Биологи из США впервые использовали геномный редактор CRISPR/Cas9 для "починки" ДНК в клетках сетчатки глаза мыши и удаления гена, связанного с развитием полной слепоты, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Наши прошлые опыты показали, что мы можем избежать развития слепоты у таких животных, если мы удалим в клетках сетчатки ген Nrl, что заставит палочки превратиться в клетки, похожие по форме на колбочки. Это спасет и "бывшие" палочки, и соседние с ними настоящие колбочки от уничтожения в будущем", — объясняет Ананд Сваруп (Anand Swaroop) из Национального института глаз в Бетесде (США).

Глаза людей и многих других млекопитающих содержат в себе два типа светочувствительных клеток – колбочки и палочки. Колбочки позволяют нам различать цвета, но при этом они работают только при достаточно высокой освещенности, а палочки – позволяют видеть силуэты предметов при тусклом свете звезд или Луны.

Как рассказывает Сваруп, палочки, помимо работы "ночного зрения", играют еще одну важную роль – они поддерживают и питают остальные клетки сетчатки, и их разрушение необратимо приводит к гибели колбочек и всей сетчатки в целом. Большая часть мутаций, связанных с потерей зрения, обычно поражает палочки, и при их наличии человек обычно теряет сначала ночное зрение, а потом и способность видеть мир и при дневном цвете.

Эксперименты на зародышах, которые Сваруп и его коллеги проводили в прошлом, показали, что процессом роста палочек и колбочек управляет фактически один  ген – Nrl. Если этот ген  удалить при формировании зародыша, то возникает сетчатка, колбочки в которой не умирают, несмотря на отсутствие палочек.

Ученые предположили, что удаление этого гена в клетках сетчатки у взрослого животного приведет к похожим последствиям. Руководствуясь этой идеей, биологи создали ретровирус на базе популярного геномного редактора CRISPR/Cas9, заражавший только палочки и удалявший ген Nrl из их ДНК.

Работу этой генной терапии биологи проверили на трех группах мышей, в чьей ДНК содержались разные мутации, приводящие к разрушению палочек и дегенерации сетчатки. Как показали эти опыты, удаление гена действительно приводило к превращению палочек в аналоги колбочек, и эта трансформация остановила разрушение сетчатки.

В конечном итоге, мыши потеряли способность видеть в темноте, так как все их палочки были выведены из строя, но не потеряли зрение в дневное время суток. Как отмечают биологи, генная терапия работала даже при лечении глаз очень пожилых мышей, хотя и была менее эффективной, чем при заражении сетчатки молодых особей.

Главным плюсом этой стратегии борьбы со слепотой, как отмечают ученые, является то, что она позволяет остановить разрушение сетчатки вне зависимости от того, какой именно ген поломан в палочках, так как удаление Nrl "отключает" все эти участки ДНК.

Клинические испытания этой генной терапии, несмотря на ее перспективность, могут начаться совсем нескоро из-за дискуссий вокруг CRISPR/Cas9. Безопасность этого геномного редактора для использования в медицинских целях пока не подтверждена на практике, а его использование для редактирования ДНК зародыша в Китае порождает ожесточенные дискуссии среди ученых на протяжении последних нескольких месяцев.

14.03.2017 Источник: ria.ru

Через несколько десятилетий искусственный интеллект превзойдет нас во многих сферах, которые мы считаем особенными для себя. Это большой вызов для нашей эпохи, считает исследователь Виктор Майер-Шонбергер, который может потребовать «иррационального» ответа. В начале 2017 года одна из самых важных новостей в США поступила не из Белого дома и даже не из Твиттера Дональда Трампа. Нет, она была спрятана в отчете, поданном в Калифорнийский департамент автомобильных транспортных средств и размещенном на его веб-сайте.

В нем подробно описывались усилия Google (или, точнее, ее дочерней компании Waymo) по реализации автономных автомобилей. Согласно отчету, в 2016 году самоуправляемые автомобили Google проехали 1 023 330 километров и потребовали вмешательства человека 124 раза. Это одно вмешательство на каждые 8047 километров самоуправляемой езды. Что еще больше впечатляет, так это прогресс, проделанный всего за один год: вмешательство человека сократилось с 0,8 раза на тысячу миль до 0,2, что означает улучшение на 400%. С таким прогрессом автомобили Google легко превзойдут личные навыки любого водителя уже к концу этого года.

Когда-то вождение считалось исключительно человеческим навыком. Но то же самое мы говорили и про шахматы. И вот компьютер неоднократно обыгрывает чемпиона мира по шахматам. Стратегическая настольная игра го переняла у шахмат титул лакмусовой бумажки человеческого мышления. В 2016 году компьютер обыграл лучшего в мире игрока в го. Watson от IBM преуспел в Jeopardy — которая тоже считалась вотчиной людей — и в настоящее время занимается выявлением раковых родинок и приготовлением креативных рецептов, среди прочих вещей.

Компьютеры завоевывают сферы, которые раньше считались глубоко человеческими. Которые требуют знаний, стратегии, творчества. Что это значит для человека, который окажется в будущем?

Некоторые опасаются, что самоуправляемые автомобили и грузовики могут вытеснить миллионы профессиональных водителей (и они правы) и разрушить целые отрасли промышленности (именно так). Но стоит переживать о детях. Какими будут их места в мире, где машины будут перенимать у людей одну отрасль за другой? Чем будут заниматься наши дети и как они будут относиться к этим умнеющим машинам? Каким будет их вклад в мир, в котором они живут?

Наши дети никогда не смогут считать быстрее, решать математические уравнения быстрее машин. Они никогда не будут быстрее печатать, лучше водить, безопаснее летать. Они могут играть в шахматы со своими друзьями, но из-за машин у них уже не будет шансов стать лучшим шахматистом планеты. Возможно, они по-прежнему будут учить разные языки (как и сейчас), но в будущем это не будет иметь никакого смысла и не предоставит никакого конкурентного преимущества, учитывая последние достижения машинного перевода в режиме реального времени.

Собственно, все сводится к довольно простому вопросу: что в нас такого особенного, в чем наша последняя ценность? Вряд ли это будут навыки вроде арифметики или печатания, в которых машины уже превзошли нас. И вряд ли это будет рациональность, поскольку машины лишены всех этих пристрастий, предрассудков и эмоций, которые есть у нас.

Возможно, нам стоит рассмотреть качества на другом конце спектра: радикальное творчество, иррациональную оригинальность, даже дозу простого нелогичного сумасшествия, а не жесткую логику. Немного Кирка вместо Спока. До сих пор машинам было очень трудно подражать этим качествам: безумным прыжкам веры, достаточно произвольным, чтобы их мог предсказать робот, не говоря уже о простой случайности. Их проблема — наша возможность.

Я не предлагаю отказаться от разума, логики и критического мышления. На самом деле, именно потому, что мы так ценим те ценности, которые связываем с рациональностью и здравомыслием, нам стоит немного ценить и противоположное.

И я не луддит, а совсем наоборот. Видите ли, если мы продолжим совершенствовать машины, обрабатывающие информацию, и сделаем так, чтобы они адаптировались и учились в каждом взаимодействии с миром, на каждом бите данных, поступающих к ним, мы вскоре обзаведемся полезными рациональными помощниками. Они позволят нам преодолеть некоторые из наших человеческих ограничений в области перевода информации в рациональные решения. И они будут становиться все лучше и лучше.

Поэтому мы должны стремиться к тому, чтобы человеческий вклад в это разделение труда дополнял рациональность машин, а не конкурировал с ними. Потому что это всегда будет отличать нас от них, и именно это отличие будет создавать нашу ценность.

И если я прав, мы должны способствовать развитию творческого мышления, иррациональных решений, необычных идей. Не потому что нерациональность — это блаженство, а потому что доза нелогичного творчества дополнит рациональность машины. Она сохранит нам место на полке эволюции.

К сожалению, наша система образования выстраивается совершенно противоположным образом. Подобно крестьянам, придерживающимся доиндустриального мышления, наши школы и университеты выстраиваются таким образом, чтобы выпускать послушных слуг рациональности и развивать устаревшие навыки взаимодействия с устаревшими машинами.

Если серьезно отнестись к проблеме, которую представляют машины, нам придется менять это, и довольно скоро. Конечно, нам придется учиться рациональности на основе фактов и тому, как лучшие факты приводят к лучшим решениям. Нам нужно помочь нашим детям научиться работать с самыми умными из машин, чтобы улучшить свое принятие решений. Но больше всего нам следует учитывать долгосрочную перспективу: даже если компьютеры превзойдут нас, мы останемся самым творческим зданием в городе, если только совершенно не подавим этот аспект человечности в себе.

Возможно, это наш шанс остаться на узкой дорожке эволюции.

13.03.2017 Источник: hi-news.ru

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) по праву считают «чумой XXI века». Несмотря на значительные успехи во многих сферах медицины и улучшение качества жизни, в борьбе с этим коварным вирусом человечество пока проигрывает. При этом мысли о создании вакцины не покидают умы исследователей со всего мира. И согласно статье, опубликованной в журнале Nature, группе молекулярных биологов удалось благодаря недавно открытым антителам вызвать мощнейший иммунный ответ на штаммы ВИЧ в организме обезьян.

Два года тому назад исследователи во главе с Михаэлем Нуссенцвайгом из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке открыли антитело 3BNC117, которое способно подавлять размножение нескольких разновидностей вируса иммунодефицита человека и даже маркировать их для уничтожения иммунной системой. Антитело 3BNC117 было выделено из организма одного ВИЧ-инфицированного пациента, иммунная система которого очень хорошо боролась с вирусной инфекцией. Кроме того, ученые провели ряд клинических тестов на больных ВИЧ. В ходе экспериментов молекулы 3BNC117 не давали вирусу размножаться в течение 2 месяцев после прекращения приема антиретровирусных препаратов.

Кроме того, существует еще одно антитело, которое можно использовать для приобретения иммунитета к ВИЧ — 10-1074. Команда Михаэля Нуссенцвайга решила попробовать скомбинировать 2 этих вещества, чтобы создать вакцину от ВИЧ. Последующая серия тестов была проведена на обезьянах: 12 макак были заражены SHIV (обезьянья разновидность ВИЧ), и через 3 дня в их кровоток начали вводить высокие дозы 3BNC117 и 10-1074. Антитела продолжали подавлять вирус на протяжении шести месяцев, пока их молекулы присутствовали в кровотоке. После этого вирус вновь начал размножаться. Казалось бы, ученым удалось создать очередное лекарство так называемой поддерживающей терапии, но в последующие 1,5 года произошло что-то невероятное. У 9 из 12 обезьян развилась сильная иммунная реакция на вирус, а уровень инфекции в организме резко снизился и вновь не возрастал, невзирая на то что ближайшие родственники человека не получали терапию антиретровирусными препаратами.

Как говорят исследователи, такой метод борьбы с ВИЧ может быть применим и к людям, а сейчас эксперты нацелены на то, чтобы выяснить, сработает ли этот же способ для макак, заразившихся ВИЧ за 6 недель до начала лечения, ведь примерно такое время у человека проходит между заражением и выявлением инфекции. Как заявил Михаэль Нуссенцвайг,

«Наша терапия порождает мощную иммунную реакцию на ВИЧ и позволяет организму контролировать инфекцию. Она работает по примерно таким же принципам, что и иммунотерапия рака, используя аналогичные механизмы, уже существующие в иммунной системе обезьяны и человека».

 

 

14.03.2017 Источник: hi-news.ru

Ученые еще на один, но весьма заметный шаг приблизились к созданию в лабораторных условиях дрожжей. Им удалось сформировать еще пять хромосом дрожжей. Дрожжи необходимы человечеству в том числе и для производства хлеба и хлебобулочных изделий, которое само по себе стало одной из величайших находок цивилизации, состоявшейся задолго до того, как все внимание было привлечено стремительным совершенствованием цифровой электроники.

Результаты проделанной учеными работы были опубликованы в научном издании Science. Генетик из Медицинского центра Лангон Нью-Йоркского университета Джеф Боке (Jef Boeke) сообщил о том, что исследователям удалось узнать больше о клеточной структуре этих простых, но очень важных для человеческой цивилизации организмов. Искусственные дрожжи могут стать более эффективными, чем натуральные, при в различных сферах их применения — от противовирусных лекарств до биотоплива.

Джеф Боке входил в команду исследователей, которая еще в 2014 году сообщила о том, что ей удалось синтезировать первую хромосому дрожжей. Сейчас несколько сотен ученых из пяти стран работают над созданием хромосом пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), интеграция которых позволит синтезировать живые клетки. Поскольку работа над шестью хромосомами уже завершена, Джеф Боке надеется, что оставшиеся десять будут синтезированы к концу 2017 года.

Каждая синтетическая хромосома основана на одной из тех, которые характерны для натуральных пекарских дрожжей, но является модифицированной с целью повышения ее эффективности. Исследователи избавляют ДНК дрожжей от вызывающих мутации изъянов, а также от тех фрагментов, которые несут повторяющийся код одной и той же информации.

Когда исследователям удастся интегрировать фрагменты синтетических ДНК в клетки дрожжей, фрагменты натуральной ДНК в этих клетках будут заменены теми, которые создадут искусственно.

Дрожжи являются эукариотами, то есть живыми организмами, клетки которых имеют оформленное ядро. Подобно клеткам человеческого организма, они хранят свои ДНК в ядрах клеток. Это исследование теоретически открывает путь к синтезу хромосом для более сложных, чем пекарские дрожжи, организмов, но это пока представляется далеким будущим.

К настоящему времени существует определенный прогресс в работе над синтезом 16 хромосом дрожжей, которая ведется школами исследователей из пяти стран. Желтым цветом на графике показаны те 10 хромосом, работа над которыми еще ведется. Синий цвет отражает те шесть хромосом, работа над которыми полностью завершена. Нижней осью графика отображается молекулярная масса в тысячах гетероциклических оснований нуклеиновой кислоты.

13.03.2017 Источник: По материалам sciencenews.org hi-news.ru