Проклятие фараонов против лейкемии, самые древние скалы, кишечная палочка в помощь «зеленым»

«Проклятие фараонов» вылечит лейкемию?

В старинных и древних захоронениях, в том числе и в гробницах египетских фараонов, в свое время был найден плесневый грибок Aspergillus Flavus. Он способен выделять в окружающую среду сильнейшие токсины. Современные ученые связывают с этим тот факт, что многие первооткрыватели исторических захоронений умерли довольно скоро после своих открытий. Так было с гробницей Тутанхамона в 1920-х годах и с гробницей польского короля Казимира IV (тут вообще все было печально — 10 из 12 ученых, вошедших в склеп, умерли в течение нескольких недель). В обоих случаях находки содержали колонии аспергилла. Так что «проклятие фараонов» — это с большой вероятностью вовсе не проклятие, а всего лишь результат биохимической реакции.

На этой неделе вышла статья биоинженеров из Университета Пенсильвании, в которой говорится, что из злодейского грибка удалось выделить некоторые его токсины и превратить их… в сильный препарат, который убивает клетки лейкемии. Так что не исключено, что «проклятие фараонов» станет источником многообещающего лекарства от рака крови.

Терапию предполагают базировать на особых пептидах класса RiPP — они синтезируются в клеточных рибосомах и содержатся в грибке. Грибковые RiPP имеют сильную биоактивность — они эффективно действовали на клетки человеческой лейкемии при смешивании в лабораторном эксперименте. Эффективность пептидов удалось усилить добавлением липидов — таким образом усиливается действие многих других природных веществ. Причем из зловредного Aspergillus Flavus эти пептиды (их назвали аспергимицинами) оказалось возможным выделять.

Аспергимицины действуют на раковые клетки, нарушая процесс их деления — то есть лишают рак его главного и самого фатального свойства, неконтролируемого размножения. Одно плохо: грибковые RiPP практически не подействовали на клетки других видов рака: груди, печени и легких. А значит, эффект аспергимицинов избирателен.

В любом случае следующим шагом будет тестирование аспергимицинов на животных. Ученые надеются, что впоследствии удастся перейти к клиническим испытаниям на людях.

Кишечную палочку научили превращать пластик в парацетамол

ПЭТ — полиэтилентерефталат — популярнейший вид пластика, который используется в упаковке пищевых и непищевых продуктов. Проблему переработки пластика сейчас пытаются решить по всему миру, с переменным успехом.

И вот на этой неделе вышла статья, в которой описано, как перерабатывать ПЭТ научили кишечную палочку — то есть обычную бактерию Esherichia Coli. Такие методы — когда в природные бактерии искусственным образом встраивают не свойственный им тип химических реакций — используется сегодня довольно часто. Это позволяет химикам, фармацевтам, биологам, технологам выстраивать своеобразные «химические фабрики», работающие на подручном топливе, но выдающие необходимый продукт. Так вышло и здесь: ученые из Эдинбургского университета взяли кишечную палочку и научили ее делать из ПЭТ ацетаминофен, активный компонент парацетамола.

Для этого им пришлось изрядно потрудиться и путем генетической модификации внедрить в клетку бактерии новую для нее химическую реакцию — перегруппировку Лоссена (реакция, которая превращает молекулы пластика в амины — из них строятся многие лекарства). После того, как кишечная палочка стала это делать, к процессу подключили реальные пластиковые отходы — обычную бутылку химически разложили до терефталевой кислоты, сделали из нее субстрат для бактерий и посадили на этот субстрат модифицированные бактерии. Потом встроили в геном еще два гена, которые кодируют производство определенных ферментов. В финале метаболизм бактерии оказался таким, что на входе она потребляет вещество, из которого состоит пластиковая бутылка, а на выходе выдает действующее вещество парацетамола.

То есть ученые из Шотландии ухитрились создать полную производственную цепочку, в которой из мусора получается один из самых популярных антибиотиков в мире.

Самые древние скалы на Земле находятся в Канаде

На берегах Гудзонского залива на северо-востоке Канады, на территории зеленокаменного пояса Нуввуагиттук, находятся самые древние в мире земные породы. Согласно новому исследованию, им не менее 4,16 миллиарда лет — они сформировались по меньшей мере на 160 миллионов лет раньше, чем любые другие зарегистрированные породы. Это единственный кусок земной коры, который сохранился со времени катархея — самого раннего эона существования планеты. Напомним, Земля сформировалась 4,5 миллиарда лет назад. Возраст этих скал недавно подтвержден геологами из Оттавского университета. Они говорят, что это уникальная возможность понять, что происходило в первые миллионы лет существования нашей планеты.

В целом лишь немногие геологические образцы в мире датируются возрастом 3,8 млрд лет и или старше. Те, которые до сих пор признавались самыми древними, тоже находятся в Канаде — на северо-западе, в формации Акаста. Им 4 миллиарда лет, они сформировались на границе между первым геологическим эоном Земли, катархеем, и следующим — археем. А в Западной Австралии нашли самые древние минеральные кристаллы циркона возрастом 4,4 млрд лет — почти ровесники Земли! Но они были вкраплены в более новые породы.

Однако сохранившихся цельных участков коры, сформировавшихся в катархее, то есть раньше, чем 4 миллиарда лет назад, до сих пор известно не было. И вот теперь новая датировка зеленокаменного пояса Нуввуагиттук открывает нам ту фантастически далекую эпоху, когда Земля еще едва остыла после своего огненного рождения.

Правда, ярлык «самого старого камня на Земле» иногда имеет и отрицательный эффект: за последние несколько лет разные исследовательские команды изуродовали ландшафт Нуввуагиттук, выдолбив из него множество образцов. В итоге местное племя инуитов закрыло доступ к этому месту — земли принадлежат именно ему. Так что дальнейшие исследования пока невозможны — но ученые не теряют надежды вновь получить доступ к этому уникальному геологическому обнажению.

Мыши, рожденные от двух самцов, теперь могут размножаться

Биологи с помощью технологии CRISPR, двух сперматозоидов и яйцеклетки без ядра (а значит, без материнской генетической информации) еще год назад ухитрились вырастить жизнеспособных мышей. Вся наследственная информация в их организмах была получена только от мышей-отцов. Процесс происходит следующим образом: из яйцеклетки полностью удаляется ядро — часть, отвечающая за женскую ДНК. Потом в нее вводятся два сперматозоида от разных самцов. Получившаяся оплодотворенная яйцеклетка подвергается генетической коррекции и вводится в матку другой самке мыши, которая вынашивает плод.

Первое потомство двух самцов, в котором отсутствовал генетический материал матери, было жизнеспособным, но не могло размножаться. И вот теперь ученые из Шанхайского университета Цзяотун преодолели следующий барьер: потомство таких мышей может быть фертильным. Это первый случай в мировой науке, который уже окрестили прорывом в андрогенезе — то есть в бесполом размножении с использованием только генетического материала самцов.

Многие из использованных методов были похожи на более ранние эксперименты: ученые сосредоточились на редактировании определенных областей контроля импринтинга (ICR) — последовательностей ДНК, которые действуют как переключатели генов.

Здоровый баланс кодирования ICR обеспечивается стандартной смесью мужских и женских генов. Но если используются только мужские или только женские, это кодирование выходит из строя. Раньше эмбрионы, полученные таким способом, были нежизнеспособны. Поэтому ICR пытаются перепрограммировать с помощью «молекулярных ножниц» CRISPR. И вот в Шанхае получилось: андрогенетические мыши могут не только развиваться до взрослого состояния, но и размножаются. Для этого у эмбрионов отредактировали семь областей контроля импринтинга, отклонения в которых приводили к самым серьезным отклонениям.

Но в каждом научном прорыве есть «ложка дегтя». Здесь в ее роли выступает низкая результативность: из 259 имплантированных эмбрионов родились только три живых мыши. две из них дожили до взрослого возраста. Зато они нормально размножались, и от них получались здоровые мышата.

Кстати, андрогенетических животных получить сложнее, чем партеногенетических, рожденных от двух матерей. В этом случае правок в ICR требуется больше, и осуществлять их сложнее. Результаты экспериментов интересные — но до полноценного использования технологии для размножения млекопитающих, используя только самцов или только самок еще далеко. Между тем это может быть очень перспективной технологией, например, для размножения редких и исчезающих видов животных. Или для получения чистых генетических линий лабораторных животных, или же для целей селекции сельскохозяйственных видов.

Динозавр размером с собаку стремительно передвигался и ел «руками»

Палеонтологи из Лондонского музея естественной истории описали нового динозавра. Это был мелкий травоядный вид, отчего находка становится еще ценнее: в то время как гигантские динозавры описаны уже довольно разнообразно и подробно, их мелкие травоядные собратья пока являются одним большим белым пятном. А они, между прочим, были. И шныряли по доисторическим лесам прямо под ногами у своих гигантских собратьев, и становились их добычей, и дали начало новым семействам видов древних и поздних экосистем.

Огромное количество костей динозавров подарила современности американская формация Моррисон — геологическое образование площадью в 1,5 миллиона квадратных километров на западе США. Лишь небольшая часть формации выходит на поверхность из-под более новых горных пород, в основном это происходит в штате Вайоминг. И именно здесь находят самое большое количество останков древних ящеров. Одну из таких находок недавно заново исследовали палеонтологи в Лондоне и выяснили: это был совершенно новый вид динозавра.

Назвали находку Еnigmacursor mollyborthwickae: первое слово примерно переводится как таинственный бегун, а второе латинское слово зашифровывает имя и фамилию благотворительницы Молли Бортвик, которая жертвует миллионы фунтов стерлингов музеям Британии.

Это создание ростом было всего 64 см, зато в длину достигало 180 см (правда, большую часть, очевидно, составлял хвост). Таким образом, существо было размером с собаку средних размеров (вот только из-за хвоста оно больше было похоже на небольшого кенгуру). Бегуном его обозвали, потому что у него были массивные бедра, длинные ноги и крупные ступни. Все это вместе намекало, что бегала древняя зверушка очень быстро. Зато передние лапы не касались земли — скорее всего, ими маленький динозаврик срывал растения и организовывал себе трапезу.