Вот попробуйте только не прочитать. Это ужасно интересно! Значительно интереснее проблем образования.
Тут коллеги [livejournal.com profile] imbg пишут в ЖЖ, что просеквенирован геном пшеницы. Я уже давно собиралась сказануть на эту тему. Геном пшеницы не прочитан полностью. То есть прочитан, но не расшифрован. Статья в Нейчер осторожно озаглавлена как "Анализ генома мягкой пшеницы с помощью секвенирования". Проблема в том, что это очень сложный геном. Triticum aestivum это гексаплоид (шесть наборов хромосом, не шесть штук, а шесть наборов в каждом по семь хромосом. То есть всего 42 хромосомы. Назовем эти наборы ААBBDD ). Я только напомню, что нормальному организму достаточно два набора хромосом, чтобы нормально существовать. Ой, что будет, что будет.

Возник этот гибрид предположительно 8 тысяч лет тому назад. Сначала где-то полмиллиона лет тому назад случилась гибридизационная аномалия между Triticum urartu (геном АА) с неизвестным зверем, но предположительно это был какой-то Sitopsis (геном ВВ). Получилась тетраплоидная полба Triticum dicoccum (ААВВ). Затем эта тетраплоидная полба скрестилась с диплоидным эгилопсом Aegilops tauschii (геном DD) и тоже там хромосомы не разошлись по домам, а получился такой вот гексаплоидный монстр AABBDD. Затем ее заметили людишки и решили приручить. Вот, решила немного добавить в этом месте. Не исключено, что возожность такой гибридизации обусловлена тем, что людишки уже травки осознанно культивировали. Вот и встретились на полях полба и эгилопс. И согрешили. В результате вот что получилось. Геномы диких трав такие все из себя стройные и последовательные, если речь идет о том, какой ген за каким расположен. Это все эволюционно отточено и законсервировано. Органик-преорганик.

А вот в гибридных геномах уже такого наворочено. Там эти стройные порядки пошли лесом, после доместикации куча генов вообще пропали, а от некоторых остались одни ошметки. Только в одной хромосоме из всех последовательностей - 80% нуклеотидных повторов и всяких транспозонов. Свалка какая-то, причем это ж не просто так себе ДНК, это набор мигрантов, которые шляются по геному и вырубают гены.

Повторы - это большая проблема для секвенирования. То есть прочитать это все можно, но сложить воедино очень сложно, почти невозможно. Смотрите. Чтоб прочитать ДНК, ее режут в хлам и читают по кускам. Допустим по 100 - 500 нуклеотидов. Потом биоинформатики сидят и склеивают это все воедино. Как это примерно выглядит. У нас на выходе куски c похожестью на концах:

ATGACTACGACTACGATA

GATAGTACTAGCATGCAT

GCATCATACGATCAGAGTC

Предполагается, что эта похожесть - это концы одного и того же гена. Вот по ним склеивают и называют это ессемблинг. Это очень упрощенная схема, на самом деле похожие куски длиннее, алгоритм сложнее, но суть такая. Теперь представьте, что в геноме повторы. Алгоритмы эти повторы не распознают и в основном склеивают всякие химеры от фонаря. Поэтому за основу реконструкции берут геномы ближайших родственных диких трав и других злаковых родственников, вроде риса и кукурузы. И пытаются склеивать, подглядывая за другими матрицами. Что оказалось?

В целом, кроме того, что потеряно много генов, некоторые полезные гены "размножились", причем это гены преимущественно из генома эгилопса. Среди них в пшеничном хозяйстве пригодились детальки от фотосинтетической машины, запасные белки, транспозонов горсть, несколько систем защиты и пыльцевые аллергенчики (уууу). Транспозоны тоже без дела не сидели, и попрыгали хорошенечко, вырубив гены и переведя их в статус молчащих псевдогенов. Но геном тоже не дурак, он важные гены - факторы транскрипции, забэкапил, чтоб была функциональная копия на всякий случай. За последние 50 лет это все еще хорошенечко побомбили химическими мутагенами и радиацией, и вуаля! - получилась булочка.

Я вам скажу, что генные инженеры по сравнению с последствиями этого монстрозного процесса доместикации пшеницы - они просто дети. Ну вот если бы кому взбрело в голову встроить парочку аллергенчиков с целью улучшить, скажем опыляемость, так забили бы камнями. А если представить себе, что такого мутанта вдруг сконструировали искуственно и предложили скушать, то мировое народное восстание поднялось бы.

А так вообще это геномное косое монстрище теперь священная корова у гринписа - дескать, не трожьте генноинженеры, это Хлеб, это святое.
Когда я пишу о ГМО, то чаще всего имею в виду три десятка наименований трансгенных растений. Буквально недавно [livejournal.com profile] flavorchemist придумал взять у меня интервью, которое не все поместилось на прокрустовом ложе. Как раз я сказанула одну вещь, которая не вошла в конечную версию - "Я бы охарактеризовала текущую эпоху (в биотехнологии) как время накопления капитала знаний".

А я считаю, что это тема важная и актуальная. Смотрите сюда. Генная инженерия распахивает ручищи до размеров, которые называются синтетическая биология. Это вовсе не формальный союз генетиков, ботаников и физиков с химиками. Это генетическая инженерия, которая не отдельные гены туда-сюда переносит, а изучает строение целых геномов, принципы их функционирования и приближается к тому, чтобы клепать совершенно новые организмы на свое усмотрение.

Смотрите сначала на эту картинку


Это распределение темы "синтетическая биология" в различных научных сферах. Как мы видим, вопросами синтетической биологии занимается преимущественно фундаментальная биохимия, молекулярка, химия, физика, информатика, а прикладная сфера ограничена микробиологией, возможно еще фармакологией. Растительная синтетическая биология еще в загоне, а в пищевой технологии и сельском хозяйстве только первое приближение.

Но работа, как вы видите, кипит. Теперь смотрим еще одну картинку, где она кипит. 40 стран мира задействованы в исследованиях на поприще синтетической биологии. Найдите свою страну на карте и сделайте правильные выводы.



В этой статье (всем доступной) есть еще много интересных картинок в хорошем разрешении, кто это финансирует, о чем статьи и, главное, что у нас там с биологическими и другими этическими рисками. Угу.
В Нейчур статейка о глобализации и миграции в науке. Там и опросы, и исследования разные. Вот интересная картинка, из какой страны в какую ученые мозги понавыехали (въехали). Неожиданно много немцев всюду (а я то думаю, куда эти все постдоки деваются?), опять таки, порция китайцев в американской науке как-то мала.



Чтоб два раза не вставать, может вдруг еще кто не знает об этих уроках статистики Khan Academy
Next-Generation Digital Information Storage in DNA

ДНК кодирует 2 бита на нуклеотид или 455 триллиона битов на грамм (16х1020 нуклеотидов. Для сравнения геном человека3,27х109 нуклеотидов длиной) , не ограничена плоским слоем и может все еще читаться тысячелетие спустя, несмотря на деградацию при хранении в неидеальных условиях. Первые попытки сохранять информацию в ДНК были предприняты в 1988 году. Тогда удалось закодировать 7920 битов. Теперь вот новый подход. В этой работе взяли html драфт книжки на 53425 слов, 11 джпегов и 1 джава-скрипт (простите, лень переключать раскладку) и закодировали это все в 54898 штук коротких нуклеотидных кусков, в каждом по 96 битов. Затем это все распечатали на струйном принтере. Нет, ну серьезно. Ну хорошо, почти серьезно. Биочипы делаются по принципу струйных принтеров. Ну как вам это объяснить? Ладно, в следующий раз объясню, как работает Illumina HiSeq. Короче, это все потом обратно прочитали, сложили и раскодировали книжку с картинками.
В отличии от попытки 1988 года, эти авторы закодировали не два, а один бит на нуклеотид: аденин и цитозин - 0, а гуанин или тимин - 1.
В общем у них получилась плотность 5.5 petabits/mm3 at 100x synthetic coverage. По приблизительным подсчетам содержимое интернета помещается на пластинке размером с ноготь на мизинце, а всю информацию, которая есть на Земле, можно закодировать в 4 гр ДНК.

Хороших вам выходных!
Любі друзі,

пишу тут сразу всем, кому что-то обещала и кто бомбит мне в личку интересные вопросы. У меня сейчас такое время наступило, что я не хожу, а бегаю. Созрели в теплицах генномодифицированные монстрозные эмбрионы, требуют вмешательства. Сейчас вышла одна интересная статья о разворачивании генетической программы в эмбрионах растений. Мне очень бы хотелось об этом рассказать, но никак не удается растянуть длину суток. Физики явно не дорабатывают. Кому интересно последний писк генетики эволюционной эмбриологии, тыкает сюда и разбирается сам. (Это я привлекаю внимание эволюционистов к статье, может им будет тоже интересно).

У меня на носу отчетный семинар по моему проекту. Внезапно оказалось, что наличие собственного проекта предусматривает обязательное участие в куче пустых базаров, которые ошибочно называют брейнсторминг. В дополнение к этому всему, у меня поломался левый глаз, а у сына челюсть вместе с зубами. Сыну зашили рот и уложили отдыхать в клинику, а я, в качестве воспитательного момента, дала ему читать "Зубную фею" Грэма Джойса (кто читал, тот оценит мой черный юмор).
К тому же вчера начался новый учебный год с того, что ночью повторяли с дочкой квадратные числа до 20 наизусть. Всплакнули, конечно, от огорчения, но доучили до 19 в квадрате.

Зато я со вчерашнего дня дёрти ру! Бегу к доктору спасать глазик. Оказалось, что без глаза как без рук.
"... прямо с ходу я узнал кое-что о биологии: там очень легко найти вопрос, который был бы очень интересным и на который никто не знал бы ответа"
Ричард Фейнман

Я тут с отпуска вернулась, сейчас буду байки травить. На конференции доклад послушала.

Вот стоит одинокая сосна на утесе, кривая и покореженная



А в нормальном лесу она стройно-корабельная, вот такая



Ну мы как бы понимаем, что ветер сосну согнул. Но как именно эта сосна понимает, что с той стороны ветер и не растет в ветренную ту сторону и даже не пытается, а наоборот в другую сторону клонится? Для этого явления придумали термин "тигмоморфогенез" и изучают теперь молекулярные механизмы чувствительности к механическому воздействию ветра, капель дождя, насекомых, приземлившихся на листок. Понятно, чтобы узнать, почему сосна корежится, надо сначала разобраться на чем-то мелком и быстрорастущем. Как всегда, на арабидопсисе. Взяли, значит, арабидопсис и давай к нему прикасаться несколько раз в день кисточкой. Оригинал статьи тут.

Вот что получилось.



"Тронутые" растения были помельче, цвели позже и, как показал биохимический анализ, содержали больше растительных гормонов жасмонатов. К слову, эти гормоны регулируют не только рост и развитие, но также защиту от насекомых. Так что эти "тронутые" растения становятся не только мелкими, но и устойчивыми к атакам насекомых.

После доклада вопрос из зала: а почему кисточкой, а не ветерком на арабидопсис воздействовали, как на сосну на утесе? Докладчик: нуууу, пробовали и ветерком, феном на растение дули. Вопрос из зала: и каков эффект? Докладчик: растение высохло и сдохло.

Кстати, эта проблема механической чувствительности растений вылезла неожиданным боком. У нас тут в хайтех теплицах растения ездят на транспортерных лентах, ну так, чтобы их со всех сторон посветить, подвезти к камере и сфотографировать. И эта езда и потрясывание конечно же распознаются растениями и все контрольные эксперименты идут лесом.

Новости

Jun. 7th, 2012 05:01 pm
progenes: (Default)
1. Новость первая. Роспотребнадзор читает мой ЖЖ. Помнится был у меня пост с финальным аккордом: Чтоб не есть страшное чужое ГМО, свое надоть делать.

Читатели принесли чудесные ссылочки.

"Это все импортные продукты. А хотелось бы, чтобы эту нишу заполнили продукты, биотехнологии российского производства", – отметил начальник отдела Роспотребнадзора Геннадий Иванов.

2. Новость вторая, бурно празднуется сегодня, хотя прорыв скорее технологический, чем научный. Ученые из Вашингтонскаго университета придумали просеквенировать геном плода, причем никаких эмбриональных жидкостей и сложных заборов материала не понадобилось. Взяли просто кровь беременной мамы и мазок изо рта папы. Готово.

Вы спросите, причем тут папа а где эмбрион? Объясняю, еще раньше обнаружилось, что в крови у мамы плавает ДНК ребеночка. Не клетки, а просто куски ДНК. Вроде до 13% доходит. Взяли, значит, кровь мамы и выделили всю ДНК (и мамину и ребеночка в кучу). Теперь вы должны спросить, причем тут папа. И мамина, и папина ДНК нужны, чтобы потом разобраться, которая ДНК у мамы в крови папина, то есть похожа на ребеночкину.

В сторону: беременные, знаете ли вы, что в вашей кровушке плавает половина ДНК точь точь как у супруга?

Все это взяли и просеквенировали, то есть прочитали. На этом работа биологов закончилась. Пришли биоинформатики, оба, кстати, Graduate Studentы



И собрали это все в кучу. При этом получилось увидеть около 36 свеженьких мутаций. Пока еще для этого метода надо глубокий тщательный сиквсенс материнского и отцовского геномов, но уже не надо никого колоть и резать.
Банан на латыни будет Musa. Я тут гены одни ищу. Дорылась до банана. Откровенно говоря, будь я не столь хладнокровна, то я б записала банан в один из самых опасных продуктов. Он буквально напичкан аллергенами. Лектины банановые там, например, аллергенный. А один фермент хитрый, который полисахара щепит, так у него вообще штук 15 подозрительных эпитопов на аллергенность. Причем эти эпитопы на латексовые похожи, так что одним махом можно огрести бананово-латексовую аллергию (гусары, молчать!) Или вот нашла еще один аллерген тауматин и тоже в банане. Ну короче, вы поняли. Запретить банану, а то мало ли чего!
Тэк-с, пейпа сабмиттыд, можно и отвлечься. Сегодня будет про хлоропластики зеленыя такия, но не про фотосинтез, а про геномы. Тут к нам с гастролями лекцией тот самый Ральф Бок приезжал. Много интересного рассказал.

У животных клетках есть два генома. Один ядерный, а другой митохондриальный. У растений аж три - ядерный, митохондриальный и хлоропластный. Ядерный - это родной геном, а вот митохондрии и хлоропласты - приживальцы. Есть разные гипотезы, как это могло получиться, но пока самая вменяемая теория симбиогенеза. Идея в симбиогенеза в том, что когда-то в клетку попали бактерии и водоросли, но не переварились, а прижились. Кое-что приобрели (вторую мембрану), а кое-что потеряли (целую кучу генов). Между прочим, теорию симбиогенеза Мережковский Константин Сергеевич развивал. Тогда это считалось ересью, а теперь находит экспериментальное подтверждение, особенно сейчас, когда научились геномы читать. Вот сейчас об этих геномах и поговорим, что там начитали. А там такое! )
По следам китайской публикации решила еще раз сказануть. Что следует знать о микроРНК и как следует относиться к научным публикациям вообще. )
Спешиал для тех, кто следит за историей с китайской публикацией. Опубликован эратум. Отдельная благодарность Злому Критику Большому Скептику [livejournal.com profile] uncle_doc - с него все, собственно, и началось. На то и волки, чтобы овцы не дремали.
Тема растительных miRNA приобрела интригующее продолжение. Напомню, речь идет о статье группы китайских товарищей в журнале Cell research
Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA
ЖЖ-Зануды поковырялись в картинках и нашли замечательное. )
В третий раз меня просят прокомментировать вот эту статью в Cell Reserch. Четвертого раза ждать не буду, прокомментирую быстренько. Почему то считается, что там каким-то боком ГМО, ну хотя бы косвенно. )
В редакцию пишут: "Прокомментируйте пожалуйста в своём блоге эксперимент в Craig Venter Institute, Maryland; по созданию исскуственного генома и выращивании «two small species of Mycoplasma». Я не думаю что вы сможете пройти мимо такого события в генетике. А читать ваши комментарии всегда интересно — вы популярно объясняете."

Я действительно не могу пройти мимо такого события в генетике и попробую изложить если не интересно, то хотя бы понятно. )
После долгих и продолжительных боев наконец-то приняли статью в печать. Краткое содержание статьи: в семени гороха есть такой архиважный белок, который все решает.

В свободное от гороховых молекул время тружусь не покладая рук на общественном фронте. Боремся с мельницами. Для читающих на украинском - сводки с фронтов борьбы с мракобесием на общественном портале ZaUA.

"Спостерігаючи за тим, як в Україні розквітають псевдонаукові медичні практики, як медіа-простір насичується конспірологічними теоріями та ідеями, яким потужним є спротив прогресивним технологіям, настав час замислитись - в чому причина, що з цим робити і чи взагалі варто.."

Русский перевод дам чуть позже.
"Структура реальности" Дэвид Дойч.

Прочитать ее надохнул один позитивный, если сказать восторженный отклик (лучшая нонфикшн-книга, которую я читал за последние лет 10). После прочтения я озадачилась и нашла другие, менее восторженные отклики (С отвращением, но дочитываю "Структуру реальности" Дойча). То есть как видно, мнения весьма противоречивые.

Мое личное мнение фигурирует где-то посредине из многих соображений. Во-первых, в книге серьезный упор на квантовую механику, которая требует солидной теоретической подготовки читателя. Хотя тут можно поспорить, все-таки книга, как ни крути, научно-популярная, так что автору сам бог велел разжевать нам, недоучкам, все подоходчивее. Так что отсутствие запредельного восторга можно объяснить тем, что я далеко не везде достигла глубины понимания.
Во-вторых то, что удалось понять не всегда совпадает с личным опытом, особенно философские и научно-методологические задачи. В-третьих, книга на мой взгяд очень неоднородна: автор то показывает понятные вещи на пальцах как для детей, в то же время про сложные говорит вскользь, как будто все должны об этом и так знать. Тем не менее, позитивного, интересного и познавательного как для специалистов, так и для просто интересующихся наукой, там навалом, так что краткий обзор книги: )
Когда я собиралась писать про прионы, то планировала нарисовать такую страшилку, которая бы сделала всех вегетарианцами, или во всяком случае отучить от каннибализма. Но, углубившись в последние исследования, обнаружила большую интригу. Но давайте я расскажу лучше не спеша и все по порядку.

Итак, когда я была еще студенткой, то про прионы в учебниках не было ни слова. Но тем не менее на семинаре однажды нам раздали статейку Пружинера (Prusiner), велели прочитать и обсудить. После прочтения мы, студенты, как обычно томимые различными экзистенциальными вопросами, страшно обрадовались, потому что для полного изведения человечества это подходило как нельзя лучше. )
Известно, что люди более воприимчивые к вирусу СПИДа, чем обезьяны. История уходит корнями приблизительно на 4 миллиона лет тому назад, когда шимпанзе и ранний человек уже эволюционно разделились и дальше произошли драматические события, которые и определили нашу сегодняшнюю неустойчивость к вирусу СПИДа. 

Profile

progenes: (Default)
progenes

July 2017

S M T W T F S
      1
2 345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     

Syndicate

RSS Atom

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jul. 23rd, 2017 12:39 pm
Powered by Dreamwidth Studios