Рубрика «Биотехнологии» - 61

Что такое старение? Запрограммированное убийство. А менопауза? Запрограммированная кастрация. Два механизма популяционного контроля, которые гены отточили за миллиарды лет.

Почему гены поступают с нами так жестоко? По той же причине, по которой они делают всё остальное — чтобы максимизировать интеграл своего воспроизводства во времени. То есть им важен не сиюминутный максимум числа своих копий, а площадь под кривой числа этих копий во времени. Как мудрые экономисты, картели генов стремятся не к взрывному росту, чреватому обвалом, а к стабильному, долгосрочному sustainable growth в бесконечность.

Зачем генам нужно себя копировать? Затем же, зачем электрону “нужно” на максимально низкую орбиталь, а свободному радикалу — кого-нибудь да окислить. Так уж заведено в нашей вселенной. И, кстати, стремление к максимизации энтропии, похоже, вообще лежит в основе феномена живых систем (саморепликаторов) — по крайней мере, если выкладки Джереми Ингланда верны.

Ну да ладно, давайте вернемся на два уровня абстракции выше — от физики к биологии. Тут как-то привычней. Для чего генам нужны механизмы популяционного контроля? На интуитивном уровне это понятно даже ребёнку. Ведь недаром почти любой человек, впервые слышащий предложение остановить старение, сразу задаётся вопросом: «А как быть с перенаселением?».
Читать полностью »

О раке так или иначе слышали все. Кто-то видел сообщения в социальных сетях, кто-то помогал пережить эту болезнь родным и близким, а кто-то столкнулся с ней лицом к лицу.

В любом случае рак пугает. Большая часть страхов рождается из-за неправильных представлений о заболевании или просто неведения. Мы в Атласе верим, что знание — сила, поэтому подготовили серию статей, где расскажем о раке: как он образуется, можно ли его предотвратить, и как выстроить процесс лечения.

Сегодня рассказываем, что такое рак, как он развивается, и почему его так трудно победить.

Что за болезнь: рак - 1
Читать полностью »

image

Друзья, ура! Спешу поделиться с вами своей радостью. 15 июня в Москве пройдет «Кибатлетика» — первое в России соревнование людей с высокотехнологичными средствами реабилитации. Наша команда и лично я, в качестве пилота биоэлектрического протеза «Страдивари», принимаем участие в дисциплине протезов предплечья. Не пропустите! Киборги уже среди нас вас.
Подробности под катом. Читать полностью »

Представьте, что вы проектируете птенца чайки. ТЗ такое — у него довольно плохое зрение, маленький мозг, но ему нужно как можно больше есть, а то сдохнет. Еду ему приносит мама-чайка. Основная задача — распознать маму-чайку и получить у неё еды. Во входной поток зрения поступает, скажем, 320х200 px, и дальше 10 сантиметров от глаза он не умеет фокусироваться. Природа решила так — надо разметить клюв чайки ярким оранжевым округлым пятном. Вот таким:

Переобученные нейросети в дикой природе и у человека - 1

В ходе реверс-инжиниринга чайки в 1950-х Нико Тинберген провёл 2431 опыт с 503 птенцами (часть его коллега Рита Вейдманн высидела сама). Выяснилось, что птенец реагирует и не только на клюв, но и на картонный прямоугольник с круглым оранжевым пятом. И пытается получить у него еду как у обычной чайки. Звучит логично, особенно в условиях нехватки вычислительных ресурсов птенца, правда? «Появляется сверху», «длинный» — это важно. Но самая высокая ценность сигнала «оранжевый на белом» — и она по мере эволюции завышается.

Под самый конец внезапно нашёлся ультранормальный сигнал. Если птенцу показать прямоугольник с тремя оранжевыми полосами, он распознает его куда быстрее, точнее, и среагирует в разы активнее. То есть произошло банальное переобучение нейросети по признаку «контраст» — сильнее распознаётся другой образ, которого нет в природе.

Если вы думаете, что мы с вами не забагаваны, то ошибаетесь. У нас, людей, есть примерно такой же пример переобучения, хорошо известный анимешникам.
Читать полностью »

image

Представьте, что любимый вами человек, допустим, ваш брат, получил обширную травму мозга. Он долго лежал в коме, и наконец, «появился» – сон сменяется бодрствованием, его рука отдёргивается, если её уколоть, он пугается громких звуков и т.п. Но неизвестно, проснулся ли он по-настоящему. Его глаза открыты, но они бесцельно блуждают. Он не может общаться, не выполняет инструкции, даже такие простые, как «сожми мне руку» или «моргни, если слышишь меня». Живёт ли ваш брат ещё в своём теле?

Наше понятие о сохранении самосознания может быть сведено к изречению Декарта: «Я мыслю, следовательно, существую». Личность может сопротивляться множеству атак: паралич, потеря памяти, слепота и потеря языка. Но потеря осознания происходящего – возможности сознательно воспринимать окружающее и реагировать на него – отнимает что-то на самом деле фундаментальное.
Читать полностью »

image

Современные ученые разработали множество различных технологий и методов, которые могут помочь возродить вымерших животных, вроде мамонтов, дронтов и других. Эти технологии включают в себя искусственный отбор, редактирование ДНК, расшифровку генома. Специалисты утверждают, что восстановление некоторых видов вымерших животных — лишь дело времени, поскольку все инструменты для этого уже существуют.

Но сам процесс восстановления поднимает ряд вопросов, причем не только технического характера. Есть и вопросы юридические, экологические и другие. Причем решение для каждой проблемы необходимо найти еще до того, как начнется работа по возвращению вымерших животных.
Читать полностью »

image

Сахар — зло. Его избыточное потребление увеличивает риск ожирения, повышенного давления, диабета, и даже Альцгеймера. И не столь важен способ, которым вы его получаете — в соках, фрешах, или в полкило винограда — сколько его суточное количество, которое ВОЗ рекомендует ограничить до 5–10% калоража (то есть до 25–50 г сахара в сутки, исходя из нормы 2000 ккал/сутки). Для сравнения — в банке пепси объемом 0,33 л находится 41 г сахара:

Диетическая газировка ещё вреднее обычной? - 2

Исходя из этого, многие считают, что диетическая газировка — то есть с сахарозаменителями вместо сахара — гораздо менее вредна для здоровья. Но так ли это? Более того, может ли она оказаться ещё вреднее обычной — то есть ассоциироваться с ещё большим риском возникновения диабета, инсультов и деменции? С полной уверенностью ответить на этот вопрос утвердительно я пока не готов, но есть много поводов задуматься.

Каких? Во-первых, большое количество исследований, показывающих корреляцию между потреблением напитков с сахарозаменителями (СЗ) и повышенным риском развития различных заболеваний. И хоть корреляция еще не означает наличия причинно-следственной связи, она может указывать на возможность её существования.

Во-вторых, данные о том, что сахарозаменители вызывают выброс инсулина соизмеримо с сахаром. А в-третьих, наблюдения, что даже запах или вкус еды способны сокращать жизнь модельным животным — то есть, если ваш организм даже подумает, что вы съели много калорий, то и повести себя он может соответственно (например, ускоряя ваше старение — особенно если вы дрозофила).
Читать полностью »

image

При превышении определённой температуры клетка приходит в негодность и умирает. Одно из простейших объяснений такой непереносимости жары состоит в том, что необходимые для жизни белки – те, что извлекают энергию из еды или солнечного света, обороняются от вторжений, уничтожают отходы и т.п. – часто обладают удивительно точной формой. Начинаясь как длинные нити, они затем скручиваются в виде спиралей, «заколок для волос» и других форм, диктуемых последовательностью их составных частей. И эти формы играют огромную роль в их деятельности. Но когда температура начинает расти, связи, удерживающие белковые структуры, нарушаются: сначала самые слабые, а затем и сильные. Логично, что распространяющаяся потеря белковой структуры должна быть летальной, но до последнего времени детали того, как именно это убивает перегретые клетки, были неясны.

Теперь же биофизики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха изучили поведение каждого белка в клетках четырёх различных организмов при повышении температуры. Это исследование и богатый набор собранных данных, опубликованный в журнале Science, показали, что при температуре, достаточной для смерти клетки – человеческой, или же клетки кишечной палочки Escherichia coli – разрушаются лишь несколько ключевых белков. Более того, обилие белков в клетках оказалось неожиданным образом связанным с их стабильностью. Исследования позволили учёным бегло ознакомиться с фундаментальными правилами, по которым выстроена работа белков и их упорядочивание, и последствия которых, как стало понятно, простираются гораздо дальше простой смерти от жары.
Читать полностью »

Чтобы погрузиться в относительно новую для себя научную область, существует огромное количество самых разных мероприятий и проектов. В последние годы их количество и форматы значительно расширились: это открытые лекции и целые научные фестивали, онлайн-курсы и онлайн-программы, летние стажировки и школы, неформальные лекции в барах, опенсорсные проекты и так далее.

Уже пять лет Институт биоинформатики собирает ученых-биоинформатиков и студентов со всей страны и в течение недельной интенсивной учебы за городом на летней школе направляет биологов, медиков, информатиков и математиков в сторону биоинформатики — до сих пор очень динамично развивающейся области. С 2013 года мы записываем лекции на видео и собираем подборку полезных материалов для тех, кто не участвует в мероприятиях, но хотел бы развиваться в этой области.

Программа школы разрабатывается таким образом, чтобы объединить мир биологии и программирования и стимулировать не только развитие профессиональное развитие, но и междисциплинарное общение.

image

Мы продолжаем делиться архивом видеозаписей лекций летних школ. Лекции, которые можно смотреть без дополнительной подготовки, отмечены «*». Просмотр остальных лекций требует знаний в области биологии и программирования. Под катом описание содержания лекций, ссылки на слайды и видеозаписи.
Читать полностью »

Итак, 3 июня 2017 года с площадки Launch Complex 39A (LC-39A) в Космическом центре Кеннеди (NASA) ракетой-носителем Falcon 9 в рамках миссии CRS-11 на орбиту был отправлен грузовой корабль Dragon, несущий в том числе разнообразное оборудование для проведения научных экспериментов. Первая ступень РН уже успела приземлиться на Посадочную зону 1 на мысе Канаверал, которая находится в 15 километрах от места старта, а сам грузовик всё ещё продолжает свой путь на МКС (прибытие Dragon запланировано на 5 июня). Мы же тем временем обсудим цели обеспечиваемых CRS-11 экспериментов.
Что грузовик Dragon доставит на МКС 5 июня 2017 года: обзор экспериментов - 1
Посадка первой ступени РН Falcon 9 3 июня 2017 года, Посадочная зона 1, мыс Канаверал.Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js