биология

Постов: 135 Рейтинг: 272516
3744

Разгадан механизм регенерации конечностей

Развернуть
Разгадан механизм регенерации конечностей

Процесс регенерации утраченных конечностей во многом сходен с процессом их формирования во время эмбрионального развития. Как выяснилось, это сходство не только внешнее. Оба процесса регулируются одними и теми же генно-регуляторными каскадами — Wnt/beta-catenin и BMP. Включая и выключая отдельные гены — участники этих каскадов, можно не только отключить регенерацию у животных, способных к ней, но и включить ее у тех животных, которые эту способность потеряли. В частности, ученым удалось таким путем включить процесс регенерации утраченного крыла у цыпленка.

Биологи из Испании и США провели серию генно-инженерных экспериментов, в результате которых им удалось показать, что регенерация конечностей у позвоночных регулируется теми же ключевыми регуляторными белками, которые управляют развитием конечностей у эмбриона. Белки, о которых идет речь, образуют два сигнально-регуляторных каскада, или пути (pathways), которые называются Wnt/beta-catenin и BMP (по названию ключевого участника каскада — белка BMP, bone morphogenetic protein).

Для первого эксперимента ученые сконструировали специальный вирус, в геном которого был встроен ген белка Axin1. Этот белок блокирует работу Wnt-каскада. Введение вируса аксолотлю снизило способность к регенерации. У аксолотля в норме отрезанные конечности восстанавливаются полностью, однако у зараженных искусственным вирусом аксолотлей вместо лапы вырастала лишь заостренная культя без пальцев.

Разгадан механизм регенерации конечностей

Этот эксперимент показал, что нормальная работа Wnt-каскада — необходимое условие регенерации, но является ли она также и достаточным условием? Чтобы проверить это, ученые поставили эксперимент на шпорцевой лягушке, у которой, в отличие от аксолотля, способность к регенерации есть только у головастиков и с возрастом исчезает. Был сконструирован еще один вирус, производящий белок бета-катенин — один из ключевых участников Wnt-каскада. Введение этого вируса улучшало способность шпорцевых лягушек к регенерации конечностей на тех стадиях развития, когда эта способность уже ослаблена. Однако у взрослых лягушек, полностью потерявших способность к регенерации, этого не наблюдалось. Следовательно, для регенерации необходимо что-то еще, кроме Wnt-каскада.

Третьим подопытным объектом стала рыбка данио-рерио (zebrafish). В норме эта рыбка способна заново отращивать утраченные плавники. Ранее было показано, что различные ингибиторы Wnt-каскада снижают эту способность (так же, как и у аксолотля и шпорцевой лягушки). Чтобы проверить, способно ли активирование Wnt-каскада усилить способность к регенерации у данио-рерио, исследователи использовали рыбок, потерявших эту способность в результате мутации. Введение таким рыбкам бета-катенинового вируса привело к частичному «исправлению» данного дефекта. На данио-рерио исследователям удалось также показать, что для успешной регенерации, помимо Wnt-каскада, должен нормально работать также и сигнально-регуляторный каскад BMP.

Самое интересное, что оба каскада (Wnt и BMP) руководят и развитием конечностей в ходе нормального эмбрионального развития. На клеточно-тканевом уровне оба процесса — регенерация и развитие конечности в эмбриогенезе — тоже очень сходны. Авторы не исключают, что у регенерации может быть и какая-то своя специфика (то есть могут быть какие-то особые регуляторы, необходимые для регенерации, но не участвующие в эмбриогенезе). Но в целом полученные на сегодняшний день данные указывают на то, что восстановление утраченных конечностей, по сути дела, осуществляется на основе той же самой программы развития, которая руководит формированием конечностей у эмбриона. И эту программу, по-видимому, можно искусственно «включить» даже у тех животных, которые в норме вообще не способны восстанавливать утраченные конечности. Ведь программа эмбрионального развития есть у всех!

Разгадан механизм регенерации конечностей

Ученым удалось подтвердить это предположение в опытах на курином эмбрионе (см. рисунок). Удаление особого многослойного эпителия, расположенного на верхушке зачатка крыла, приводит к недоразвитию крыла (B). Однако если активировать у цыпленка ген бета-катенина, крыло после такой ампутации развивается гораздо лучше (D).

Ученые делают из всего этого осторожный вывод, что сигнально-регуляторные каскады, управляющие развитием зародыша, вероятно, стали тем «сырым материалом», на основе которого у некоторых животных развилась способность к регенерации. Не исключено, что дальнейшее изучение этих регуляторных систем позволит в будущем «включать» регенерацию у взрослых животных, полностью лишенных способности к восстановлению утраченных частей тела, в том числе и у человека.

Источник: Yasuhiko Kawakami, Concepción Rodriguez Esteban, Marina Raya, Hiroko Kawakami, Mercè Martí, Ilir Dubova, Juan Carlos Izpisúa Belmonte. Wnt/beta-catenin signaling regulates vertebrate limb regeneration // Genes & Development. 2006 (Article published online ahead of print).

3175

Бактерии в цехах по сборке космических аппаратов научились питаться чистящими средствами

Развернуть

У NASA очень строгие требования к чистоте помещений, где собирают космические аппараты. Все поверхности регулярно моют растворителями и чистящими средствами. Несмотря на это, непатогенные бактерии Acinetobacter были обнаружены на поверхности аппарата «Марс Одиссей» перед его запуском; на полу помещений, где собирали посадочный модуль «Феникс», исследовавший Марс в 2008 году; на поверхностях внутри МКС и в питьевой воде на станции. В качестве пищи они используют те самые растворители, которыми их пытаются уничтожить.

http://short.nplus1.ru/uVFgS7qkI

Бактерии в цехах по сборке космических аппаратов научились питаться чистящими средствами
2025

Одноклеточная зеленая морская водоросль Micrasterias

Развернуть
Одноклеточная зеленая морская водоросль Micrasterias
4681

25 дней из жизни фасоли за 3 минуты

Развернуть

Этеншин!! С 1:35 растение уходит в отрыв! Я предупредил.

4574

25 дней из жизни фасоли за 3 минуты

Развернуть

Этеншин!! С 1:35 растение уходит в отрыв! Я предупредил.

3254

Растение, которое 150 лет никто не видел

Развернуть
В тропических лесах острова Борнео впервые за последние 150 лет было обнаружено растение Thismia neptunis. Научная работа об этом опубликована в журнале Phytotaxa.
Растение, которое 150 лет никто не видел
Thismia neptunis — очень необычное растение. Большую часть жизни оно проводит под землей, а наверх выбирается только на пару недель в год во время цветения. Размер его надземной части — всего 9 сантиметров, к тому же выглядит оно довольно неприметно.
Возможно, из-за этого у растения есть всего одно задокументированное наблюдение. В 1866 году итальянский ботаник Одоардо Беккари наткнутся на один такой цветок на западе Малайзии и описал новый вид. С тех пор этот цветок никто не видел.
Растение, которое 150 лет никто не видел
Однако в 2017 году группа исследователей из Чехии изучали тот же регион тропических лесов и наткнулись на цветок Thismia neptunis.
«Насколько нам известно, это второе наблюдение вида, — пишут ученые в своей работе. — Поэтому мы предоставляем его исправленное описание, в том числе внутреннего строения, и первые фотографии этого легендарного и почти мифического растения».
Растение, которое 150 лет никто не видел
Thismia neptunis относится к группе микогетеротрофных растений, которые живут рядом с определенными видами грибов. Микогетеротрофы не фотосинтезируют, а вместо этого получают питательные вещества через корни из мицелия, ничего не отдавая взамен.
Растение, которое 150 лет никто не видел
via
636

Биохимия

Развернуть
Реакции на фотках не видно, но подробности тут : http://biochemical-pathways.com/#/map/1
спасибо человеку из комментов
Это вот общая карта первичного и немного вторичного метаболизма. Повторюсь. Общая. И только первичного с маленькой частью вторичного. Собственно выглядит она так:
Биохимия
Самих реакций не видно, но примерно понятно, как все сложно. +это не просто кучка хим. реакций - они все взаимосвязаны.
А это реакции в клетке:
Биохимия
Это происходит в каждой из них.
Так что биохимия это не самое легкое...
617

Антимикробный «коктейль» пчелиных волков почти не изменился за 68 миллионов лет

Развернуть
Осы пчелиные волки охотятся на пчел и скармливают их своим личинкам. А еще они заботятся о здоровье отпрысков: живущие у самок на усиках симбиотические бактерии вырабатывают «коктейль» из антибиотиков. Недавно исследователи выяснили, что его состав практически не менялся 68 миллионов лет, с того момента, как осы «подружились» с бактериями.

http://short.nplus1.ru/OmNWLznnnIo
Антимикробный «коктейль» пчелиных волков почти не изменился за 68 миллионов лет
4582

Новость №497: Эксперимент показал, что самоконтроль у шимпанзе коррелирует с уровнем интеллекта

Развернуть
Новость №497: Эксперимент показал, что самоконтроль у шимпанзе коррелирует с уровнем интеллекта
http://news.nplus1.ru/xysc
994

Безумно кокетливая птичка-секретарь

Развернуть
Безумно кокетливая птичка-секретарь
Безумно кокетливая птичка-секретарь
Безумно кокетливая птичка-секретарь
Субботних птичек вам в ленту.
2374

Эволюция на наших глазах.

Развернуть
Австралийские ящерицы — желтобрюхие трёхпалые сцинки (Saiphos equalis) — прямо у нас на глазах совершают эволюционный переход от кладки яиц к живорождению.
Эмбрионы в теле самки сцинка видны сквозь кожу как светлые шары
Эволюция на наших глазах.
Учёные сообщают, что в тёплых прибрежных районах Нового Южного Уэльса трёхпалые сцинки откладывают яйца. Так матери экономят собственные силы. Но в холодных горных областях ящерицы того же самого вида рождают уже живое потомство, «считая», что так выше шанс защитить его от неблагоприятного климата и хищников. При одинаковой анатомии разница фактически заключается во времени, которое яйцо проводит внутри самки.

В случае живорождения тонкая оболочка находящегося в матке яйца (не препятствующая дыханию и обмену веществ) постепенно исчезает, так что к моменту своей «готовности» ящерка рождается лишь укрытой тонкой плёнкой.
Эволюция на наших глазах.
Использованием обоих способов появления потомства на свет ныне могут похвастать ещё два вида ящериц. И по аналогичному принципу (с удержанием яйца внутри) работает живорождение у некоторых рыб и рептилий.
Однако американские и австралийские учёные задались вопросом – что именно делает возможным столь долгое созревание яйца в теле будущей мамы сцинка?
Эволюция на наших глазах.
Ключ ко всему — способ питания развивающегося плода. У млекопитающих тут всё устроено надёжно — есть пуповина, снабжающая плод питательными веществами и кислородом и удаляющая отходы. В случае с яйцами эмбрион получает питание от желтка, но при этом важный элемент, кальций, — от оболочки.

Анализ сцинков показал — их матки выделяют кальций, компенсируя его нехватку в истончающейся оболочке яйца. Этот процесс биологи назвали ранним предвестником эволюционного проявления плаценты (у сцинков, в принципе, образуется некое подобие такого органа), отмечая, что переход между двумя видами рождения, вероятно, куда более лёгкий и плавный, нежели считалось ранее.
Эволюция на наших глазах.
Биологам известно, что за долгое время эволюции рептилий, сто их линий совершили переход от кладки яиц к живорождению. Сейчас 20% змей и ящериц используют последнюю тактику воспроизводства.

Увы, сам процесс перехода – хотя и долгий, но очень редкий – трудно застать. Тем ценнее пример сцинков, которые именно такой «переворот» и совершают.
via
Эволюция на наших глазах.
1805

Рачиха научилась клонировать себя

Развернуть
Одна самка основала новый биологический вид — мраморные раки. Теперь миллионы ее копий живут во всех уголках планеты. Научная работа об этом опубликована в журнале Nature Ecology and Evolution, кратко об этом сообщает National Geographic.

фотография конечно же случайной особи)
Рачиха научилась клонировать себя
В 1995 году в американском национальном парке Эверглейдс выловили рака вида Procambarus fallax. Затем его привезли на ярмарку, где ее купил любитель аквариумных животных.

Потом эта самка эволюционировала в новый подвид — мраморный рак (Procambarus virginalis). Она начала воспроизводить себя через партеногенез, при котором женские половые клетки развиваются во взрослом организме без оплодотворения. По сути, этот процесс похож на клонирование — в результате получается организм, идентичный «родителю».

Хозяин эволюционирующей рачихи не мог заботиться о ее потомстве и отнес его в зоомагазин, там рачков раскупили другие аквариумисты. «Одно животное основало целый вид. Теперь есть миллиарды особей во всем мире», — говорит Вольфганг Штайн, невролог из Университета штата Иллинойс.

Сейчас ученые секвенировали геном нескольких мраморных раков, нашли «мать» этого вида и пришли к выводу, что все мраморные раки в мире являются ее клонами. Исследователи отметили, что геномы разных представителей вида были очень похожи. «Если бы у нас было более одного животного-основателя, у нас были бы большие генетические различия», — рассказал Фрэнк Лыко, исследователь из Немецкого центра по исследованию рака.
К тому же выяснилось, что у мраморных раков три набора хромосом. У большинства животных два набора: дети получают по одному от отца и матери. Ученые предположили, что три набора хромосом у мраморных раков защищают от наследования генетических мутаций и позволяют адаптироваться к изменчивой среде.
via
8385

Проблема с губкой для мытья посуды и вопрос о болезнях.

Развернуть
Я работаю микробиологом и знаю, что вокруг нас миллиарды бактерий. Но тут я в очередной раз был удивлен.
Как только я вылечил насморк я обнаружил что моя губка для мытья посуды сильно смердит. Про микробы на губке я знал, но научный интерес взял вверх.
Взяв с работы стерильную чашку со средой я приложил губку к ней. Через 3 дня я увидел это...
Проблема с губкой для мытья посуды и вопрос о болезнях.
Вы можете увидеть как плотно заросла среда микроорганизмами. Если присмотреться, то будет виден шестиугольник - контур губки.
Проблема с губкой для мытья посуды и вопрос о болезнях.
Пока у меня отпуск и я не могу сказать какие болезни вызывают эти бактерии. Но держите совет: после помывки посуды влажную губку положите на 15-25 секунд в СВЧ печь. Это будет лучше любого дез. средства. На следущей неделе будем проводить опознание)) Подробно его опишу.
Будьте здоровы!
837

Мангуст против Мамбы

Развернуть
Мангусты удивительно подвижны, поэтому они могут нападать даже на ядовитых змей, почти не рискуя быть ужаленными. В то же время, вопреки расхожему заблуждению, у мангустов нет иммунитета к змеиному яду. В бою с ядовитой змеёй мангуст за счёт обманных движений и прыжков в сторону уклоняется от укусов, постепенно изматывает змею и затем нападает сам. При этом даже если змея достаёт зверька своими ядовитыми зубами, ей не всегда удаётся ужалить мангуста, поскольку его защищает густой, плотный мех.
2858

Самое железное доказательство эволюции

Развернуть
Противники эволюции часто ссылаются на "надуманность" теории появления человека от приматов, утверждая что внешние признаки не могут служить надежными доказательствами. Однако существует практическои неопровержимое доказательство  (правда, не все противники антропогенеза способны его понять), основанное на ретровирусных вставках в ДНК человека. Итак, кто такие ретровирусы?
Самое железное доказательство эволюции
Ретровирус это группа вирусов, которые встраивают свои гены в ДНК клетки-жертвы и принуждают ее делать свои копии:
Самое железное доказательство эволюции
Однако, у клетки существуют механизмы защиты, при помощи которых они инактивируют вирусную ДНК. Она перестаёт работать, но остаётся мервым остатком, как сломанный файл на дискете, который не открывается, но его нельзя удалить. Клетка умирает и этот участок ДНК погибает с ней.

Но вирусы атакуют клетки организма рандомно, и бывает так, что они выбирают своей жертвой стволовую клетку, например, из которой потом разовьётся яйцеклетка или сперматозоид. И тогда, если из этой клетки разовьётся зародыш, то все его клетки до последней будут содержать этот "сломанный файл". И он передаст его своим потомкам, а те своим и так будет до скончания времён.

И когда ученые расшифровали ДНК человека, то оказалось, что около 1% генов это эти самые ретровирусные вставки! Правда, не все из них "мертвы", некоторые организм приспособил для своих целей, но это уже "совсем другая история".

И как оказалось, что есть вирусные вставки, общие для всех людей. А есть и такие, что расположены так же как и у обезьян.
Самое железное доказательство эволюции
Вероятность того, что ретровирус "случайно" выстроились в одно и тоже место смехотворно мала. Этот факт может говорить только о том, что обезьяны и человек имели далекого общего предка, у которого миллионы лет тому ретровирус устроился в зародыше.
1280

Как учатся бактерии

Развернуть
Как учатся бактерии
"Почему у лебедей длинные шеи?" - "Лебеди с короткой не выжили" - ответит нам последователь Дарвина. "Они очень старались добыть корм со дна" - ответит нам сторонник Ламарка.

Ламарк утверждал, что организмы могут приобрести необходимые качества, если будут очень стараться: прыгать с крыши, чтобы отрастить крылья, топиться в воде пока не образуются жабры.
Но так это не работает. Или...

Есть единственные в мире организмы, которые действительно могут "постараться" и приобрести новое свойство. Это - бактерии.
Дело в их необычном строении: в теле бактерии есть маленькие кольцевые кусочки молекулы ДНК, в которых они хранят "запасную" информацию.
Как учатся бактерии
Представьте, как герой фильма в экстремальной ситуации за 5 минут прочитывает руководство пилота и сажает самолет с перепуганными пассажирами. Вот бактерии именно так и могут! Нет, пассажиров им не спасти, но вовремя достать свои инструкции - плазмиду - и обучиться синтезировать непривычный для них белок - легко!

Когда бактерия попадает в экстремальные для нее условия ее генетический аппарат начинает считывать информацию из библиотеки - плазмид. По нужной плазмиде синтезируется требуемое в данной ситуации вещество, и бактерия становится устойчивой к этим условиям.
А что делать, если нужной инструкции у бактерии под рукой не оказалось? Можно попросить у соседа!

Если у кого-то из товарищей есть нужная плазмида, то вскорости множество ее копий окажется у всей колонии. И вся колония станет обладать "навыками". Если же условия опять изменятся или вернутся в норму, бактерия избавится от ненужного свойства - выкинет инструкции.
Как учатся бактерии
Звучит круто? Для человека не очень.
Ведь такие экстремальные условия это и антибиотики, которыми мы пытаемся вылечить бактериальную инфекцию.

Это значит, что каждый раз, когда мы пьем антибиотики без необходимости и точного назначения врача, когда не допиваем курс до конца, мы тренируем бактерий быть устойчивыми к антибиотику. И лишаем себя и всех вокруг возможности подействовать на них, когда это будет необходимо.

Сознательность и личная ответственность каждого, может уменьшить эту проблему и со временем вернуть эффективность антибиотиков.

Фото №1: Александр Патрин
Фото №2: http://capricorn.bc.edu
Фото №3: https://egtheory.wordpress.com
482

Удивительные трагопаны

Развернуть
Буробрюхий трагопан (Tragopan caboti):
Удивительные трагопаны
Трагопаны – род птиц, относящихся к семейству фазановые и, соответственно, к отряду курообразные. Это коренастые довольно упитанные птицы, ведущие скрытный образ жизни, питаются разнообразным растительным кормом на земле и в кронах деревьев. В кронах же устраивают гнёзда (или занимают пустые гнёзда других птиц), что нетипично для фазановых. Соответственно, живут они в лесах. Ареал – горные области от Гималаев до Бирмы, частично Китай. В роду пять видов.
Серобрюхий трагопан (Tragopan blythii):
Удивительные трагопаны
Их латинское название – Tragopan – составлено из греческих слов tragos, что значит коза, и Пан – имя древнегреческого бога с козлиными чертами во внешности. Такое имя птицы получили, вероятней всего, за очаровательные "рожки". Эти выросты на голове, а так же яркоокрашенная кожа в виде лацкана на шее не постоянно находятся у всех на виду. Кавернозная ткань в их строении позволяет трагопанам путем изменения тока крови то раздувать их, то прятать. Сопровождается это энергичными дёрганиями всей тушкой, растопыриванием крыльев, "распушением" перьев до почти полного округления и щёлкающими звуками. Дополняет короткое выступление яркий красивый финал.
Впрочем, смотрите сами.
Трагопан-сатир (Tragopan satyra):
Глазчатый трагопан (Tragopan temminckii):
И все эти старания ради какой-то курицы самки, разумеется :) Самки трагопанов, что характерно для курообразных и, в общем-то, множества других птиц, окрашены куда проще.
Удивительные трагопаны
Такие вот забавные птицы, три из пяти видов которых имеют статус уязвимых. А ещё у них симпатичные птенцы, которые через пару дней после вылупления покидают гнездо и, следуя за самкой, ищут корм на своих двоих. При этом у них уже достаточно хорошо сформированы крылья.
Удивительные трагопаны
2311

Геномное редактирование впервые опробовали на живом человеке

Развернуть
В Калифорнии впервые опробовали метод геномного редактирования прямо в организме живого пациента с редким генетическим заболеванием, вводя препарат внутривенно. Если ген «приживется», то больному синдромом Хантера больше не потребуется еженедельное вливание искусственного фермента, которое стоит более 100 тысяч долларов в год.

http://short.nplus1.ru/brPlm63beB8
Геномное редактирование впервые опробовали на живом человеке
Пациента, чей геном подвергли редактированию, зовут Брайан Мэддокс. Он страдает синдромом Хантера, редким заболеванием, связанным с X-хромосомой
Геномное редактирование впервые опробовали на живом человеке
4449

Новость №425: Исследователи выяснили, что попугаи умеют определять форму отверстия и вставлять в него соответствующий предмет

Развернуть
Новость №425: Исследователи выяснили, что попугаи умеют определять форму отверстия и вставлять в него соответствующий предмет
http://news.nplus1.ru/BAts
4416

Ребенку с буллезным эпидермолизом создали новую трансгенную кожу

Развернуть
Впервые удалось заменить практически всю кожу ребенку, больному буллезным эпидермолизом, на здоровую трансгенную кожу, выращенную из его же клеток. В эти клетки была вставлена работающая версия гена LAMB3.
Прошло два года, и умирающий ребенок, который лежал целыми днями под морфином, теперь играет в школе в футбол.

http://short.nplus1.ru/A8kt9eY7eM
Ребенку с буллезным эпидермолизом создали новую трансгенную кожу