Фрикадельки из мамонта. Заражение человека грибком растений. Регенерация костей. Новости QWERTY №253
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. А меня зовут Владимир.
Австралийская компания Вау, занимающаяся производством культивируемого мяса, то есть мяса из пробирки, решила, что котлеты из телятины, свинины или курицы — это банально. И вообще, раньше было лучше. И создало мясо с белком мамонта. Надо сказать, что она уже экспериментировала с выращиваемым мясом альпаки, крокодила, буйвола и других кенгуру. Смысл, конечно, глубже, чем просто гурманство. Шерстистый мамонт — это, в каком-то смысле, символ утраты биоразнообразия и изменения климата. А ещё — ненасытности человека. Поэтому эта акция в первую очередь привлекает внимание к тому, как и что мы едим. И к возможности уйти от траты ресурсов на фермы, от влияния на климат и остановить массовые забойные животные, чтобы произвести мясо.
Учёные из открытых генетических баз взяли данные о мамонтовой ДНК, ответственные за производство миоглобина, то есть мышечного белка, кстати, придающего вкус мясу. Данных не хватало. Именно поэтому их достроили из генома слонов. Далее, на основе полученных участков ДНК, синтезировали белки и добавили их клеткам овцы. Ну а дальше обычный процесс: размножить клетки в биореакторах и сформировать из полученного мяса фрикадельки. Две недели на всё про всё, и первые в мире фрикадельки с мамонтятиной готовы. Удивительно, как просто! Оказалось, это всё осуществить. Изначально хотели сделать фрикадельки с белком Додо, такой вымершей птицы, но не удалось найти её ДНК.
Что там со вкусом фрикаделек из мамонта тоже не ясно: результаты дегустации не опубликованы. Я вот, например, их попробовал бы, но всё, что мне сейчас остаётся, это начать выпуск самых интересных новостей науки за предыдущую неделю, и, как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании.
[музыка]
Разумеется, не имеет никакого отношения к следующей новости. Итак, впервые описан случай заражения человека грибком-паразитом растений. Ну, вы понимаете, почему никакого отношения? Потому что Кордицепс — это грибок насекомых, а это другое. Собственно говоря, грибы не видят людей своими целями в основном, но встречаются случаи у людей с патологически ослабленным иммунитетом, например, из-за ВИЧ, и тогда заражение грибком у таких людей относят к оппортунистическим инфекциям, то есть таким, которые не возникают у здоровых людей.
И тут на сцену выходит хандрастериум пурпурный. Обычно этот гриб растёт себе на деревьях, образуя вот такие наросты, а заодно поражая листья. После обильного разрастания гриба дерево, в итоге, погибает, а в его останках гриб продолжает расти и чувствует себя вполне комфортно. Но однажды в индийскую больницу пришёл индийский пожилой мужчина. Он был микологом, то есть специалистом по грибам, но сообщил, что ему уже давно плохо. Кашель, хрипота, он теряет сейчас у него слабость, и при этом у него нет каких-то хронических или простудных заболеваний, у него нет ВИЧ.
Во время обследования выяснилось, что причиной недомогания стал вот такой абсцесс на шее. Его вскрыли, и содержимое отправили на анализ, поскольку не сразу было понятно, что стало причиной его возникновения. Да, видно, что есть воспаление, даже некроз, но не причина. Но кто будет искать грибы у здорового человека? Да, никто! Но то, что выросло из посевов, было явно не бактериального происхождения. Вот так выглядела колония, в которой специалисты воз... А именно туда отправляли материал, затем и опознали грибок кандастрим пурпурный, причем опознали по ДНК. По остальным признакам не получилось.
Пациенту откачали всё содержимое абсцесса, назначили лечение, и с ним всё потом было в порядке. Индийский миколог не имел непосредственных контактов с этим грибом, как он заявил, но зато у него было много контактов с гнилой древесиной. Так что, скорее всего, это и был путь заражения, не через пшеницу. Разово ли это акция, или это тенденция на фоне глобального потепления, вызывающего у грибка адаптацию к высокой температуре человеческого тела, сказать сейчас сложно. Но попытка хондростериума превратить в гниль не дерево, а человека произошла уже два года назад, так что какие процессы в природе за эти два года произошли, мы сейчас пока что не знаем.
Часто для того, чтобы аккуратно применить какой-нибудь лекарство или средства редактирования генома, нужно их адресно доставить до конкретного органа, ткани или даже группы клеток, для того чтобы избежать ковровых бомбардировок. Чего только для этого не придумали: от управляемых магнитных клеток до самодвигающихся наноботов. А теперь зарождается ещё один способ на базе контрактильных инъекционных систем. Этот инструмент массово используется энтосибиотическими бактериями. Это такие бактерии, которые живут внутри других организмов и причиняют им пользу.
Сами, разумеется, кто выигрывает? Наш кишечник — это прекрасный пример, населённый тысячами типов таких бактерий. Без них нам было бы худо, но в то же самое время эти бактерии нами управляют, например, настроением. Не замечали? Делается это при помощи вырабатываемых ими белков, доставляемых как раз при помощи инъекционных систем, работающих по принципу настоящего шприца. Ну, или если брать пример из природы, бактериофага, внедряющего свой генетический материал в клетку, выглядит эта система как молекулярная машина, у которой есть трубочка, игла, расположенная внутри другой трубочки, а заодно и поршень. Также прилагается и механизм прикрепления к другой клетке в виде белков-шипиков.
К тому же, у бактерии есть и дистанционные шприцы, которые она просто выбрасывает наружу. Сколько мы всего переняли у природы? Не останавливаться же учёным! Посмотрели настоящую перед ними задачу: доставлять адресно белки в нужные клетки на отполированные эволюцией механи доставки и сложили два для экспериментов. Взяли бактерию фотохабдус, а симбиотика, которая живёт в маленьких червячках, которые в свою очередь живут в насекомых, и её кассету вирулентности.
Ну, то есть тот самый дистанционный инъекционный механизм. Учёным пришлось разобрать его на молекулы и изучить строение, понять, как запускать этот механизм, как нацеливать его на конкретную мишень, куда нужно добавлять вводимое вещество, и самое главное, как изменить ген бактерии, чтобы она начала собирать такие механизмы с нужными свойствами, с нужным прицелом. Но не справились, и тогда на свет появились модифицированные бактерии кишечной палочки, внутри которых синтезировались инъекционные механизмы, цепляющиеся клеткам насекомых и несущие нужную полезную нагрузку, а именно для экспериментов флуоресцентный белок.
И когда эти бактерии запустили в культуре насекомых, то в клетках начиналось свечение. То есть бактерии выпустили свои кассеты, маленькие плавающие шприцы, а те впрыскнули белок в клетках, всё как положено. Но и это не всё! Учёные подобрали вирулентные кассеты, которые нацеливались на клетки человеческого рака лёгких и смогли впрыснуть вещество непосредственно в эти клетки, не затрагивая клетки легкого. И вообще оказалось, что можно настраивать шприцы на разные типы клеток с точностью практически в сто процентов и доставлять разные типы веществ, и при этом никаких побочных эффектов.
А это значит, что в перспективе мы сможем адресно доставлять хоть те же системы Кас-9 для редактирования генома, а также средства для лечения рака и другие лекарства. Человек не умеет нормально регенерировать конечности, в общем-то, как и органы, может быть, кроме печени. Собственно, другим млекопитающим тоже не умеют. И основная проблема здесь даже не в мягких тканях, а в костях и хрящах. Подсматривать за амфибиями, рептилиями, или тем более гидрами и планариями, и копировать их опыт очень сложно, так как они от нас очень далеко.
Жизнь чуточку. Можно было бы воспользоваться опытом мышей, которые отращивают фаланги пальцев. Но есть ещё один пример из жизни природы, который в перспективе может помочь всем тем, кто в катастрофах или в военных действиях, хотя это одно и то же — теряет конечности. Это олени и их процесс отращивания новых рогов после сбрасывания старых. Начинается этот процесс, как и со всеми другими ногами и хвостами, с бластемы. Это масса клеток, из которой вырастает что-то специализированное, вроде органа или рогов.
Чтобы понять, как это работает, учёные составили клеточный атлас роста бластером оленя на протяжении 20 дней. Это не просто карта изменения положения клеток, а ещё и карта работы управляющих генов в них. В клеточном атласе было 75 тысяч... Да, это был не атлас роста всех рогов, а только их зачатка, но он помог понять самое главное. Старт процесса, оказывается, пластами было две группы клеток со своими функциями. Первая группа — это самые охотцы, за 10 дней до сбрасывания рогов они резко размножаются, а через 5 дней после сбрасывания они порождают вторую группу. И уже вторая группа потом начинает формировать кости и хрящи.
Интересно, что по своей генетической активности оленья бластема была ближе не ко всяким амфибиям, а к мышам и их регенерирующим фалангам, что логично. Поэтому учёные взяли и приделали оленью бластему на лоб мыши. Ну, тоже логично же. И что из неё выросло? Действительно, рог! Через 45 дней он был похож на оленей по строению и рос исключительно из оленьих клеток, вот той самой второй бластерной группы. То есть мы тут вообще никак не участвовали, кроме как предоставляя площадку и ресурсы.
И это важно, потому что указывает на схожесть основных принципов работы стволовых клеток оленя и мыши. Иначе как бы они в клетки смогли бы сделать то, к чему они привыкли, находясь в чужом организме? А ещё это намекает на то, что нам можно подсмотреть за клетками оленьих бастем, которые к нам гораздо ближе, чем те же ящерицы, и затем модифицировать наши собственные клетки в надежде на регенерацию.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные синтезировали молекулу, которая позволяет сидеть на нездоровой диете из фастфуда и при этом худеть. Эта молекула ограничивает поступление магния в митохондрии, а его переизбыток в митохондриях как раз замедляет метаболизм.
Если копнуть чуть глубже, то это работает так: ограничение митохондриального канала предотвращает выход цитрата магния из митохондрий. Что делает его недоступным для поддержки липогенеза, то есть генерации жира, который без цитрата не торт. В итоге это приводит к улучшению работы митохондрий, предотвращению набора веса, уменьшению накопления жира в печени и набору хорошего коричневого жира.
Ну что, на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет приятно, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями, поставите ему лайк. Напишите комментарий и подпишитесь на QWERTY, если этого ещё не сделали. Кстати, вас ждёт колокольчик. Как обычно, проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в нашем Telegram-канале — ссылочка в описании и на экране.
И до скорых встреч! Пока!
[музыка]