Рубрика «днк»

Самую маленькую Мону Лизу в мире создали при помощи ДНК - 1

«Мона Лиза» Леонардо да Винчи — величайшее произведение, значимость которого нельзя недооценить. В течение веков картина оказывала влияние на целые школы художников, умы и воображение живописцев. «Мону Лизу» неоднократно пытались копировать, также представители различных течений писали картины с ней по-своему. Кто-то создавал огромное полотно, а кто-то умещал лицо девушки на миниатюре размером с почтовую марку.

Но сейчас ученые смогли создать самую маленькую картину в мире с изображением той самой девушки. Это сделано при помощи отдельных молекул ДНК. Известная всему миру улыбка (да и улыбка ли?) на картине не превышает 100 нм в длину. Все это удалось выполнить благодаря отработке нового «метода оригами», позволяющего складывать молекулы ДНК в сложные структуры.
Читать полностью »

Полусинтетический организм с шестью основаниями ДНК теперь умеет размножаться - 1По крайней мере с момента появления последнего общего предка всего живого на Земле примерно 3,5 млрд лет назад генетическая информация хранится в четырёхбуквенном алфавите, который распространяется и считывается в виде двух базовых пар. Это четыре азотно-углеродно-водородные основания: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G). В силу своего химического состава они связываются в базовые пары в строгом порядке, не допускающем вариантов: только A-T и С-G. Две базовые пары кодируют всю жизнь на Земле.

Главная цель синтетической биологии как науки — создание новых жизненных форм и новых функций у существующих организмов. Логичный путь к достижению этой цели — разработка полусинтетических организмов с расширенным набором базовых пар. Кроме четырёх оснований живой природы они могут содержать пару синтетических оснований, образующих третью искусственную базовую пару: X-Y.

Предыдущие попытки создать такой полусинтетический организм достигли апогея в 2016 году. Тогда генетикам удалось вывести штамм Escherichia coli, которая извлекала необходимые синтетические трифосфаты из окружающей среды и использовала их для репликации плазмид с синтетическим основанием. Это был первый случай репликации полусинтетической ДНК, но всё-таки такой полусинтетический организм был не совсем полноценным. Просто хранения и передачи синтетической базовой пары недостаточно. Чтобы нести какую-то пользу, она должна быть полностью функциональной, то есть способной в конечном итоге через РНК на экспрессию белков. И это будут белки, создать которые не способна ни одна естественная форма жизни в четверичной системе.
Читать полностью »

Введение

Для эукариотических геномов характерно наличие большого количества интронов, микро- и минисателлитов, диспергированных элементов, «реликтовых ретровирусов» и прочих нуклеотидных последовательностей, суммарная длина которых более чем на порядок превосходит длину генных экзонов, определяющих первичную структуру белков. Обычно считают, что избыточная ДНК является реликтом эволюции и только засоряет клеточное ядро. В лучшем случае ей отводится роль радиопротектора, защищающего гены от повреждений /1/.

Такие объяснения достаточно правдоподобны, но недостаточно убедительны. Трудно убедить себя в том, что наш геном является мусорным ящиком, набитым эволюционными отбросами или даже вредными для организма эгоистичными нуклеотидными последовательностями. Возможная радиопротекторная роль этого “мусора” служит слишком слабым утешением.

Особенно контрастно избыточность генома человека проявилась после завершения его секвенирования. Выяснилось, что в гаплоидном наборе хромосом содержится меньше 30 тысяч генов, и на каждый ген приходится примерно 100 тысяч нуклеотидов. Это значит, что в кодировании белков принимает участие менее 2% хромосомной ДНК.

Парадоксальность избыточности генома и непостижимость молекулярных основ человеческого разума являются самыми интригующими загадками современной биологии. А что, если эти две загадки имеют общую разгадку?
Читать полностью »

Ещё недавно, в 2016 году, бесспорное лидерство на рынке геномного секвенирования принадлежало США. Точнее – американской компании Illumina, разработавшей модельный ряд флуоресцентных секвенаторов.

Задачи отечественного секвенаторостроения - 1

Рис. 1. Флуоресцентные секвенаторы компании Illumina
(Illumina Investor Presentation, August 18, 2017)

Совершенствование этих приборов и используемой ими флуоресцентной технологии позволило к середине 2016 года уменьшить стоимость секвенирования генома человека до $1000.
Второе место в 2016 году занимала американская компания Thermo Fisher Scientific, развивающая полупроводниковую технологию секвенирования ДНК. Их секвенатор Ion S5, несмотря на сравнительно скромную производительность (до 12 Gb), вполне достойно конкурировал с настольными секвенаторами компании Illumina в нише таргетного (клинического) секвенирования.

Читать полностью »

Французские ученые из Института Садрона успешно закодировали и затем прочитали слово Sequence (оно было представлено в ASCII-коде) с помощью последовательности синтетических полимеров. Таким образом, они доказали, что в молекулах полимеров можно хранить информацию, и занимать она будет в 100 раз меньше места (физического), чем на обычных жестких дисках.

Создан первый молекулярный компьютер на синтетических полимерах - 1Читать полностью »

Бытует миф, что загорать полезно. Однако, мало кто знает, что загар — это ничто иное как защитная реакция организма в ответ на повреждения ДНК от ультрафиолета. Именно в ответ на появление специфичных обломков ДНК, являющихся “визитной карточкой” ультрафиолетовых повреждений, меланоциты (те самые клетки, из которых может развиться меланома) начинают вырабатывать больше меланина. Что такое меланин, думаю, многие знают — это тот пигмент, от концентрации которого зависит оттенок кожи и волос. В коже он выполняет роль тонировки, буквально принимая огонь на себя дабы уберечь от высокочастотных фотонов нашу ДНК.

Ученые подразделяют спектр УФ (UV) на 3 категории: A, B и C. Самый высокочастотный UVC до нас не доходит (спасибо озону), а вот остальные два типа очень даже:

Загар — реакция организма на повреждение ДНК - 1

Что же происходит, когда фотон УФ попадает по нашей ДНК? Происходит формирование т.н. пиримидиновых димеров — это когда одна из “букв ДНК”, вдохновившись приливом сил от фотона, решает упрочнить отношения с соседом-близнецом и вступает с ним в ковалентную связь. Такая связь может возникнуть между двумя тиминами или двумя цитозинами в ДНК или двумя урацилами в РНК:
Читать полностью »

Буквально вчера, мне в руки попал ДНК-синтезатор. Прибор решающий обратную задачу по сравнению с ДНК секвенатором.

Реверс-инжиниринг ДНК-синтезатора - 1

Причем сам этот прибор, по сути — система подачи реагентов в секвенаторе. Как только он попал ко мне в дом — был сразу же разобран. Но сначала, вкратце, как он работает.
Читать полностью »

В Университете Огайо разработали чип, который может восстанавливать поврежденные ткани в считанные дни - 1

Технологии в наше время развиваются настолько быстро, что разного рода новостям просто не успеваешь удивиться. То искусственный интеллект выигрывает в го у лучших игроков мира. То ученые при помощи бионических систем добиваются уникальных результатов в восстановлении двигательных способностей обезьян. И таких новостей сотни, одна удивительнее другой. Сейчас наше внимание привлекла еще одна новость, которая имеет отношение одновременно к генетике и электронике.

Дело в том, что в Государственном Университете Огайо разработана технология, которая позволяет быстро восстанавливать пораженные ткани. Эта технология получила название «тканевая нанотрансфекция» (англ. tissue nanotransfection или TNT). Заключается технология в специальном чипе, который «впрыскивает» генетический код в клетки кожи, провоцируя трансформацию клеток из одного типа в другой.
Читать полностью »

Биохакеры закодировали зловред в ДНК, чтобы атаковать софт для секвенирования генома - 1При секвенировании генома молекулы ДНК могут отбиваться. Молекулы способны нанести компьютеру ответный удар, заразив программу, которая пытается их прочитать. Такова идея исследователей из Университета Вашингтона, которые закодировали эксплоит в участке ДНК. Впервые в мире они доказали, что можно удалённо заразить компьютер через ДНК.

На фотографии слева — пробирка с сотнями миллиардов копий эксплоита, закодированного в синтетических молекулах ДНК, которые способны заразить компьютерную систему после секвенирования и обработки.

В последние пять лет стоимость секвенирования генома упала со $100 000 до менее $1000, что стимулировало научные исследования в сфере геномики и целую плеяду коммерческих сервисов, которые предлагают проанализировать ваше геном для разных целей: построение генетического дерева, поиск предков, анализ физических способностей, предрасположенности к разным видам спорта и физической активности, изучение совместимых микроорганизмов в кишечном тракте и многое другое. Авторы научной работы уверены, что при секвенировании генома недостаточное внимание уделяется безопасности: в этой области просто ещё не столкнулись с вредоносными программами, которые атакуют непосредственно через геном. Теперь такой вектор атаки нужно принимать в расчёт.
Читать полностью »

Всем привет, меня зовут Александр Соколов, и я хочу рассказать, как сделал дома секвенатор – прибор для расшифровки ДНК. Рыночная цена такого прибора составляет около 10 миллионов рублей.

image
Читать полностью »