотосинтеза помогли сформировать богатую кислородом атмосферу Земли, заложив основу для возникновения всех форм жизни.
Сегодня цианобактерии обитают в различных средах: от обжигающих пустынь до океанов. Но везде, где живут эти организмы, они обычно получают хотя бы минимальное количество солнечного света. Обнаружение этих существ в темных подземных глубинах стало большим сюрпризом для ученых.

Группа исследователей во главе со Скоттом Шеппардом (Scott Sheppard) из Института Карнеги, США, вновь переопределила границы нашей Солнечной системы. Эти ученые открыли новый, расположенный экстремально далеко от Солнца объект, орбита которого лежит за пределами орбиты Плутона, и этот объект, согласно мнению авторов работы, хорошо вписывается в картину существования еще более далекой «суперземли», называемой Планетой X, или Девятой планетой.
Этот вновь обнаруженный объект, получивший название 2015 TG387, будет представлен вниманию общественности во вторник сотрудниками Центра малых планет Международного астрономического союза.

Объект 2015 TG387 был обнаружен на расстоянии примерно 80 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца) от нашей звезды. Для сравнения, Плутон находится в настоящее время на расстоянии примерно 34 а.е. от Солнца, поэтому объект 2015 TG387 сейчас лежит примерно в два с половиной раза дальше от нашего светила, чем Плутон.
Этот новый объект имеет очень вытянутую орбиту и никогда не подходит к Солнцу ближе, чем на расстояние в 65 а.е. - в точке, называемой перигелием орбиты. Только объекты 2012 VP113 и Седна, диаметры орбит которых в перигелии составляют соответственно 80 и 76 а.е., удалены от Солнца на большее расстояние в ближайшей к светилу точке своей орбиты, чем объект 2015 TG387. Однако орбита объекта 2015 TG387 имеет значительно больший диаметр в афелии - самой удаленной от Солнца точке - составляющий примерно 2300 а.е.

Этот объект был открыт в рамках «охоты» на гипотетическую Планету X, расположенную, предположительно, далеко за пределами орбиты Плутона.

Размер объекта 2015 TG387 составляет, по оценкам авторов исследования, примерно 300 километров - что ставит его на нижнюю границу диапазона размеров, соответствующего карликовым планетам. Расположение объекта 2015 TG387 на небе, где перигелий его орбиты оказывается близок к перигелиям орбит объектов 2012 VP113 и Седна, а также других экстремально далеких транснептуновых объектов, указывает на возможное гравитационное воздействие со стороны далекой планеты, таинственной Девятой планеты Солнечной системы, считают Шеппард и его коллеги.

Исследование опубликовано в журнале Astronomical Journal.

Необычные формы и цвета крохотных марсианских спутников Фобоса и Деймоса вызывают не стихающие дискуссии об их происхождении.
Темные поверхности этих спутников напоминают собой примитивные астероиды из внешней части Солнечной системы, так называемые углеродистые астероиды класса D, поэтому некоторые ученые считают, что Фобос и Деймос являются астероидами, захваченными гравитацией Марса много лет назад. Однако с ними не соглашаются специалисты по динамике орбит, которые говорят, что формы и наклоны орбит этих спутников не соответствуют сценарию захвата астероидов.

Новый взгляд на научные данные 20-летней давности, собранные при помощи орбитальной марсианской миссии Mars Global Surveyor, поддерживают версию, согласно которой спутники Марса сформировались в результате падения крупного небесного тела на поверхность Красной планеты, в результате чего на орбиту было выбито большое количество обломков горных пород. Коллектив исследователей, возглавляемый Тимом Глотчем (Tim Glotch), геологом из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук, США, в своей новой работе показывает в серии лабораторных экспериментов, что тепловое излучение Фобоса, зафиксированное однажды в 1998 г. аппаратом Mars Global Surveyor, близко по спектральному составу к излучению, испускаемому вулканическими породами поверхности Марса и плохо совпадает с тепловым излучением образцов метеорита D класса, обнаруженного близ озера Тагиш, провинция Британская Колумбия, Канада.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Если один лист растения поврежден, другим его частям с помощью изменения уровня кальция в клетках передаются сигналы об угрозе.
Когда комар кусает вас за плечо, вы сразу смахиваете его, стараясь не допустить еще одного укуса. Растения так делать не могут, но, как обнаружили ученые, они способны предупреждать свои еще не «атакованные» части о надвигающейся угрозе.

Международная группа исследователей из Японии и США доказала, что при повреждении какой-либо части растения глутамат, присутствующий в нем, запускает кальциевую сигнализацию в клетках. Это становится своего рода системой оповещения других частей растения о повреждениях. Исследование опубликовано в журнале Science.

Известно, что хоть у растений и нет центральной нервной системы, как у животных, они могут реагировать на раздражители и распространять по организму электрические сигналы, напоминающие нервные импульсы. То, что клетки растений способны генерировать электрический сигнал, впервые обнаружил индийский ученый Джагадис Чандра Бозе (Jagadish Chandra Bose) еще около века назад.

Интересно, что в ответ на раздражители растения могут демонстрировать внешние проявления. Например, изменять свою ориентацию в пространстве. Явление, когда растение изгибается по направлению к источнику света, называется фототропизмом. Есть и более знакомый нам пример, когда части растения реагируют на изменение температуры: например, мимоза, скручивающая листья на холоде. Такая реакция называется термотропизмом.

Исследователи из Японии и США изучали, как гравитация влияет на растение семейства капустных резуховидку (Arabidopsis). Для того чтобы узнать, как уровень кальция изменяется в клетках растений при разных условиях, ученые наблюдали за мечеными белками, меняющими интенсивность флуоресценции при изменении концентрации кальция. В ходе исследования случайно было обнаружено интересное явление: когда часть растения, например лист, повреждалась, по остальным частям распространялось флуоресцентное свечение, свидетельствующее о том, что происходит кальциевая сигнализация, то есть последовательное изменение концентрации кальция в клетках. Этот процесс запечатлен на видео ниже.

Профессиональное выгорание Илона Маска, о котором так много говорят сегодня СМИ, отражает общее состояние работников Кремниевой долины сегодня, пишет Le Figaro. Бессонница, пристрастие к снотворному, физическое истощение из-за переизбытка работы стали в сфере высоких технологий скорее правилом, чем исключением, замечает издание. При этом «адский» рабочий график губит не только здоровье работников, но и финансовые показатели предприятий.Reuters

«Кремниевая долина не может уснуть», - констатирует Le Figaro. Первое свидетельство тому - широко освещаемый в прессе синдром профессионального выгорания Илона Маска. Недавно в интервью The New York Times глава корпорации Tesla признался, что одной из причин неудач его предприятия в последние месяцы стала зависимость бизнесмена от сильнодействующего снотворного Ambien.

Как отмечает издание, в Кремниевой долине чаще, чем где-либо ещё, ответственность за судьбу предприятия ложится на плечи одного-единственного человека - «гениального и всесильного» руководителя. Однако регулярные бессонницы плохо вяжутся с этим статусом, замечает автор статьи. Так, многие инвесторы Tesla признались, что их беспокоит состояние здоровья Маска и связанное с ним всё более непредсказуемое поведение главы компании. Как напоминает издание, недавно бизнесмен объявил в Twitter о выводе корпорации с биржи, не предупредив об этом совет директоров предприятия. В результате стоимость акций Tesla рухнула на 20%. При этом сам Маск до последнего времени упоминал о своём использовании снотворного в шутливом тоне. «Бокальчик красного вина, винтажная пластинка, немного Ambien... и волшебство!» - писал он в 2017 году.

В среду 22 августа журнал Nature сообщил о новом открытии, связанном с Денисовой пещерой на Алтае. Находка 2016 года оказалась фрагментом останков девушки, унаследовавшей черты и неандертальца, и денисовского человека. Что же нам известно о нашей далёкой родственнице?
1. Имя (точнее, рабочее название) ― «Денисова 11».

2. Источник информации: ядерная ДНК, полученная из 175 мг костной пудры. Находка: фрагмент косточки 24,7 x 8,4 мм, местоположение в скелете не установлено.

3. Возраст девушки ― старше 13 лет (как сказано в одном из научных сообщений, «возраст костных останков составляет более 13 лет до момента смерти»).

4. Отец ― денисовец, мать ― неандерталка.

5. Родители «Денисовой 11» нечистокровные представители своих подвидов, они несут генетический след предыдущих скрещиваний, что отобразилось в геноме девушки. Так, ее отец имел как минимум одного неандертальского предка в период своей жизни.

6. Предки «Денисовой 11» по неандертальской линии, вероятно, были сравнительно недавними (примерно за 20 000 лет до жизни девушки) пришельцами из Европы: в частности, прослеживается их генетическая связь с обитателями пещеры Виндийя (Хорватия).

7. 1,2% фрагментов ДНК «Денисовой 11» соответствуют современному человеку, 38,6% ― неандертальцу и 42,3% ― денисовцу.

Профессор Сванте Паабо, руководитель лаборатории Института изучения истории человека общества Макса Планка (Лейпциг, Германия):

И по настоящее время мы все - гибриды. В геноме отдельных групп современных людей можно найти 10-15% генов неандертальца и 1,5 - 5% генов денисовского человека. Даже такая невысокая доля влияет, согласно одной из наших гипотез, на приспособляемость к большой высоте жителей Тибета и к холоду - Гренландии. Почему не больше? Во‑первых, популяции подвидов Homo встречались и смешивались не так часто. Во‑вторых, действовал селективный отбор, направленный против гибридизации.

Вивиан Слоун, сотрудница лаборатории Сванте Паабо:

Мы тщательно проверяли все наши результаты и чистоту их получения. Были исключены такие версии, как смешение материала в лаборатории, погрешности аналитического оборудования и даже последствия каннибализма. Можно уверенно утверждать: секвенирован геном дочери денисовского человека и представительницы популяции алтайских неандертальцев.

Установлено также, что скрещивание различных подвидов гоминид в эпоху плейстоцена происходило практически при каждом соприкосновении разных популяций.

Научный руководитель Института археологии и этнографии СО РАН академик Анатолий Пантелеевич Деревянко:

Вместе с денисовцами в пещере обитали и неандертальцы. Закономерно встает вопрос: как они сосуществовали? Недавно я высказал две гипотезы.

Первая - антагонистическая, когда два вида конкурируют вплоть до взаимного уничтожения и даже употребления себе подобных в пищу. В пользу этого говорит отсутствие предметов индустрии неандертальцев в Денисовой пещере - только фрагменты останков их самих. Хотя, замечу, что в расположенной в 45 км (по прямой) пещере Окладникова найдено достаточное количество неандертальских каменных изделий, более архаичных по сравнению с денисовскими.

Вторая гипотеза - что между неандертальцами и денисовскими людьми были комплементарные отношения, вплоть до скрещивания. В пользу этого варианта говорит последнее открытие, вынесенное в подзаголовок.

В том же одиннадцатом слое в 2016 году был найден фрагмент человеческой кости, настолько крошечный, что пока не удалось установить его точное место в скелете. Но секвенирование полученной из косточки ДНК показало - эта девочка не младше 13 лет была гибридом неандертальца и денисовца, причем в четвертом поколении. Заметим, что метисное разновидовое потомство (например, лошади и осла) не способно к дальнейшему размножению. Коль скоро неандертальцы и денисовцы скрещивались неоднократно, то из этого следует их принадлежность к одному биологическому виду при всех уже установленных культурных и генетических различиях.