Биотехнологии

«Develop with pleasure», «The drive to develop» — об этом вы наверняка от нас слышали. Но наши интересы далеко не ограничиваются разработкой и созданием мощных инструментов для повышения продуктивности. Мы верим, что можем многое изменить и сделать мир лучше. Один из верных способов — проведение исследований в области передовых технологий и образования. Совместно с ведущими научными учреждениями мира мы занимается прикладными исследованиями, способными влиять на жизни людей и двигать нас всех вперед.

Наши научные исследования объединены в рамках направления JetBrains Research.

Ниже мы представим исследовательские группы JetBrains Research и расскажем, чем они занимаются.

JetBrains Research объединяет более 150 исследователей, участвующих в проектах более 19 лабораторий и групп. Лаборатории и группы ведут работу в самых разных направлениях — от физики элементарных частиц до разработки ПО.

Кристаллическая структура S. aureus Cas9 в комплексе с crРНК и её целевой ДНК

В прошлых постах вы просили подробнее рассказать про CRISPR/Cas9 и подходы к редактированию генома. Я просто не стал включать столь объемный материал в прошлый пост. А в этот не включу, например метод TALEN, который потенциально может быть более точным и имеет свои плюсы. Но дорогой, да.

Попробуем пройтись по уже достаточно хорошо описанному методу генетической модификации с помощью CRISPR-Cas9 и посмотрим чуть шире на перспективы, которые он для нас открывает. Меня дико заинтересовало направление по ксеногенной трансплантации от свиней к человеку. Первые, «докоррекционные» методы показали, что такой свиной трансплантат убивается организмом в течение нескольких минут. Но метод не отбросили совсем. Все-таки это — перспективный способ не ждать пока погибнет очередной потенциальный донор органов, а вырастить их заранее. Потом выяснилось, что свиньи еще и поголовно носят в себе пачку специфичных ретровирусов, которые встроены в их геном и могут вызвать эпидемию нового ксенозооноза. И вирусы тоже как-то надо выковыривать перед трансплантацией. И вот где-то тут выходят на сцену люди в белых халатах, которые делают что-то непонятное в своих лабораториях…

Наша планета во многих аспектах уникальна, особенно если говорить про ее обитателей. На Земле обитает настолько великое многообразие видов, что даже ученые не могут прийти к общему умозаключению в оценке их числа. Кто-то считает, что видов около 5 миллионов, а кто-то смело заявляет про миллиард. Кого же на Земле больше всех? Людей, конечно, много, но даже муравьи, несмотря на свои скромные габариты, обходят нас в этом соревновании — порядка 1 квадриллиона муравьев (около 12 000 видов). Однако есть существо, которое превосходит даже муравьев. И это вирус. Группа ученых из института Сенгера (Великобритания) провели глобальное исследование, в ходе которого определили 140000 видов вирусов, обитающих в пищеварительной системе человека. О каких именно вирусах идет речь, что нового показало данное исследование, и как оно может повлиять на будущее вирусологии? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Гипотеза о том, что старение запрограммировано весьма популярна среди обывателей, но имеет довольно мало сторонников среди ученых-геронтологов. При этом данная гипотеза кажется весьма логичной, на первый взгляд. Откуда такое расхождение? Может быть, ученые просто находятся в плену своих предубеждений и когнитивных ошибок, не давая зеленый свет смелой гипотезе?

В этой неделе на нашем youtube-канале выступала Валерия Коган — выпускница физтеха, со-основательница стартапов Fermata и Smartomica.

Лере пришла идея контролировать растения в теплицах за счет машинного обучения, когда ее знакомые рассказали ей о своих проблемах с массовым выращивании огурцов и помидоров. Тогда она с приятелями основала Fermata и начала разрабатывать платформу для мониторинга растений в реальном времени.

В 2019-ом компания привлекла $1,1 млн инвестиций от частного инвестора, а уже в в марте 2020-го, в ходе раунда А получила еще $3,7 млн. инвестиций от британского фонда Massa Innovations и нескольких частных инвесторов.

Кроме агротеха, Лера занимается разработкой новых методов диагностики рака и является приглашенным ученым в Roswell Park Cancer Institute. В Smartomica они разрабатывает технологии анализа медицинских и научных данных для диагностики и лечения онкологических пациентов

Делимся с вами расшифровкой и записью эфира.

Что отличает человека от подавляющего большинства представителей земной фауны? Очевидный ответ — интеллект, и это действительно так. Но что дает нам наш развитый мозг помимо умения создавать невероятные машины, сочинять симфонии и писать картины? Он дает нам выбор. Мы вольны выбирать себе свой собственный жизненный путь, который может разительно отличаться от оного у другого представителя нашего вида. Одни едят мясо, другие предпочитают вегетарианство; одни хотят жить в тропиках, а кого-то тянет в Гренландию; кто-то намеревается стать вторым Казановой, а кому-то нужен единственный партнер на всю жизнь. Касательно последней аналогии возникает вопрос — почему одни виды моногамны, а другие полигамны? Ученые из университета Дьюка (США) провели исследование рыжебрюхих лемуров, и выяснили, что секрет долгосрочных отношений таится в мозгах. Почему именно лемуры, что ученые нашли в их мозгах, и как эти находки объясняют склонность некоторых видов к моногамии? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Что есть общего между человеком и снежинкой? И человек и снежинка могут расти и, причём основной – базовый принцип создания тела снежинки и тела человека одинаковый. В математике и в информатике этот принцип известен под названием клеточные автоматы. Принцип заключается в том, что есть некоторые простые правила добавления или уничтожения элементов конструкции тела. Мы можем задать эти простые правила, задать эти начальные условия развития системы и далее остаётся только наблюдать, как из простых правил получаются сложнейшие структуры.

Живущая в глубинах Тихого океана стеклянная губка обладает поразительной способностью противостоять сжатию и сгибанию, не говоря уже о других её необычных свойствах

Морская губка «Венерина цветочная корзина»

В 1841 английский биолог Ричард Оуэн с изумлением изучал замысловатый скелет недавно открытой морской губки, обитающей вблизи Филиппин. Он писал, что её скелет «напоминает изысканный рог изобилия», сотканный из «жёстких, блестящих эластичных нитей, чего-то вроде тончайших волосков кручёного стекла». Скелет и правда был стеклянным – это животное, Euplectella aspergillum, прозванное «венериной цветочной корзинкой», изготавливает его при помощи кислоты, извлекаемой из морской воды.

СЕГОДНЯ, в 20:00 в наших соцсетях выступит Валерия Коган — выпускница физтеха, со-основательница стартапов Fermata и Smartomica.

Лере пришла идея контролировать растения в теплицах за счет машинного обучения, когда ее знакомые рассказали ей о своих проблемах с массовым выращивании огурцов и помидоров. Тогда она с приятелями основала Fermata и начала разрабатывать платформу для мониторинга растений в реальном времени.

В 2019-ом компания привлекла $1,1 млн инвестиций от частного инвестора, а уже в в марте 2020-го, в ходе раунда А получила еще $3,7 млн. инвестиций от британского фонда Massa Innovations и нескольких частных инвесторов.

Кроме агротеха, Лера занимается разработкой новых методов диагностики рака и является приглашенным ученым в Roswell Park Cancer Institute. В Smartomica они разрабатывает технологии анализа медицинских и научных данных для диагностики и лечения онкологических пациентов

Интересно, чем закончатся наши исследования

Кажется, прошлая тема про ГМО-лосося весьма неплохо зашла Хабрачитателям. Пока мы готовим материал по модификации растений, я предлагаю посмотреть не менее интересную тему — генная модификация Homo Sapiens. Это очень спорная и холиварная тема, игнорировать которую бесполезно.

Сразу дам несколько тезисов, которые могут показаться спорными, но которые так или иначе надо решать в научном сообществе:

1. Мы вырождаемся. Каждый год выживают все более слабые особи, которые рожают детей и отягощают генофонд. Это надо чинить.
2. Простые запреты не помогут. Если эксперименты запретят в Европе, то их выполнит, например, Китай.
3. На лечении генетических заболеваний мы не остановимся. Рано или поздно подключатся военные со своими суперсолдатами и те, кто хочет более сильных и умных детей с голубыми глазами.

Попробую дать обзор на реально существующие техники вмешательства в генотип людей и заодно разберем, чем нам это грозит.

Методическое пособие.

Фатеев Д.А., Фатеев О.Д.

ftvmetrics.com

Москва, январь 2021

ver 1.0

В этой статье я хотел бы обсудить возможные долгосрочные последствия вакцинации. Судя по проведенным клиническим испытаниям, в целом вероятность каких-то долгосрочных побочных явлений очень низкая. Однако, несмотря на огромный интерес к данной теме, информации о том, какие именно побочные эффекты могут возникнуть, пусть даже теоретически, крайне мало. Единственное, что встречал - антителозависимое усиление инфекции (ADE эффект), а также некий антигенный импринтинг, но вроде бы в нашем случае с этим проблем нет. Векторная технология вакцины и аденовирусы, на основе которых она сделана, также хорошо изучены и не представляют опасность. В этой статье хотелось бы порассуждать о возможности долгосрочных аутоиммунных реакций на так называемый Spike-белок, выделяющийся после вакцинации.

С учетом того, что закон Мура является всего лишь эмпирическим наблюдением и упирается в физическую вместимость микропроцессора, то есть, в количество транзисторов, которые можно уместить на единицу площади, вполне логично, что программно-аппаратная инженерия пытается уйти от традиционных носителей информации на материале соединений кремния. Тем более, что срок действия закона Мура явственно подходит к концу. Возможной альтернативой для вычислительной неорганики много лет мыслится вычислительная органика. То есть, теоретически, а также (возможно) практически должны быть варианты хранения информации в белках и нуклеиновых кислотах. Тем более, что нуклеиновые кислоты в природе превосходно справляются с кодированием и передачей информации.

Сразу оговоримся, что для информации нужно не только хранилище; нужен еще и процессор, а также устройства ввода-вывода. Поскольку до создания подобной инфраструктуры еще очень далеко, тема казалась бы спекулятивной, но в январе 2021 года в журнале «Nature of Chemical Biology» была опубликована статья, описывающая довольно простую технологию кодирования 3-битных информационных последовательностей в ДНК. Вот о чем она:

В современном мире постоянно генерируется все больше данных, и исследователи как могут изобретают новые способы их хранения. ДНК по-прежнему считается весьма перспективной в качестве исключительно компактного и устойчивого носителя информации. А прямо сейчас формируется новый подход, позволяющий записывать цифровые данные непосредственно в геномы живых клеток.

Попытки переориентировать технологии запоминания данных, изобретенные природой, не новы, но в последнее десятилетие интерес к таким подходам оживился, и уже есть заметные достижения в этой области. Ситуация вызвана взрывным ростом генерируемых данных, причем, нет никаких признаков его замедления. Предполагается, что в 2025 году во всем мире ежедневно будет создаваться 463 эксабайт данных.

Хранение всех этих данных с применением кремниевых технологий вскоре может стать непрактичным, но выход может заключаться в использовании ДНК. Во-первых, плотность информации ДНК в миллионы раз выше, чем на обычных жестких дисках. Всего в одном грамме ДНК можно хранить до 215 миллионов гигабайт данных.

Кроме того, при правильном хранении ДНК исключительно стабильна. В 2017 году ученым удалось полностью восстановить геном лошади (вымершего вида), жившей 700 000 лет назад. Научившись хранить данные и обращаться с ними на том же языке, который используется в природе, мы открываем путь к множеству новых биотехнологических возможностей.

В прошлый вторник у нас выступала Ира Овчинникова — научная сотрудница Лаборатории междисциплинарных исследований развития человека СПбГУ, ассистентка-исследовательца в University of Houston.

Большую часть времени на работе Ира исследует, как опыт раннего детства влияет на языковое развитие и как это отражается в мозговой активности, а также занимается изучением расстройств развития.

Делимся с вами записью и расшифровкой эфира.

---

Меня зовут Ира Овчинникова, я – научный сотрудник Лаборатории междисциплинарных исследований развития человека в СПБГУ. Еще я пишу диссертацию в университет Хьюстона, поэтому я сейчас в Хьюстоне, на 9 часов назад от Москвы, и у меня сейчас где-то середина дня.

Q: психология – это наука?

Это нормальный вопрос, которым задаются все. И студенты психфака, и люди, которые занимаются психологией.

Ответ простой: все то, что соответствует критериям научности и маркируется как наука – это наука. В 30-х годах прошлого века Карл Поппер ввел критерий фальсифицируемости теорий: то есть, любая теория может считаться научной, если ее можно опровергнуть какими-либо фактами, экспериментами на эмпирическом материале. Проблема психологии здесь очевидна: теория будет связана с общими понятиями, которые являются абстрактными, но материальный мир – он здесь и сейчас.

Обычная и доработанная версии семги

Я не перестаю удивляться луддитам нашего времени. Чаще всего это какой-то особенный сплав дремучести, магического мышления и страха перед непонятными вещами, которые делают ученые в лабораториях.

Я думаю, что на Хабре ни у кого нет особых сомнений в опасности таких деятелей, как Сералини, который доказывал канцерогенный эффект от ГМО-кукурузы у крыс. Статью в итоге отозвали по причине обнаруженных грубых методологических ошибок. Поэтому, сегодня мы будем говорить о правильном подходе к ГМО и о том, что уже интересного успели запустить в продакшен. Начнем с лосося и форели. О том, чем отличается дикий вариант от фермерского, как оценивают лососевый цвет, зачем его модифицируют и когда мы увидим на прилавке новую, доработанную версию этой рыбы.

Последние 1,5 года регулярно смотрю видео по темам: научпоп, научный метод, рациональность. В какой-то момент я начал складировать наиболее удачные видео по различным плейлистам. Так же постоянно отбираю лучших спикеров по различным темам.

Делюсь тем, что из этого вышло.

Статья опубликована 02.02.2021 под названием "Sputnik V COVID-19 vaccine candidate appears safe and effective". Заявленная эффективность: 91,6%.

Под катом краткий пересказ почти полный перевод статьи.

Disclaimer: Я не специалист в данной области (но я не могу пройти мимо, раз уж до сих пор никто из специалистов здесь эту новость не опубликовал), и могу некоторые термины перевести неправильно. Прошу специалистов прислать правки, если в этом тексте есть ошибки.

Одно из возможных проявлений атопического дерматита

Знаете, чему учат студентов-медиков, когда они в первый раз попадают на курацию по кожно-венерологическим заболеваниям? Правильно общаться с пациентом и корректно его осматривать. Типичный студент, увидевший кожу с неприглядными корочками или покраснениями, сразу отодвигается на полтора метра и делает круглые глаза. А потом чуть ли не палочкой пытается тыкать в пациента, стараясь не приближаться. Людей это расстраивает, особенно с учётом того, что большинство пациентов там вовсе не болеет чем-то страшным и заразным.

Часто попадаются довольно неприятно выглядящие хронические заболевания, которые радикально не лечатся, но поддаются контролю при правильном подходе. Псориаз или атопический дерматит очень сложно лечить из-за двух причин:

1. Базовая причина связана с генетическими дефектами, которые мы пока не можем чинить, несмотря на все успехи генотерапии.
2. Есть куча непонятных факторов, которые могут запускать этот процесс.

В итоге можно попытаться загнать заболевание в постоянную ремиссию. Сегодня мы поговорим:

1. Что это за патология, с которой сталкивается около 20 % людей.
2. Что ломается в организме у атопиков.
3. Как это связано с аллергией.
4. Что лучше мазать на кожу.
5. Почему антидепрессанты могут сильно помочь.

Под катом будет несколько фотографий повреждённой кожи, но не ужас-ужас, как вы и просили.

Каждый год летом проходит шестидневная школа по биоинформатике, на которой сто студентов и аспирантов – биологов и программистов – погружаются в изучение основ биоинформатики по интенсивной программе.

В 2020 летняя школа, как и многие другие мероприятия, прошла онлайн и в сокращенном формате. За три дня участники из разных городов России и ближайших стран знакомились с обзором направлений в биоинформатике, пробовали свои силы в программировании, поиске геномных ассоциаций и хемоинформатике.

Традиционно мы записали несколько лекций школы и делимся видео и слайдами. Помеченные звёздочкой «*» можно смотреть без подготовки.

Приятного просмотра!

Не так давно, в октябре прошлого года, мы писали о том, как венерина мухоловка запоминает, что она поймала добычу. Это растение-хищник крайне интересный пример того, на что способна эволюция. Оно быстро реагирует на прикосновения, умеет «считать» и обладает своеобразной химической памятью.

Сингапурские ученые придумали, как можно управлять мухоловкой, создав прототип «дендробота», который слушается команд смартфона. Пока что все выглядит довольно просто — к листу-ловушке подключили электроды, управляемые удаленно по беспроводной связи. О подробностях проекта и перспективах — под катом.