Раньше мы считали, что наша судьба написана на звёздах. Сегодня мы знаем, что наша судьба в большей степени написана в наших генах.

Джеймс Уотсон

Лауреат Нобелевской премии американский биолог,

 первооткрыватель структуры ДНК

В повседневной, рутинной жизни, наполненной суетой и какими-то мелкими, бытовыми проблемами, большинство людей не замечает в какое интригующее время мы живем. Стоит остановиться, осмотреться и оценить масштаб происходящих в научном мире открытий – становится понятно, что многие вещи со страниц некогда фантастических книг уже сошли в реальность и крепко влились в нашу жизнь.

Удивительно но, как и много веков назад человек все еще изучает себя, пытается разгадать суть своего существования, разгадать «программу», «код» своей жизни. В поисках ответов, 150 лет назад ученый Иоганн Фридрих Мишер открыл ДНК. Это открытие сделало наш мир, природу человека в целом, еще более загадочным и интригующим. Еще более загадочным мир стал спустя много лет, когда  10 сентября 1984 года генетик Алек Джеффрис обнаружил, что ДНК каждого человека на земле уникально. Открытие этой уникальности, а так же осознание того, что жизнь человека действительно подчиняется «программе» заложенной в ДНК спровоцировало множество споров в научном мире.

Ученые всего мира стремятся расшифровать код, заложенный в ДНК. Ведется масса исследований в этой сфере. Весь мир с нетерпением ждет, когда же будет разгадана самая важная загадка в жизни человека: почему мы стареем.

Несмотря на обширную научную деятельность, о ДНК известно еще не все, но некоторыми интересными достижениями и невероятными находками ученые все же делятся с общественностью.

Украсть ген

О возможности комбинирования генов известно давно: генетически модифицированные  продукты (ГМО) наводнили прилавки магазинов. Для создания таких продуктов необходимо применение сложных технологий, но что было бы, если бы кто-то смог просто украсть наш ген и внедрить его в свой организм? Помогло бы это человечеству стать сверхрасой, обладающей сверхъестественными способностями? Вероятнее всего ответ был бы положительным, и ученые нашли этому подтверждение.

В водах мирового океана обитает миллионы видов живых существ. Среди них есть гигантские киты и мелкая рыбешка, хордовые и растения – все они подвергались изучению. Самым интересным испытуемым оказалась тихоходка – микроскопическое беспозвоночное существо. Эта малютка живет практически в каждом водоеме планеты, она способна выжить как в пресной, так и в соленой воде. Тихоходки признаны супергероями царства животных, поскольку обладают сверхъестественными способностями: они могут выживать в открытом космосе, при температуре -271^оС на протяжении 8 часов, в кипящей воде они способны прожить около часа. Ярчайший пример сравнения их способностей к выживанию – выживание в радиоактивных зонах: человек гибнет при воздействии 500 рентген, тихоходки - при 570 000 рентген. Без воды и пищи эти существа способны прожить до 10 лет!

Источник: https://normpost.ru/20053-izrail-zaselil-lunu-tikhokhodkami.html

 Ученые мира довольно долго не могли найти объяснение этим удивительным способностям тихоходок. Совсем недавно было обнаружено главное и самое невероятное свойство тихоходок: они умеют воровать гены.         

 Этот процесс знаком в научном мире под названием «горизонтальный перенос» генов. Способность заимствовать гены у других организмов присуща только некоторым вирусам и тихоходкам. Вирусы способны перенять до 1% генов другого живого существа, тихоходка – 17,5%, что может составлять до 38 000 генов.

Для хищения генов, тихоходке необходимо сотворить со своим организмом просто немыслимые вещи. Попадая в неблагоприятную среду, тихоходки высушивают свой организм до такой степени, что их собственные цепи ДНК раскалываются на несколько отдельных звеньев. Когда же среда пребывания становится более благоприятной, тихоходка начинает регенеративные процессы. В этот момент щели в их ДНК способны захватывать части ДНК других организмов. Похищенные ДНК внедряются в гены тихоходок. Данная особь не будет обладать какими-то новыми, несвойственными ей ранее способностями, но ее потомство проявит способности присущие жертве их родителя. Способности тихоходок все еще изучаются.

Цифровой носитель - ДНК

Человечество живет в век высоких технологий. Вся информация сегодня оцифровывается, кодируется, хранится на носителях данных. В связи с этим все острее встает вопрос о нехватке места для хранения этих носителей и самих данных. Передовые ученые мира поставили перед собой цель: доказать, что самое подходящее, по вместительности и продолжительности хранения, средство – это создание носителя из молекулы ДНК.

На сегодняшний день ученые смогли закодировать и сохранить несколько музыкальных произведений, первыми были «Smoke on the Water», группы Deep Purple и композиция «Tutu» исполнителя Miles Davis. Для достижения цели, бинарный код (компьютерный код, который состоит из единиц и нулей) этих песен был перенесен в последовательность основных азотистых оснований. Далее эти частицы синтезировали и расположили в последовательности, которая соответствует двоичному коду произведений. К сожалению пока не создана технология, которая позволит прослушать произведение из молекулы, однако в своем эксперименте ученые пошли дальше. Для того чтобы проверить достоверность данных, они раскодировали произведения из кода ДНК в двоичный и прослушали их. Соответствие раскодированного варианта оригиналу подтвердило их открытие.

Записанные двоичным кодом, эти произведения занимали 140 мегабайт памяти, закодированные в молекулу ДНК – они заняли не больше микроскопической пылинки. Ученые утверждают, что таким же образом в молекулу ДНК можно закодировать любой цифровой документ, будь то книга или кинолента. На сегодняшний день ученые смогли оцифровать таким образом компьютерный вирус и операционную систему. Кроме того, ученые подсчитали, что для хранения всей мировой информации, закодированной в ДНК, понадобится всего одна небольшая комната. Такое хранилище может просуществовать около 1000 лет при соблюдении определенных условий, для сравнения срок годности диска в среднем составляет 6-20 месяцев, а средний срок работоспособности флешки – 5 лет.

Позже ученые записали песню «It's A Small World After All» в ДНК бактерии, устойчивой к радиации. В случае ядерной катастрофы, выжившее население сможет прослушать эту воодушевляющую песню.

 Занимательная криминалистика

О возможности распознания преступника по его ДНК известно довольно давно, а точнее с момента открытия уникальности самой ДНК. Сам Алек Джеффрис, который совершил это открытие, стоял у истоков метода генетической дактилоскопии. Генетическая дактилоскопия – метод действенный, но далеко не в каждом случае. Для того чтобы распознать преступника по следам его ДНК, данные о нем, с его генетическими образцами уже должны присутствовать в базе правоохранительных органов. Сегодня в мире криминалистики может появиться новый метод поиска преступников: ученые разработали метод создания фоторобота преступников по его ДНК.

Этот метод называется «Реконструкция фенотипа по ДНК». В генах зашифровано очень много информации о внешности их обладателя. Ученые научились распознавать информацию о расовой принадлежности человека, о месте проживания его семьи и нескольких поколений его предков, по ДНК можно выяснить какого цвета глаза и волосы человека, оттенок его кожи и есть ли у него веснушки.

Источник: https://medicalxpress.com/news/2014-03-d-links-facial-features-dna.amp

Чтобы проверить и усовершенствовать этот метод, ученые провели ряд экспериментов с добровольцами: они собрали генетический материал нескольких людей, и создали их фоторобот, после чего сопоставили его со снимками этих людей. Благодаря этому опыту, удалось вывести действенный алгоритм создания фотороботов по генетическому материалу.    Реконструкция фенотипа по ДНК поможет не только поймать преступников, но и проводить опознание пострадавших, чьи лица и тела не сохранились достаточно хорошо.

Генетическая рыбалка

Пожалуй, на протяжении всей своей истории, человечество пытается разгадать тайну своего возникновения. Этот вопрос волнует сердца и умы людей, поэтому ученые сотни лет ищут пути к его решению, но вопросов становится все больше. Технический прогресс помогает ученым находить новые интересные факты, которые заполняют бреши в знаниях о происхождении человечества. Так, несколько лет назад, была изобретена генетическая «рыбалка», которая в значительной степени облегчает труд генетикам.

История открытия этого метода довольно неординарна. Для более глубокого изучения вопросов эволюции, генетики взяли пробы с активных археологических раскопок России, Бельгии, Франции и Испании. Возраст образцов составлял от 14 000 до 550 000 тысяч лет. Удивительно, но на 1 чайную ложку материала приходилось несколько триллионов обрывков молекул ДНК. Из этих проб были выделены образцы живых организмов, но ученых интересовали исключительно гены человеческого вида. Нужен был способ облегчить выделение генов человека из общей массы.

Из митохондриальной молекулы ДНК современного человека ученые разработали инструмент, который притягивал к себе схожие по основным характеристикам гены. По принципу действия метод сравнили с рыбалкой, а инструмент с рыболовным крючком. Среди проб были выделены гены неандертальцев и более древнего вида – денисовского человека.

Укол от инвалидности

Сложные травмы и переломы часто приводят к тому, что человек становится инвалидом. Вероятнее всего, в обозримом будущем наука сможет решить эту проблему. Ученые разработали препарат, в состав которого входит два гена: VEGF164 и BMP2. Испытания препарата проводят на скаковых лошадях, поскольку травматизация среди этих животных – частое явление.

Препарат вводили скакунам непосредственно в травмированные связки и сухожилия. Препарат, а соответственно молекулы из его состава, провоцировали регенеративные процессы в глубоких тканях. У испытуемых восстанавливались костные ткани, хрящевые и кровеносные сосуды. Спустя два месяца после волшебного укола, лошадей вернули на манеж. Состояние животных позволяло вернуться к активной спортивной деятельности.

Ученые признают огромный потенциал этой технологии. Дальнейшие разработки направлены на разработку вакцины для людей, которая позволит исцелять не только переломы рук или ног, но и более сложные случаи переломов позвоночника.

    Источник: http://theconversation.com/africa/topics/hendra-virus-979

Редактирование ДНК

Редактирование, правка ДНК – это важный вопрос, ведь при наличии такого метода в реальности, можно избежать рождения детей-инвалидов, мир может наполниться исключительно здоровыми людьми. Этот вопрос давно вызывает массу споров: этика и мораль говорят о том, что вмешательство в саму природу человека – не нормально, медицина и мир науки стремиться к тому, чтобы в мире становилось все больше здоровых людей. Как бы там ни было, работы в этой сфере активно ведутся и дают плоды.

Китайские ученые научились предотвращать рождение людей с редким генетическим расстройством бета-талассемия, которое возникает из-за сбоев в ДНК человека. Для того чтобы выяснить причину возникновения таких сбоев, ученые изучили более 3 миллиардов генетических оснований больного бета-талассемией. Они выявили точечную мутацию, которая провоцирует появление данного заболевания.

Генетический код человека состоит из 4 основных элементов - аденина, цитозина, гуанина и тимина (A, C, G, T). Эти азотистые основания содержат в себе целый учебник по формированию и функционированию человеческого тела, при подмене одного основания другим возникают сбои в формировании тех или иных функций человеческого организма – это называют точечной мутацией.

В случае с бета-талассемией оказалось, что все дело в подмене одного гуанина. Китайские ученые, впервые в истории человечества, смогли исправить данную генетическую ошибку. Для этого достижения ученые использовали несколько неэтичные методы: они взяли материал больного человека и вырастили из них эмбрион, то есть клонировали. Затем вылечили этот эмбрион. По мнению многих экспертов, будущее медицины как раз в таких способах воздействия на ДНК человека.

Интересные факты о ДНК, генах и природе человека

1. Если все спирали ДНК одного человека развернуть и сложить в прямую, длина этой прямой составит примерно 16 млрд. километров, что равно расстоянию от Земли до Плутона.
2. Чтобы записать код ДНК 1 человека, понадобится на протяжении 50 лет ежедневно по 8 часов печатать по 1 слову в секунду.
3. Окраска крыльев бабочки зависит от двух генов – художников: WntA и optix. Один из этих генов действует подобно архитектору. Он прорисовывает схему рисунка, его макет. Второй ген – маляр, он раскрашивает крылья в разные цвета, по схеме, подготовленной первым геном.
4. Недавно передовые косметологи мира разработали новейшее средство для загара. В состав этого передового средства входит ДНК спермы семги. Средство работает по принципу «вторая кожа», удивительно, но барьерные свойства этого средства становятся эффективнее при длительном пребывании на солнце.
5. Среди криминалистов Германии известен случай о нераскрытом ограблении ювелирного магазина. По результатам анализа ДНК, виновником этого преступления оказался один из братьев-близнецов, но так и не удалось выяснить который из них, поэтому преступление осталось нераскрытым.
6. ДНК человека на 50% схоже с ДНК банана. Кроме того, структура ДНК человека схожа с ДНК дождевого червя.
7. В генах людей неафриканского происхождения присутствуют ДНК неандертальцев.
8. Генетический код людей одинаков на 99,9%, различия зашифрованы в 0,1%.
9. Существует две широко известные «капсулы», хранящие в себе ДНК на случай глобальной катастрофы. Первая находится в самой глубокой точке мирового океана, в ней содержатся ДНК всех известных животных и растений. Вторая хранится на МКС, в нее помещены гены великих людей, таких как Стивен Хокинг и Ленс Армстронг.

Источник: https://factrepublic.com/facts/23694/

Изучение структуры ДНК и кода, который она несет – это немыслимые, фантастические разработки, которые ведутся в наши дни. Несмотря на то, что сегодня эта тема изучена мало, уже сегодня у человечества есть надежда на безболезненное будущее, на долголетие, на выживание в случае глобальных катастроф и катаклизмов.

Мы живем в век передовых технологий и важнейших научных открытий, каждый из нас, не зависимо от пола, возраста и рода деятельности – частичка большого живого организма, словно частицы кода ДНК нашей планеты, поэтому наша важнейшая задача беречь себя и окружающий нас мир!

Подготовила Яна Свадеба