Биотехнологии

Добрый вечер, уважаемые жители хабра. Из моих постов написанных ранее, понятно что я программист, но немного увлекаюсь генетикой, и хотел бы задать вопрос тем, кто в этом разбирается лучше. Как программисту встраиваемых систем, мне часто приходится использовать контрольные суммы данных, для определения целостности при передаче. Возможно ли применить CRC в интронах для предотвращения размножения ретровирусов и раковых клеток?

В предыдущих материалах мы рассказали об открытом инструменте для сравнительного анализа метагеномных данных и обсудили его развитие в контексте еще одного проекта и задачи поиска генов устойчивости к антибиотикам. На этот раз представляем вам другую разработку МНЦ «Компьютерные технологии» Университета ИТМО. Она называется GADMA, подробнее — под катом.

Некоторое время назад я планировал разместить здесь откровенно антирелигиозную статью и пройтись по излюбленному примеру креационистов, связанному с нечленимой сложностью. Я хотел разобрать казус с отказом признавать эволюцию глаз, но обнаружил на Хабре превосходную статью Вячеслава Пуговкина @ra3vdx, в которой разобрана именно эта проблема. Поэтому я решил изменить акценты и развернуть не менее интересную тему: рассказать об устройстве и бионическом потенциале фасеточного глаза. Давайте об этом поговорим – и начну я, пожалуй, с ваятельницы Лин, главной героини гротескного романа, написанного Чайной Мьевилем.

Вчера мы обсудили наши свежие исследования и на этот раз возвращаемся к открытым проектам. Ранее мы говорили об инструменте для сравнительного анализа метагеномных данных MetaFast. Сегодня на очереди MetaCherchant — еще одно программное средство от коллектива МНЦ «Компьютерные технологии» Университета ИТМО для поиска генов устойчивости к антибиотикам.

Я бы не хотел умирать.

К сожалению, на данный момент состояние технологий таково, что моя жизнь неизбежно прекратится.

Случится ли это через 5 лет или через 100 - не так важно, до 200-летнего юбилея я однозначно не доживу. Экспоненциальный рост количества поломок в организме, приведет к тому, что в каждый следующий год моя вероятность умереть будет выше, чем в предыдущий. Удваиваясь каждые 7 лет, вероятность смерти достигнет 10% в год в 80-летнем возрасте, после чего продолжит расти, пусть и с несколько меньшей скоростью. Если я доживу до 100 лет (событие с вероятностью около 1:1000), то моя вероятность умереть в ближайший год будет в районе 25% и продолжит расти дальше.

Та же самая проблема касается буквально каждого. Не отрицая наследственное долгожительство, не отрицая непрерывное развитие медицины, не отрицая статистический характер закономерности и возможность уникальных случаев, я, тем не менее, считаю смерть неизбежным исходом для абсолютно всех, кто читает этот текст. Что еще хуже - ни один из мейнстримовых научных подходов к продлению жизни не позволяет надеяться на решение проблемы смерти даже при длительном и неограниченном финансировании. Комплексность проблемы делает ее практически неразрешимой при существующих подходах, позволяя большинству людей склоняться к идее "таков неизбежный ход вещей" или "при всех моих возможностях - ну что конкретно я могу сделать?".

Однако, мне кажется, решение есть и его создателем может выступить каждый.

Протезы в искусстве фигурируют ну очень часто, и в большинстве своём они могут вводить в заблуждение о том, что уже вот прямо сейчас протезы куда лучше наших с вами биологических рук, однако, это лишь заблуждение. Однако, при хоть сколько то серьёзном ознакомлении можно столкнуться с фактом того, что текущие протезы далеки от настоящей замены рук, а по факту являются лишь инструментом. Они не служат настоящей заменой рукам, и в этой статье я расскажу что они всё-таки могут, какие протезы есть сейчас на рынке, и какие сложности возникают на поприще этих технологических разработок.

Есть несколько видов протезов, под разные типы ампутаций руки. Для начала, разберёмся с видами ампутации.

Катран, или морская собака (Squalus acanthias) – достаточно широко распространенная акула, относящаяся к роду колючих акул и семейству Катрановые акулы из отряда Катранообразные. Обитатель умеренных вод бассейнов всех мировых океанов, как правило, встречается на глубине не более 1460 метров. На сегодняшний день максимальной зарегистрированной является длина тела в пределах 160-180 см.

Эта рыбка будет хорошим примером для начала изучения пакета гидродинамического моделирования WaterLily.jl.

FamilyTreeDNA — это подразделение Gene by Gene, коммерческой компании по генетическому тестированию, базирующейся в Хьюстоне, штат Техас. FamilyTreeDNA предлагает анализ аутосомной ДНК, Y-ДНК и митохондриальной ДНК людям для генеалогических целей. Имея базу данных из более чем двух миллионов записей, это самая популярная компания в мире по анализу Y-ДНК и митохондриальной ДНК и четвертая по популярности по аутосомной ДНК. В Европе это самая популярная компания по анализу аутосомной ДНК. Family Tree DNA и Gene by Gene были поглощены австралийской компанией MyDNA в январе 2021 года.

В октябре прошлого года большая группа ученых приехала в гигантский особняк Юрия Мильнера в холмах неподалеку от Пало-Альто. Они были протестированы на Covid-19 и в масках собрались в театре особняка на двухдневную научную конференцию. Еще несколько сотен ученых присоединились с помощью видеозвонков. Тема конференции: как можно использовать биотехнологии для омоложения людей.

Так при помощи Джеффа Безоса и несколько других миллиардеров была основана Altos Labs — компания, занимающаяся технологиями биологического перепрограммирования. Сейчас она изучает несколько перспективных методов, которые могли бы помочь обратить вспять процесс старения.

Тенденция последних пары лет — персонализированные витаминные комплексы. На дом можно заказать сеты биодобавок — в зависимости от индивидуальных потребностей организма. Причем по подписке: новую порцию витаминов можно получать регулярно раз в определенное время, чаще всего — раз в месяц. Приятный бонус — микронутриенты упакованы в фотогеничные коробочки, фотографиями которых так и тянет поделиться в Instagram.

С 12ого июля  по 21-ого августа проходило мероприятие Большая математическая мастерская. Я был руководителем проекта целью которого стала разработка метода оценки пигментного состава зерна ячменя на основе анализа цифровых изображений с помощью алгоритмов компьютерного зрения и машинного обучения. Цвет оболочки зерен злаков – важный признак, характеризующий содержащиеся в ней пигменты и метаболиты. Наличие пигментов в оболочке влияет на различные технологические свойства зерна. Показано, что растения с темной окраской зерна являются более холодо- и засухоустойчивыми, а также обладают повышенной устойчивостью к действию патогенов. Такие свойства окрашенных растений связаны с высоким содержанием антиоксидантов, а также с дополнительной механической прочностью оболочек зерна. Темная окраска колоса ячменя может быть обусловлена синтезом и накоплением двух групп пигментов. Голубая и фиолетовая окраска зерна связана с синтезом антоцианов. Серую и черную окраску ячменя обуславливают пигменты меланины. Данные пигменты могут накапливаться в оболочках зерна самостоятельно, либо совместно, поэтому визуально определить, накопление каких именно пигментов обуславливает темный цвет зерна, затруднительно. Для точного определения наличия/отсутствия пигментов используются химические и генетические методы, которые, однако, дороги и трудозатраты. Поэтому сознание нового метода для быстрой оценки наличия пигментов в зернах является актуальной задачей, решение которой поможет при исследовании механизмов генетического контроля окраски зерен.

Российские ученые, отец и сын, на севере Сибири уже несколько десятков лет пытаются возродить пастбища ледникового периода. В идеале — с выращенными в лаборатории шерстистыми мамонтами (происходящими от слонов).

У этого процесса есть множество неизвестных. Сколько для этого потребуется генов? (лучше пытаться высечь скульптуру из камня, или слепить ее из существующих материалов?) Сколько врачей потребуется для создания одного животного? (то есть выращивания этих 200-килограммовых младенцев в искусственной утробе). И какие реальные плюсы от возвращения мамонтов может получить человечество?

Нижегородская научно-производственная фирма «Реабилитационные технологии» (входит в группу компаний «Мадин») занимается реабилитационным медицинским оборудованием больше 15 лет. В компании сначала ориентировались на опыт иностранных разработчиков, постепенно нарабатывая собственную производственную базу и выстраивая инженерную школу в тесном сотрудничестве с учеными, врачами и пациентами. Сегодня модельный ряд «Реабилитационных технологий» насчитывает более десятка наименований и не ограничивается только медицинским оборудованием для реабилитации.

В более ранних публикациях (здесь и здесь) я рассказывал о некоторых направлениях исследований, связанных с инженерными разработками на основе клеточной биологии, и о других проектах, в том числе, генно-инженерных, объединяемых новомодным термином «wetware» (по аналогии с hardware и software). Я сосредотачивался на переориентации клеточного метаболизма с получением на выходе полезных материалов или энергии. На фоне этих выкладок потерялась еще одна интереснейшая тема – биохимическая коммуникация и возможности ее применения. Уважаемые читатели Хабра наверняка согласятся, что в системе, предназначенной для управляемого обращения с информацией, важны не только ввод/вывод, хранение и обработка данных, но и передача этих данных, то есть, коммуникация.

Так уж вышло, что мне, и моему другу-сокурснику, выпал шанс получить опыт разработки бионического протеза руки в рамках магистерской ВКР в ИТМО. В этой статье я бы хотел поделиться опытом и помочь заинтересованным разработчикам на примере нашей разработки вникнуть в столь сложную и в то же время интересную предметную область протезирования.

Меня зовут Анатолий Сазонов, сейчас мне 38 лет, я глухой на оба уха, но слышу с помощью кохлеарных имплантов, живу и работаю в Москве в компании Infosecurity аудитором по информационной безопасности, уже больше десяти лет женат, растет маленькая дочка.

Рассказываю свою историю, как я пришел к кохлеарной имплантации и почему решился ее сделать.