«Невозможная» Нобелевская премия
3 октября 2022 года Нобелевской премии в области физиологии и медицины был удостоен Сванте Паабо. Шведский биолог на протяжении долгих лет пытался сделать невозможное, а именно: секвенировать (расшифровать) геном неандертальца. Ему удалось не только это, но и обнаружить ранее неизвестного гоминина на территории Алтайского края — денисовца, а также расшифровать его ДНК.
Благодаря трудам Сванте Паабо мы узнали, что тысячи лет назад наши предки Homo sapiens взаимодействовали с другими представителями людей: неандертальцами и денисовцами. Все они были хоть и близкими, но все же самостоятельными биологическими видами.
Почему это важно: расшифрованные геномы денисовцев и неандертальцев позволяют лучше понять биологию современного человека. Например, как наша иммунная система реагирует на различные инфекции и почему жители Тибета намного легче переносят жизнь в горах, в отличие от европейцев.
Уникальное противомикробное средство
Недостаток всех современных противомикробных материалов в том, что они содержат антибиотики. Со временем эффективность таких средств снижается ввиду адаптации бактерий и выработки у них устойчивости к лекарствам. С каждым годом появляется все больше микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам, а это является серьезной проблемой.
Однако решение есть, и нашли его ученые из Российского государственного университета нефти и газа им. И. М. Губкина. Помогали им в этом бразильские и китайские коллеги — так появился уникальный антимикробный материал на основе серебра и фосфорномолибденовой кислоты. Ионы серебра вызывают у бактерий окислительный стресс, а кислота блокирует возможность произведения микроорганизмами защитных ферментов. Как итог: бактерии погибают и не вырабатывают устойчивость.
Почему это важно: новое средство позволит более эффективно противостоять распространению болезнетворных организмов как в медучреждениях, так и в быту.
Путь длиною в 20 лет — ученые полностью расшифровали геном человека
Проект по расшифровке ДНК человека стартовал еще в 90-х годах прошлого века, а в 2003 году удалось секвенировать до 85% последовательности генома. В 2013 году неизвестная последовательность сократилась до 8% — из-за технических ограничений были скрыты до 200 млн пар оснований (примерно размер одной хромосомы, всего у нас их 23).
Но в 2022 году исследователям из института Говарда Хес (HHMI) в Шеви-Чейз, США, совместно со специалистами со всего мира удалось полностью расшифровать геном человека.
Почему это важно: ученые смогут лучше понимать отличия в ДНК различных людей, а также отслеживать генетические мутации и их влияние на возникновение опасных болезней.
Бактерий подчинили звуком — теперь они лечат рак
Ученым из Калифорнийского технического института удалось нечто экстраординарное — разработать метод управления бактериями при помощи ультразвука. Штамм бактерий Escherichia coli умеет находить и уничтожать раковые клетки, но только при воздействии на него ультразвуковыми волнами. Так бактерии высвобождают сильнодействующие лекарства и замедляют рост опухолей.
Специалисты подтвердили, что в ходе испытаний на крысах положительный эффект достигался только при воздействии ультразвука на микроорганизмы. По отдельности ни звук, ни бактерии никак не влияли на лечение опухолей.
Почему это важно: это еще один важный шаг по направлению борьбы с неизлечимыми болезнями.
Поздняя реабилитация после инсульта — возможна
И все благодаря российским ученым. Специалисты из Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н. И. Пирогова и Национального медицинского исследовательского центра психиатрии и наркологии им. В. П. Сербского создали уникальный препарат.
Известно, что побороть последствия инсульта возможно только в первые 6 часов после случившегося — правило «золотых часов». Однако новый отечественный препарат, прошедший доклинические испытания, продемонстрировал свою эффективность даже после применения его спустя сутки после кровоизлияния!
Почему это важно: разработка не только спасет миллионы жизней, но и поможет пострадавшим скорее оправиться и преодолеть последствия столь опасного недуга.
Биосенсор для точного анализа жидкостей
Еще один успех на стороне российских специалистов. Сотрудникам Института синтетических полимерных материалов имени Н. С. Ениколопова РАН, Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова удалось создать устройство, выявляющее различные патогены в жидкостях. Например, в крови или питьевой воде.
Устройство состоит из подложки, на которой расположились пиксели-транзисторы, содержащие особые молекулы с определенными ДНК. При попадании жидкости на поверхность устройства, сенсор генерирует электрический сигнал с каждого пикселя. Если значение сигнала с какого-либо пикселя отличается от контрольного значения, это означает, что в жидкости имеется патоген.
Почему это важно: разработка окажется полезной не только в медучреждениях, но и в обычной жизни. Например, она позволит выявлять патогены в питьевой воде любому человеку, даже без специального образования.
Успешное внутриутробное лечение гликогеноза
Гликогеноз, или болезнь Помпе — это редкое наследственное заболевание, нарушающее работу фермента, расщепляющего гликоген в клетках. Гликоген, накапливаясь в большом количестве, повреждает клетки, нарушает работу центральной нервной системы, сердца и мышц. Как итог: пациенты с болезнью Помпе, а это в основном дети, живут не более года.
Однако американским врачам удалось победить заболевание, причем на стадии внутриутробного лечения. Во взрослом возрасте лечение гликогеноза затруднительно, так как каждое применение лекарства — это ввод чужеродного белка в кровь, на что очень остро реагирует иммунная система. Но если начать внутриутробную терапию до формирования гуморального звена иммунитета (до 2-го триместра беременности), организм начинает воспринимать чужеродный белок как свой. Это и удалось сделать специалистам из США, а родившаяся полностью здоровая девочка — прямое тому подтверждение.
Почему это важно: разработка поможет в лечении детей со смертельно-опасной болезнью.
Казалось фантастикой: мозг человека пересадили крысам
Кажется невозможным, но часть человеческого мозга действительно пересадили крысам, и он у них прижился. Специалисты из Стэнфордского университета изъяли из мозга человека специальные стволовые клетки, перевели их в состояние незрелых и внедрили в крысиный мозг. Имплантированная ткань прижилась и даже спустя 8 месяцев после эксперимента отлично чувствует себя в новом теле. Что интересно, нейроны внедренных клеток не переформатировались в животные, а все также представляют подобие человеческих.
Почему это важно: открытие позволит ученым не только предсказывать поведение грызунов, но и в прямом смысле управлять ими, основываясь уже на психологии человеческого поведения.
На Земле сохраняется острая проблема вымирания многих видов животных. Клонирование, видимо, пока остается единственным выходом из сложившейся ситуации, но и с этим все непросто. Еще один шаг навстречу удачного клонирования, причем из высушенных клеток кожи, сделали ученые из Японского университета Яманаси.
Они взяли наружный покров хвоста мышей, высушили его и заморозили на срок до 1 года. Сушка убила клетки, но специалистам удалось внедрить мертвые клетки в яйцеклетки грызунов и получить клонированных эмбрионов. Несмотря на успех, вероятность получения здоровых мышей подобным образом составляет всего 0,2%, что вдвое ниже классического вида клонирования.
Почему это важно: эксперимент поможет ученым в будущем сохранить образцы вымирающих видов.
Управление силой мысли — и компьютером, и дроном
Сотрудники института проблем управления им. В. А. Трапезникова и Воронежского госуниверситета начали создавать нейрокаски, позволяющие управлять дронами силой мысли. Также разработка дает возможно отслеживать и контролировать самочувствие и настроение самого оператора.
Схожую технологию разработали и их коллеги из Южного федерального университета. Разработанный программный комплекс дает возможность парализованным или людям с отсутствующими конечностями управлять компьютером силой мысли. Так они могут успешно взаимодействовать с внешним миром. Под компьютером подразумевается не просто домашний ПК, а бионический протез или любой другой внешний аппарат.
Почему это важно: разработка окажет серьезное влияние на военную и строительную профессии и поможет с реабилитацией людям с ограниченными возможностями.
Имплантат роговицы из свиной кожи
Современное лечение глазных болезней нередко требует дорогостоящей трансплантации донорской роговицы. Специалистам из Швеции удалось решить проблему, а помогла им в этом свиная кожа — извлеченный из нее коллаген лег в основу искусственной роговицы. Одновременно ученые разработали иной метод лечения, заключающийся не в полном удалении поврежденной роговицы, а лишь дополнении ее новосозданным имплантатом.
Авторы работы говорят, что уже успели вернуть зрение 20 добровольцам, 14 из которых были полностью лишены зрения. Новый метод лечения не только прост, но и безопасен.
Почему это важно: создание имплантата роговицы из свиной кожи в будущем может ускорить и удешевить трансплантацию донорских органов.
Салат для полетов в космос
В детстве многие мечтают стать космонавтами, но эта профессия полна опасностей и несет серьезный вред здоровью. Например, в невесомости атрофируются мышцы, из-за чего космонавты вынуждены заниматься на тренажерах. Но более опасным является процесс снижения плотности костей, ввиду чего растет риск переломов.
Ученым удалось приблизиться к решению этой проблемы путем создания генно-модифицированных листьев салата. Салат с отредактированными генами от сотрудников Калифорнийского университета в Дэвисе выделяет 10−12 мг модифицированного пептидного гормона на 1 кг листьев зелени. Гормон же отвечает за формирование костей и восстанавливает костную массу. Достаточно 380 грамм салата в день, чтобы космонавты перестали страдать от снижения плотности костей.
Почему это важно: разработка поможет будущим космическим путешественникам и покорителям новых планет уменьшить пагубное влияние невесомости на их здоровье.