Биология

Не читать, если кушаете! Я предупредил.

Оказывается, разнообразие бактерий в нашем кишечнике стремительно сокращаются. Люди всё чаще питаются плюс-минус одним и тем же. Многие уникальные биомы мы уже потеряли. Чтобы сохранить разнообразные бактерии человечества, ученые запустили большой проект, в ходе которого они собирают, замораживают и хранят экскременты со всего мира. Создается целый подземный банк таких «богатств», который хотят оставить для будущих поколений. Как хранилище семян в Шпицбергене, только… скажем так, не настолько романтично.

К нашей команде лекторов присоединился новый преподаватель Алексей Зарубин. Мы задали ему несколько вопросов про профессиональный рост и текущие научные задачи, а также спросили совета, что нужно для успешной карьеры в области «сухой биологии». Публикуем самое интересное из интервью с Алексеем.

Сегодня я расскажу вам о болезни с необычной историей и вместе с тем необычным патогенезом. Впервые о ней заговорили в 19-м веке. Самым ярким примером её "вспышки" был инцидент при строительстве Бруклинского моста в Нью-Йорке.

Как знают мои постоянные читатели, кроме основного блога я веду на Хабре ещё один, где публикую переводы с английского, посвящённые строгим IT-темам. 21 января я вывесил там материал об игре «Жизнь» Джона Конвея, рассказывающий о создании минимальной жизнеспособной единицы по правилам этой игры. Активное обсуждение статьи, в котором поучаствовал даже уважаемый Павел Гранковский @Pavgran, коммиттер игры, упоминаемый в посте, вернуло меня к мыслям о сборке минимально жизнеспособного биологического генома. Очевидно, что современные возможности секвенирования ДНК и амплификации генов переводят такую задачу в разряд решаемых. На пути к созданию полностью синтетических организмов следовало бы освоить создание полусинтетических, основой для которых мог бы послужить именно такой минимальный геном. Ниже я расскажу о перепрограммировании геномов, искусственном и естественном редуцировании геномов, а также о перспективах таких исследований.

Селекция позволяет повысить продуктивность и качество культур. Современные технологии, помогающие ещё больше упростить этот процесс, принято называть биотехнологиями. Среди них следует выделить геномное редактирование, синтетическую биологию, искусственный интеллект, диджитал моделирование, анализ больших данных и развитие вычислительных методов симуляции.

Технология секвенирования долго применялась для установления последовательности ДНК клеток одного вида (то есть «чистых культур»), а вот при попытке секвенировать материал из природных образцов возникало немало проблем. Пока не появилась метагеномика. Это направление занимается исследованием целых сообществ организмов, населяющих то или иное местообитание. Причем, оперируя метагеномными данными, ученые порой даже не имеют представления о внешнем виде и таксономической принадлежности изучаемых живых существ. Познакомимся с этой темой в деталях.

История геномики началась в 80-х. Почти половину века ученые изучают структуру и функции генома, взаимодействия генов друг с другом и с окружающей средой. А возрастающая доступность технологий секвенирования с каждым годом расширяет возможности таких исследований. В зависимости от целей и методов выделяют несколько ключевых направлений геномики, о которых мы расскажем дальше.

В материале «На пазорях и матка дурит» я рассказывал о природе и спектре полярных сияний. Сама статья была навеяна впечатлениями от трилогии Филипа Пулмана «Тёмные начала», которую я прочитал в течение 2020-2021 года. При подготовке вышеупомянутой статьи меня особенно заинтересовал факт, что цвет некоторых полярных сияний простирается и в ультрафиолетовую часть спектра. Тогда я задумал как-нибудь написать и о границах зрения (человеческого и не только), а также о возможностях эти границы расширить. Вот и настал час этой публикации.

UPD: 25 января команда «Биореактор» опубликовала в корпоративном блоге компании FirstVDS пост «Кибернетические глаза — реальность? ARGUS-II, или второе зрение». Этот пост рассказывает не столько о расширении видимого спектра, сколько о технологических способах борьбы со слепотой, но наверняка заинтересует и читателей моей сегодняшней статьи.

В этой небольшой обзорной статье я хочу поделиться с вами своим проектом, посвящённый дизайну биосенсоров при помощи ИИ. У меня практически нулевой опыт в работе с данными, да и работа в этой сфере для меня в новинку. В ходе своей работы я смог разобраться в основах проектирования баз данных, чем и хочу поделиться.

Данный материал будет помощником, кратким справочником для тех, кто, как и я – ничего не смыслит в данных, их сборе, анализе и работе с ними; не знает с чего необходимо начинать, но хочет приобщиться к тематике.

Самые заядлые алкоголики в царстве животных намного меньше, чем можно себе представить. Например, слоны это массивные животные, но относительно опьянения легковесны – им не хватает гена метаболизма алкоголя. Люди в этом плане занимают достаточно высокое положение в рейтинге. И все благодаря склонности наших предков подбирать перебродившие фрукты с земли. Так или иначе, чтобы определить настоящих чемпионов рейтинга нужно думать о ком-то другом.

О маленьком.

О запасливом.

О хомяке.

Если вы жили на планете последний год, наверное, вас тянет сходу сказать «да». Эволюция. Выживание сильнейших! Даже неандертальцев на планете мы не оставили, потому что они были слишком непохожими на нас.

А самые начитанные из нас могут вспомнить, как об этом отлично рассказывает знаменитая книга «Повелитель мух», выигравшая Нобелевскую премию и все возможные награды. Она была написана в 1954 году, вскоре после Второй мировой. О том, как на острове случайно оказываются шесть обычных благовоспитанных мальчиков, и, лишившись надзора со стороны общества, постепенно начинают бороться друг с другом за ресурсы и власть, в конце концов скатываясь до своих примитивных, животных инстинктов. Книга напоминает нам, как легко мы можем превратиться в дикарей, и насколько он на самом деле тонкий, этот налёт цивилизации.

Культовый роман изображает людей эгоистичными по своей природе и склонными к конфликтам. Выглядит очень правдоподобно: действительно, чем бы ещё стали заниматься мальчики одни на необитаемом острове? Но дело в том, что есть единственный достоверно известный случай, когда это реально произошло, и история пошла в совершенно другом направлении.

Хочу поделиться в блоге ЛАНИТ впечатлениями о книге нейробиолога, профессора Стенфордского университета Дэвида Иглмена «Живой мозг. Удивительные факты о нейропластичности и возможностях мозга» (Москва, «Манн, Иванов и Фербер», 2022). Книга читается легко, она не содержит «страшных» медицинских терминов, которые могли бы отпугнуть читателя, и в то же время достаточно убедительно разъясняет природу мышления и причину довольно сложных случаев отклонений от нормального развития мозга.

Сегодня мы поговорим о самых необычных вкусовых предпочтениях Homo sapiens – о каннибализме. К счастью, употребление людей в пищу встречается только в диких племенах аборигенов, оторванных от цивилизации, и в художественных произведениях. Самым ярким примером последнего является фильм «Молчание ягнят» благодаря актерскому мастерству Энтони Хопкинса, сыгравшего Ганнибала Лектера.

Но несмотря на столь редкие явления каннибализма в современном мире, он может представлять угрозу для человечества, и не только с точки зрения несчастных, попавших под нож людоеда. Проблема намного серьёзнее. И сегодня я расскажу, как каннибализм создал самую опасную болезнь в мире со 100% летальностью, от которой не существует лечения.

Пол человека и других млекопитающих, как все мы знаем из школы, определяется геном, содержащимся в Y-хромосоме. Наличие этой хромосомы (и располагающегося в ней гена SRY) делает эмбрион мужчиной, и запускает развитие в нём всех необходимых мужских «аксессуаров». Если же Y-хромосомы нет, то есть человек обладает генотипом XX, то он биологически женщина.

Проблема в том, что человеческая Y-хромосома вырождается и, скорее всего, исчезнет через несколько миллионов лет. Это или приведет к нашему вымиранию (если мы не разовьем новый половой ген), или заставит, скажем так, очень сильно понервничать любителей традиционных ценностей.

Хорошая новость заключается в том, что две ветви грызунов, не так далеко отстоящих от нас, уже потеряли свою Y-хромосому. И вполне благополучно дожили до того, чтобы рассказать нам об этом. Поэтому, возможно, мы сумеем взять пример с них.

Привет, Хабр. Новый год в моём блоге начнётся со второго гостевого поста уважаемой Анастасии Новосадской @anastasiamrr — биолога и биоинформатика из Минска. Ранее Анастасия уже готовила для редакции Хабра пост о взломе и обфускации генетического кода на уровне ДНК, а также участвовала в подготовке материала об использовании нейросетей в современной биологии, опубликованного в блоге @SLY_G. На Хабре уже выходили посты о ДНК-оригами, как в авторских, так и в корпоративных блогах. Однако работа госпожи Новосадской даёт значительно более современный и не менее фундаментальный обзор проблемы, поэтому наверняка вас заинтересует.