Генетически усиленные стволовые клетки омолодили обезьян
В Китайской академии наук изучают генетически модифицированные стволовые клетки человека, которые сопротивляются старению и эффективно противостоят злокачественному перерождению. Они названы аббревиатурой SRC На уходящей неделе была опубликована статья об успехах этой работы.
Китайские ученые используют мезенхимальные стволовые клетки — в организме они отвечают за восстановление после повреждений и поддержание нормальной работы тканей. Они есть в костном мозге, жировой ткани, пуповинной крови и ряде других тканей. Генетическая модификация таких клеток сделала их устойчивыми к старению и перерождению в злокачественные.
Исследование длилось 44 недели, SRC внутривенно вводили пожилым макакам. В результате получили системное снижение показателей старения: старения клеток, хронического воспаления и деградации тканей. Улучшилась архитектура мозга и подросли когнитивные функции. Деградация репродуктивной системы замедлилась. При этом никаких побочных эффектов выявлено не было. Биологический возраст приматов снизился в среднем на 3,34 года, омолаживающий эффект был зафиксирован на 54% тканей. Лучше всего омолодились кожа (на 5 с половиной лет), легкие (на 4 года), скелетные мышцы (до 5 лет). Мозг помолодел почти на 5 лет.
Выводы, которые делают китайцы в своей работе, поражают воображение. Генетически модифицированные клетки, устойчивые к старению, проявляют антивозрастной эффект, противодействуют системному старению у приматов, стимулируют не только физическое, но и когнитивное, и даже репродуктивное омоложение. Это — первые доказательства того, что генетически модифицированные мезенхимальные стволовые клетки человека могут замедлять старение приматов. Это открывает широкие перспективы на будущее — и для борьбы со старением человека.
В космосе стволовые клетки за считанные недели постарели на несколько лет
В продолжение предыдущего инфоповода: в то время как на Земле продлевают молодость стволовых клеток (а они — молодость организма), то с космосом возникают проблемы. Пребывание за пределами Земли доказанно вредит организму человека: микрогравитация вызвает деградацию мышечной ткани, радиация запускает генетические сбои, изменяется даже кишечная микрофлора. На этой неделе была опубликована статья исследователей из Калифорнийского университета и компании Space Tango, в которой изучается, как стареют стволовые клетки крови в космических условиях.
Эксперименты были проведены на борту МКС. На станцию были отправлены гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки (из них образуются все клетки иммунной системы — то есть от того, насколько они здоровы, зависит в целом способность организма защищаться от инфекций и восстанавливать себя). Стволовые клетки были в космосе от 32 до 45 дней. За это время они состарились в усиленном темпе: по ним можно было бы заключить, что организм прожил не несколько недель, а несколько лет. Производить здоровые клетки они могли уже в меньших количествах, чем раньше, потеряли способность восстанавливаться и сожгли большую часть энергетических резервов.
На молекулярном уровне в этих клетках были обнаружены многочисленные повреждения ДНК, признаки повреждения в митохондриях (энергетических станциях клетки). А еще стали короче теломеры. Это клеточные тельца, которые являются одним из главных индикаторов старения: чем они короче, тем ближе старость, и наоборот. Зато активизировались «спящие участки» ДНК, которые в норме ни за что не отвечают, а в космосе вдруг стали использоваться стволовыми клетками для синтеза молекул РНК. Если бы клетки были в организме, это ослабило бы его иммунитет и повысило риск развития рака.
Вывод неутешительный: в космосе за несколько недель человек стареет на несколько лет. Но есть и хорошие новости. Когда клетки-жертвы эксперимента вернулись в лабораторию на Земле, к ним частично начала возвращаться молодость. Все это будет изучаться и дальше — ученые ищут методы, которые смогут омолаживать клетки и защищать людей в длительных космических миссиях.
«Джеймс Уэбб» нашел самую старую галактику?
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» регулярно поставляет данные, на основе которых астрофизики и астрономы делают важные открытия. Сейчас, обрабатывая массив полученных от него данных, итальянские ученые из Падуанского университета нашли некий объект в глубоком космосе.
Пока предполагается, что это галактика. Если это действительно так, то перед нами самая древняя из найденных до сегодняшнего дня галактик, которая образовалась через 90 млн лет после Большого взрыва. Для сравнения: 90 миллионов лет на Земле прошло между расцветом эпохи динозавров до сегодняшнего дня. По геологическим, а тем более по космическим меркам это совсем немного.
Возраст далеких космических объектов и расстояние до них астрономы определяют по красному смещению — оптическому изменению спектра света по пути к Земле под действием «разбегания» галактик в разные стороны. Чем сильнее свет смещен в красный спектр, тем дальше наблюдаемый объект — а значит, тем более раннюю эру жизни Вселенной мы видим. Ведь свет от далеких звезд идет к нам сотни, тысячи световых лет. И когда мы видим этот свет — мы видим лишь отпечаток того, что происходило на них сотни, тысячи лет назад.
Самой древней найденной галактикой до сих пор считалась MoM-z 14, которую нашел тот же телескоп. Она существовала, когда Вселенной было лишь 280 миллионов лет. Но вновь найденный объект — старше, он уже существовал через 90 миллионов лет после Большого Взрыва! Это эпоха рождения первых звезд и черных дыр. Галактику назвали Capotauro (в честь одной из итальянских гор). Она может быть в миллиард раз тяжелее Солнца по массе, но кажется слишком яркой для такого почтенного возраста.
Впрочем, пока все это лишь предположение. Ученые пока не могут доказать, что этот объект — вообще галактика. Им непонятно, как за 90 миллионов лет могло скопиться такое огромное количество вещества, чтобы из него могли возникнуть звезды на целую галактику.
Есть и другая версия: сигнал этот может исходить вовсе не от границ бытия, а вообще из нашей собственной галактики, из родного Млечного Пути. К примеру, если ученые ошиблись с рассчетом массы, это может быть кориченевый карлик, несостоявшаяся звезда, которая не смогла развиться в нормальную.
Третья версия — это один из первых субзвездных объектов нашей галактики, холодное и старое космическое тело.
Впереди новые исследования, которые уточнят, что же такое нашел в глубинах космоса «Джеймс Уэбб».
Щупальца осьминога различаются по функциям
Казалось бы, щупальца осьминога одинаковые — а значит, животному, теоретически, должно быть все равно, какую конечность использовать в каждом конкретном случае. Однако выяснилось, что это совсем не так. Американские морские биологи исследовали, как осьминог пользуется своими конечностями. Они подробно проанализировали 25 видеозаписей осьминогов в естественной среде с 3 907 эпизодами использования щупальцев — их в период с 2007 по 2015 год сняли дайверы в Атлантике и Карибском море. Выяснилось, что есть функциональная разница между передними и задними ногами. А вот лево и право осьминогу глубоко безразличны.
В каждом щупальце есть по четыре группы мышц: поперечные, продольные, косые и кольцевые. Это позволяет осьминогу сгибать, разгибать, сжимать, растягивать щупальце как угодно, вплоть до того, чтобы закручивать его винтом. По записям дотошные морские биологи классифицировали 12 видов использования щупальцев. Каждая нога способна на все вышеперечисленные действия. Однако четыре передних щупальца выполняют больше действий, чем четыре задних (64% работы ложится на передние, 34% — на задние).
Передними щупальцами осьминог исследует окружающую местность, хватает предметы и охотится. А задние используются в основном для передвижения: на них головоногое перекатывается (как на гусеничном ходу) и «стоит» на морском дне.
Детали использования щупальцев ученых интересуют, потому что на основе бионических идей впоследствии развивается человеческая техника. Так, осьминог может стать отличной моделью для построения роботизированного манипулятора.
Рак и инфекции будут лечить молекулярные компьютеры?
В лаборатории нанобиотехнологий МФТИ и в университете «Сириус» пытаются создать наноматериалы, в том числе и на основе ДНК, чтобы с их помощью бороться с инвазивными патогенами и раковыми заболеваниями. Очень важно, чтобы можно было избирательно уничтожать клетки болезнетворных микроорганизмов и раковые опухоли, при этом не вредя клеткам здоровым.
Чтобы уберечь здоровую клетку от уничтожения, надо, чтобы у патогенов были «метки» болезнетворности, или биомаркеры. Единственного биомаркера, как правило, быть не может — их должно быть несколько. Поэтому при уничтожении той или иной клетки агент должен решать логическую задачу.
Ученые из МФТИ и «Сириуса» уже 11 лет развивают концепцию интеллектуальных наноагентов, которые запускаются в организм и внутри него решают эти логические задачи, запуская, в зависимости от результата, различные лечебные функции. Получаются своеобразные «живые компьютеры», представляющие собой многослойные наноконструкции. Они меняют структуру, когда встречаются с определенным сочетанием молекул в растворе (к примеру, с энзимами в крови или с системой антиген-антитело). Встречаясь с такими молекулами, наноагент теряет внешние слои — таким образом включается или выключается. Неактивная конструкция безвредна, она себя никак не проявляет. А вот в активированном состоянии убивает клетки, чей молекулярный образ совпадает с заданной ей программой. Сейчас для создания сложных логических устройств ученые пытаются использовать молекулы ДНК и РНК.
На этой неделе вышла новая публикация в этой серии исследований: ученые показали, как четко срабатывают логические гейты, в том числе и при взаимодействии агентов с раковыми клетками. А еще доказали, что сложные гейты (для которых может быть много молекулярных входов) могут быть собраны на одной-единственной наночастице. И когда они будут реализованы, это станет главным шагом к созданию терапевтических нанороботов, которые можно будет запускать непосредственно в живой организм.
Автор: Людмила Губаева
