Рубрика «Биотехнологии» - 42

в 14:41, , рубрики: Chan Zuckerberg, collaboration, Computational Biology, Human Cell Atlas, open science, open source, science, биоинформатика, биомедицина, Биотехнологии, Блог компании Philtech Initiative, Здоровье гика, Управление сообществом, филантропия, филтех

Зарождение совместных вычислительных средств для Human Cell Atlas

image

Специалист по вычислительной статистике Ким-Анх Ля Цао, работающая с ученым CZ Biohub Анджелой Писко.

Клетки являются фундаментальными единицами жизни, но нам еще многое предстоит узнать об их основной функции и организации. Существуют тысячи типов клеток и триллионы отдельных клеток, работающих в сложных системах дабы обеспечить многообразие функций в нашем организме, начиная от иммунной системы, заканчивая мозгом. Новые экспериментальные технологии для характеристики отдельных клеток — в сочетании с правильными вычислительными подходами — могут помочь нам осмыслить эту сложность и начать ее организовывать.

Human Cell Atlas (HCA) — это амбициозное глобальное сотрудничество для создания открытой справочной карты всех клеток в организме человека путем всестороннего описания типов клеток, их количества и пространственных местоположений. После завершения он станет фундаментальным ресурсом для ученых, позволяя им лучше понять, как работают здоровые клетки, и что с ними происходит не так, когда болезнь наносит удар. Но сборка, интеграция, анализ и совместное использование этого ресурса требует новой облачной инфраструктуры данных и новых аналитических методов обработки и интерпретации больших и сложных различных наборов данных.

CZI поддерживает Human Cell Atlas посредством предоставления грантов, инфраструктуры данных, совместной разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом и поддержки совместных исследований. В рамках этих усилий CZI Science недавно организовала четырехдневную конференцию более чем 200 ученых, вычислительных биологов и инженеров-программистов, чтобы положить начало созданию совместных вычислительных инструментов для Human Cell Atlas — серию из 85 грантов для исследователей, нацеленных на совместную работу для решения вычислительных задач для HCA.
Читать полностью »

в 20:13, , рубрики: biotechnology, cells, dna, genomics, Биотехнологии, Здоровье гика, Научно-популярное
ДНК. Механизмы хранения и обработки информации. Часть I - 1

Много людей использует термин ДНК. Но статей, нормально описывающих, как она работает почти нет (понятных не биологам). Я уже описывал в общих чертах устройство клетки и самые основы ее энергетических процессов. Теперь перейдем к ДНК.
ДНК хранит информацию. Это знают все. Но вот как она это делает?

Начнем с того, где она в клетке хранится. Примерно 98% хранится в ядре. Остальное в митохондриях и хлоропластах (в этих ребятах протекает фотосинтез). ДНК — это огромный полимер, состоящий из мономерных звеньев. Выглядит примерно так.

ДНК. Механизмы хранения и обработки информации. Часть I - 2

Что мы тут видим? Во-первых ДНК — двухцепочечная молекула. Почему это так важно — чуть позже. Далее мы видим синие пятиугольники. Это молекулы дезоксирибозы (такой сахар, чуть меньше глюкозы. От рибозы отличается отсутствием одной OH группы, что придает стабильности молекуле ДНК, в отличие от РНК, в которой используется рибоза. Дальше, для простоты опущу приставку дезокси и буду просто говорить рибоза, да простят нас щепетильные товарищи). Маленькие кружкИ — остатки фосфорной кислоты. Ну и собственно есть азотистые основания. Всего их 5, но в ДНК в основном встречаются 4. Это Аденин, Гуанин, Тимин и Цитозин. То есть, есть рибоза с которой связано азотистое основание. Вместе они образуют так называемые нуклеозиды, которые связываются друг с другом с помощью остатков фосфорной кислоты. Таким образом мы получаем длинную цепь, состоящую из мономеров. Теперь посмотрите на увеличенную левую цепь. Видите C и G соединены тремя пунктирными линиями, а T и A двумя. Что это значит? Да, ДНК состоит из двух цепей, но что удерживает их вместе? Есть такая штука, как водородная связь. Выглядит примерно так. На атомы кислорода (O) и азота (N) формируется частичный отрицательный заряд, а на водороде (H) — положительный. Это приводит к формированию слабых связей.
Читать полностью »

в 14:47, , рубрики: Amgen, CAD/CAM, CAE, COMSOL, Биотехнологии, Блог компании COMSOL, приложения, фармацевтика, физика, химия, численное моделирование

В биофармацевтической промышленности, как в любом современном высокотехнологическом производстве, все чаще используются методы и инструменты численного моделирования физико-химических процессов для решения самых разнообразных задач, начиная от разработки новых лекарственных форм и методик их производства и заканчивая анализом процессов транспортировки, хранения и доставки лекарственных препаратов.

Amgen — одна из ведущих биофармацевтических компаний мира. Лекарства этой компании помогают миллионам людей, страдающим от серьезных заболеваний. Каждый лекарственный препарат — это продукт кропотливой работы ученых, инженеров и технологов. Специалисты компании Amgen используют мультифизическое моделирование как инструмент, который позволяет обеспечить эффективность и безопасность всех этапов производства. В силу специфики задач, возникающих в этой отрасли, очень часто приходится иметь дело с моделированием сложных физико-химических процессов, поэтому доступность широкого набора математических моделей в программном обеспечении для численного моделирования является ключевым фактором.

Пабло Роланди, директор по организации производственных процессов Amgen, проанализировал, как специалисты компании используют среду численного моделирования COMSOL Multiphysics® для решения стоящих перед ними задач.

image

Читать полностью »

в 8:11, , рубрики: sens, Биотехнологии, борьба со старением, генная терапия, диагностика старения, Здоровье гика, митохондрии, Научно-популярное, продление жизни, радикальное продление жизни, трансгуманизм

Митохондрии – маленькие труженики или большие начальники?

Если вы думаете, что самая важная для нас история совместной жизни начинается во время свадьбы, то это совсем не так. Самая важная история совместной жизни каждого человека началась более миллиарда лет назад, когда наши далекие одноклеточные предки вынуждены были подписать «брачный контракт» с теми, кого мы сейчас называем митохондрии (см. теория симбиогенеза).

Митохондрии имеют две мембраны (внутреннюю и внешнюю) и собственный наследственный материал в виде ДНК (рис.1). На внутренней мембране митохондрий находится система окислительного фосфорилирования, работа которой обеспечивает окисление энергетических субстратов с образованием АТФ.

Жизнь и смерть митохондрий - 1

Рис. 1. Схематическое строение митохондрии

В брачном контракте клетки и митохондрии нет пункта «в болезни и здравии», — и хорошо. Если митохондрия становится старой, клетка может ее убить в процессе митофагии, а митохондрии, в свою очередь, регулируют процесс апоптоза у недееспособных и старых клеток. Если процесс обоюдного контроля качества нарушается, запускаются механизмы старения. Нарушаются механизмы апоптоза, увеличивается количество свободных радикалов, не контролируемых митохондрией. Это вызывает системное воспаление, повреждение ДНК клетки. Таким образом, есть сильная взаимосвязь между МХ дисфункцией, возраст-зависимыми заболеваниями, старением организма и метаболическими дисфункциями [1]. Метаболическая дисфункция – неизменный всадник апокалипсиса старения.
Читать полностью »

в 7:08, , рубрики: Биотехнологии, Блог компании КРОК, единая точка прохода, здоровье, Здоровье гика, медосмотр, осмотр, проверка трезвости, производство, проходная, рабочие, СКУД

Диагностические терминалы для настоящих сварщиков - 1

На многих опасных производствах должен быть врач. Или, чтобы отправить водителя автобуса в рейс, нужно показаться врачу на автовокзале. Или, чтобы пилот смог вылететь в рейс, надо пройти целую комиссию. Чтобы диспетчер атомной станции вышел на смену, надо убедиться, что он не под наркотиками, не в тяжелейшем похмелье и не навеселе. И так далее.

На многих заводах эти правила касаются рядовых сотрудников. Их много. Но их осмотр проще, чем у пилота или диспетчера АЭС. У них можно измерить температуру, давление, пульс, оксигенацию (уровень кислорода в крови), базовые рефлексы, уровень алкоголя. Где-то нормативы запрещают роботам диагностировать этот комплекс параметров, а где-то разрешают измерять, но их замер должен быть заверен врачом. То есть живой человек из процесса не исключается, но его работа может быть очень сильно автоматизирована.

Мы собрали комплекс сбора всех этих показателей так, чтобы утром, когда настоящие сварщики приходят на работу, им не приходилось стоять в очереди.

Но дьявол, конечно, — в деталях. Хотя после тестов алкотестера нас мало что беспокоит в этом бренном мире.
Читать полностью »

в 15:05, , рубрики: sens, Биотехнологии, борьба со старением, диагностика старения, Здоровье гика, Научно-популярное, продление жизни, радикальное продление жизни, трансгуманизм

Молекулярные и фенотипические биомаркеры старения.

Введение.

Для чего нужны биомаркеры старения?

Старение представляет из себя зависящий от времени физиологический функциональный спад, который поражает большинство живых организмов. И этот процесс напрямую связан с молекулярными изменениями. Он также является самым основным фактором риска для многих неинфекционных заболеваний. С одной стороны, выявление биомаркеров старения будет способствовать дифференциации людей, имеющих один и тот же хронологический возраст, но разные варианты старения. Количественные биомаркеры старения также могут составить группу измерений для «здорового старения» и, кроме этого, прогнозировать продолжительность жизни.

С другой стороны, биомаркеры старения могут также помочь исследователям сузить сферу исследований до конкретных биологических аспектов в попытках объяснить биологические процессы, связанные со старением и возрастными заболеваниями. Здесь мы рассмотрим фенотипические и молекулярные биомаркеры старения.

Фенотипические биомаркеры могут быть неинвазивными, панорамными и легкодоступными, тогда как молекулярные биомаркеры могут отражать некоторые молекулярные механизмы, лежащие в основе возрастного статуса. Этот обзор в основном рассматривает результаты, полученные в исследованиях с людьми (и в некоторых редких случаях – с лабораторными животными (мышами) и нематодами).

Молекулярные биомаркеры старения

Читать полностью »

в 19:52, , рубрики: biology, cells, Биотехнологии

Всем привет!
Эту статью я хотел посвятить клеточному ядру и ДНК. Но перед этим нужно затронуть то, как клетка хранит и использует энергию (спасибо spidgorny). Мы будем касаться вопросов связанных с энергией почти везде. Давайте заранее в них разберемся.  
Из чего можно получать энергию? Да из всего! Растения используют световую энергию. Некоторые бактерии тоже. То есть органические вещества синтезируются из неорганических за счет световой энергии.
+Есть хемотрофы. Они синтезируют органические вещества из неорганических за счет энергии окисления аммиака, сероводорода и др. веществ.
А есть мы с вами. Мы — гетеротрофы. Кто это такие? Это те, кто не умеет синтезировать органические вещества из неорганических. То есть хемосинтез и фотосинтез, это не для нас. Мы берем готовую органику (съедаем). Разбираем ее на кусочки и либо используем, как строительный материал, либо разрушаем для получения энергии.
Что конкретно мы можем разбирать на энергию? Белки (сначала разбирая их на аминокислоты), жиры, углеводы и этиловый спирт (но это по желанию). То есть все эти вещества могут быть использованы, как источники энергии. Но для ее хранения мы используем жиры и углеводы. Обожаю углеводы! В нашем теле основным запасающим углеводом является гликоген.
Читать полностью »

в 9:10, , рубрики: биоинформатика, Биотехнологии, искусственный интеллект, Исследования и прогнозы в IT, Компьютерное зрение, мозг, Семантика

Наука и философия принципиально по-разному описывают процесс зрительного восприятия человека.

Наука: Информационные процессы в живых и неживых системах протекают единообразно.

Основатель кибернетики Норберт Винер считал, что процессы обработки информации в живых и неживых системах протекают единообразно. Поэтому книгу о созданной им новой науке - кибернетике он назвал «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине» (1948 г.)

Так же и создатели первой искусственной нейронной сети Дж. Маккалок и У. Питтс были уверены в том, что в своей работе они повторяют структуру нервной системы человека. Описание сети было приведено в работе «Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности» (1943 г.)

Стремление создателей информационных технологий повторить структуру и функции нервной системы человека вполне понятно. Оно обусловлено тем, что человек является «природным преобразователем информации», а потому и образцом для технического подражания.

Читать полностью »

в 16:19, , рубрики: biology, cells, Биотехнологии

Краткое введение в Клеточную биологию - 1

Последние пару лет я занимаюсь исследованиями в области биологии растительной клетки, в частности, я занимаюсь вопросом сигналинга и регуляции клеточных процессов. В свободное время балуюсь биоинформатикой, классическими ML задачами, и спортивной биомеханикой. Этой весной я, по счастливой случайности выплыл в реальный мир и пообщался с реальными людьми, что позволило мне понять, как мало обычный человек знает о том, как устроен его организм и мир вокруг. Это и натолкнуло меня на мысль написать цикл статей о том как устроен наш организм, как работают клетки и как наконец хранится информация в ДНК (подробные описания встречаются, увы, крайне редко, а ведь для понимания работы ДНК не хватает знания о 4 нуклеотидах). Но начну я пожалуй с самого простого, с состава клеток (для начала в очень упрощенной форме).

Ни для кого не секрет, что почти все живое в этом мире состоит из клеток, будь то мы с вами, любимый кот, водоросли, или бактерии помогающие переваривать все то, чем современный человек загружает свой желудок. Однако большинство людей почти ничего не знает о том, как устроены клетки и как они работают. Многие из вас могут возразить, что их работа не связанна с биологией и эти знания им не нужны, и это ваше право. Однако в большинстве насущных проблем биологическое знание может нам помочь (например понять абсурдность рекламы большинства омолаживающих кремов, важности антибиотиков и их правильного приема, всю абсурдность споров на тему ГМО и т.д.).
Читать полностью »

в 7:06, , рубрики: CZI, Facebook, pochtoy, Биотехнологии, благотворительный фонд, Блог компании Pochtoy.com, болезни, будущее здесь, Здоровье гика, лекарства, филантропия, финансы в IT, Цукерберг, чан

Цукерберг продает акций Facebook на $13 млрд, чтобы «нашим детям никогда не пришлось болеть» - 1

Марк Цукерберг продает 75 млн своих акций Facebook, чтобы спонсировать амбициозный проект по излечению человечества от всех болезней – в рамках Инициативы Чан – Цукерберга, созданной в честь рождения его первой дочери, Максимы. Фондом заведует жена Цукерберга, лицензированный педиатр Присцилла Чан. Задача – устранить большинство распространенных болезней «еще при жизни наших детей». Многомиллиардный фонд будет объединять большие команды ученых для достижения глобальных задач, вроде построения атласа о характеристиках и задачах каждой клетки в человеческом теле. Работа уже началась.Читать полностью »

1...1020...414243...5060...143
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js