Connect with us

Наука

Стволовые клетки впервые превратили в аналог сердца эмбриона мыши

Published

on

Ученые надеются, что впоследствии благодаря этому открытию смогут выращивать и человеческое сердце, а также исследовать механизмы возникновения сердечно-сосудистых заболеваний

Стволовые клетки впервые превратили в аналог сердца эмбриона мыши

© AP Photo/Mark Schiefelbein

ТАСС, 10 ноября. Молекулярные биологи создали первую полноценную миниатюрную копию сердца зародыша мыши. Для этого они использовали миниатюрные аналоги эмбрионов, выращенные из стволовых клеток, – органоиды. Статью с описанием работы опубликовал научный журнал Cell Stem Cell.

"Главный плюс эмбриональных органоидов заключается в том, что внутри них параллельно развивается множество разных тканей. Они обмениваются между собой теми же сигналами, которые критически важны для правильного роста зародыша. Растущие в них клетки сердца находятся в той же среде, в которой они располагались бы в реальном эмбрионе", – объяснила исследование Джулиана Росси, молекулярный биолог из Швейцарской федерально политехнической школы и один из авторов работы.

За последние десять лет ученые неоднократно пытались с помощью эмбриональных или стволовых клеток создать искусственные аналоги печени. Первые подобные опыты завершились успехом еще в 2012 году. Тогда японские ученые воспроизвели некоторые функции печени мышей с помощью искусственно выращенных подобий органов – органоидов.

Впоследствии биологи создали и протестировали несколько других вариантов подобной "искусственной" печени и других органов. Все подобные опыты проводили на культурах клеток животных, из-за чего исследователи пока не уверены, можно ли аналогичным образом вырастить человеческие органы.

Сердце из пробирки

Росси и ее коллеги сделали первый большой шаг к выращиванию сердца в пробирке. Они придумали, как культивировать полноценные миниатюрные аналоги сердца из стволовых клеток мышей.

Анализируя наборы сигналов, которые нужны для того, чтобы превратить стволовые клетки в различные ткани тела, ученые обратили внимание, что сердце – первый орган, который начинает формироваться и работать внутри зародыша многоклеточных. Руководствуясь этой идеей, швейцарские исследователи попытались вырастить не "взрослое" сердце, а его эмбриональный аналог, создав так называемый гаструлоид.

Так ученые называют миниатюрный аналог зародыша. По своей структуре он напоминает так называемую гаструлу – полую шарообразную структуру, которая формируется на первых фазах развития эмбриона. Вырастив несколько подобных мини-зародышей из стволовых клеток, ученые обработали их смесью из аскорбиновой кислоты и белков VEGF-165 и FGF, которые стимулируют рост сердца и сосудов.

В результате в подавляющем большинстве гаструлоидов начали формироваться сначала "заготовки" клеток сердечной мышцы, а затем возникал и сам орган. Он начинал сокращаться, а также вырабатывать и воспринимать сигналы, характерные для формирующегося сердца. Вдобавок ученые зафиксировали признаки того, что вокруг этого органоида начали расти кровеносные сосуды, а внутри него начали зарождаться клетки, которые участвуют в формировании левой и правой половины сердца.

Ученые надеются, что в ходе дальнейших опытов с гаструлоидами поймут, как превратить подобную структуру в полноценное человеческое сердце. Также они надеются узнать, как возникают нарушения в его работе. Для этого нужно будет выращивать искусственные копии систем кровообращения людей с врожденными кардиологическими болезнями.

Наука

Ученые усомнились, что коронавирус может поражать клетки сосудов напрямую

Published

on

Исследователи считают, что SARS-CoV-2 поражает их другим путем

Ученые усомнились, что коронавирус может поражать клетки сосудов напрямую

© Сергей Савостьянов/ТАСС

ТАСС, 3 декабря. Молекулярные биологи пришли к выводу, что коронавирус нового типа крайне редко может проникать в клетки кровеносных сосудов, так как они почти не вырабатывают молекулы белка ACE2 – главного "пособника" SARS-CoV-2. Статью с предварительными результатами работы ученые опубликовали в электронной научной библиотеке bioRxiv.

"Тромбы и проблемы с работой сосудов – одна из самых заметных черт COVID-19. Поэтому ученые считают, что вирус может поражать их клетки напрямую. Собранные нами данные указывают, что SARS-CoV-2 вряд ли может проникать в них напрямую и распространяться в эндотелиальной ткани сосудов. Скорее всего, вирус поражает соседние эпителиальные клетки или повреждает сосуды косвенными путями", – пишут исследователи.

Коронавирус нового типа SARS-CoV-2 проникает в клетки легких человека и других млекопитающих с помощью рецепторов ACE2, которые покрывают так называемые пневмоциты – один из типов клеток легких. Эти рецепторы играют важную роль в жизнедеятельности SARS, возбудителя атипичной пневмонии и близкого родственника коронавируса нового типа.

При этом вирус поражает клетки не только в легких, но и в других тканях тела, в том числе внутри слизистой оболочки носа, пищевода, сосудов и сердца, а также других органах. Ученые предполагают, что это может объяснять, почему многие у заболевших COVID-19 появляются проблемы не только в работе органов дыхания, но и с обонянием, пищеварением, кровеносной системой.

Кроме того, ученые нашли намеки на то, что из-за коронавирусной инфекции могут появиться хронические проблемы с работой легких, сердца и нервной системы.

Прямая и косвенная опасность

В ходе нового исследования молекулярные биологи под руководством профессора Эдинбургского университета (Великобритания) Эндрю Бейкера усомнились, что коронавирус может напрямую нарушать работу артерий, вен и капилляров, заражая их клетки.

Анализируя активность всех генов на уровне одиночных клеток тела человека, ученые обратили внимание, что в организме здорового человека все типы эндотелиальной ткани, из которой состоят стенки кровеносных сосудов, практически не производят ACE2. Такая же ситуация наблюдалась и при развитии воспалений, которые обычно возникают при тяжелом течении коронавирусной инфекции.

Поэтому ученые предположили, что коронавирус может поражать клетки стенок сосудов иными путями, пользуясь другими рецепторами. Учитывая это, биологи ввели в культуру клеток сосудов, уязвимых для атак других типов коронавирусов, большое число частиц SARS-CoV-2.

В результате оказалось, что возбудитель COVID-19 практически никогда не проникал внутрь этих клеток и не передавался между ними. Это говорит о том, что он вызывает повреждения сосудов иными путями. В частности, ученые предполагают, что он может нарушать работу иммунных клеток и тромбоцитов, а также заражать эпителиальные клетки внутри сосудов и по соседству с ними.

В пользу этого, в частности, говорит то, что добавление плазмы крови больных в критическом состоянии, а также недавно переболевших людей, крайне негативно повлияло на жизнедеятельность культур клеток сосудов и вызывало их массовую гибель. Этот фактор, как заключают ученые, следует учитывать при лечении COVID-19 и оценке уязвимости пациентов для инфекции.

Следует добавить, что статью ученых не рецензировали независимые эксперты и не проверяли редакторы научных журналов, как это обычно бывает в подобных случаях. Поэтому к выводам из нее и аналогичных статей нужно относиться осторожно.

Continue Reading

Наука

Реакции мирового уровня. Директор школы ТПУ о перспективах современной химии

Published

on

Одни из направлений прикладной химической науки является малотоннажная химия, нацеленная на апробирование исследовательскими коллективами новых технологий для промышленности

ТОМСК, 30 ноября. /ТАСС/. Малотоннажная химия, нацеленная на апробирование исследовательскими коллективами новых технологий для промышленности и производство небольших партий продукции, является одним из самых перспективных направлений прикладной химической науки. Об этом сообщила профессор Томского политехнического университета (ТПУ), директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Марина Трусова. Исследователь-химик, которая курирует создание уникального центра малотоннажной химии в Томске, рассказала ТАСС, что может предложить современная химия промышленным гигантам, и каково место мужчин и женщин в науке.

От "тройки" в школе к красному диплому

Марина Трусова — человек с огромным опытом руководства химическими лабораториями, с самым высоким индексом цитируемости среди директоров инженерных и исследовательских школ ТПУ, а также знаниями в сфере организации учебного процесса.

"Я в школе химию очень любила, обычно у меня все списывали, но в аттестате у меня стояла "тройка" — из-за конфликта с педагогом.  В 90-е время не простое было, а я из города небольшого и сельское хозяйство было близко, я хотела поступать в сельскохозяйственный институт, но я туда по баллам не прошла и в итоге поступила в 1999 году в Анжеро-Судженский политехнический колледж на специальность "Биохимическое производство". Там мне и привила любовь к органической химии преподаватель Галина Киреева — она мне и показала, что эта наука очень простая, логичная, понятная, все основы закладываются на базовом уровне и потом только расширяются", — вспоминает собеседница агентства.

В колледже она узнала про программу перевода в вуз — можно было поступить сразу на второй курс. Вдохновили на поступление и преподаватели ТПУ, которые приезжали в техникум и делали то, чего не cмогли учителя в школе — прививали любовь к, казалось бы, непонятным и тяжелым дисциплинам — химии и физике. Спустя два года — в 2002 году — она поступила в ТПУ на Химико-Технологический факультет кафедры Органической химии и технологии органического синтеза.

Посвятив себя уже полюбившейся органической химии, Трусова с отличием закончила университет, аспирантуру и в 2017 году — стала замдиректора исследовательской школы химических и биомедицинских технологий. За время своей карьеры она приложила руку к исследованиям реакций с йодом, разработке покрытий для умных материалов (со свойствами самовосстановления, к примеру). Однако своим главным научным достижением сама ученый считает исследование солей диазония, благодаря которым она смогла получить мировую известность среди химиков, а также защитить кандидатскую и докторские работы.

Компьютер в пробирке

С обычной поваренной солью диазониевые не имеют почти ничего общего — они получаются при реакции ароматических аминов с нитритом натрия в кислой среде. Этот класс соединений применяется при создании красителей и лекарственных препаратов.

"Их открыли достаточно давно — в начале ХХ века, для создания пищевых красителей. И всегда они обладали разными недостатками: взрывоопасность, нерастворимость в воде или, наоборот, слишком сильная растворимость. Время жизни у них максимум сутки было. В Томском политехническом университете были созданы свои соли диазония. И наша исследовательская группа доказала, что они водорастворимы, взрывобезопасны, термически стабильны, могут храниться дольше других солей", — рассказала Трусова.

Как пояснила собеседница агентства, данные исследования доказывают, что соли можно использовать для создания частей компьютеров, биочипов, "умных материалов", сенсоров тяжелых металлов и органических молекул, которые можно применять для поиска наркотиков или взрывчатки. Могут они использоваться и в промышленности, например, заменяя в ряде случаев кремний. При этом соли соответствуют стандартам "зеленой химии" — они безвредны для окружающей среды, а их применение позволит уйти от дорогостоящих и токсичных материалов.

Малотоннажная химия — как тренд

Фундаментом для создания Центра малотоннажной химии в регионе станут уже действующие малые инновационные предприятия при вузах и два химических инжиниринговых центра — Томского политехнического и Томского государственного университетов.

"Ученые чаще всего не занимаются доведением технологий до производства. Этим занимаются технологи, а это вообще отдельная наука. Но сейчас малотоннажная химия — это тренд, ее общемировой рынок оценивается в 540 млрд долларов США и это перспективное направление для Томской области, которое востребовано у гигантов рынка и позволит привлечь инвестиции в регион и новых промпартнеров", — пояснила собеседница агентства.

В Томске центр малотоннажной химии планируется создать как юридическое лицо в 2021 году, он будет специализироваться на создании в небольших объемах катализаторов, продуктов органической и полимерной химии. Это в том числе биоразлагаемые полимеры и фторполимеры для применения в экстремальных условиях — например, для создания экологически чистого топлива для работы в Арктике.

"Что такое центр малотоннажной химии? Это по сути площадка-конструктор, где заказчик может собрать производство малых партий своей продукции и опробовать технологии производства, ведь не все реакции, которые идут в пробирках, сразу идут в литровых чанах. Прежде всего мы нацелены на работу с промышленными партнерами, в частности, "Сибуром".  У нас одни из лучших специалистов в России по работе с полимерами и сейчас интерес "Сибура", как раз в малотоннажной химии", — отмечает руководитель исследовательской школы.

О мужчинах-стратегах и женщинах-тактиках

Несмотря на успехи в исследовательской деятельности, собеседница агентства считает, что ее место — в административном аппарате исследовательской школы ТПУ, где ее задача — обеспечить комфорт для научных групп, дать им все необходимое для работы.

"Научная  деятельность хороша, но там необходимо всегда быть на острие. Да простят меня феминистки, я считаю, что для стратегии развития научных направлений мужской ум подходит больше, потому что он не зацикливается на деталях. Это стратегия, развитие, понимание, кому через два-три года будут интересны твои исследования, куда лучше двигаться, чтобы опередить другие научные группы. Женский ум — это тактика, от этого не уйдешь", — считает Трусова.

Совместно со своим руководителем, тогда директором школы, Мехманом Юсубовым, Трусова в 2017 году взяла на себя управление институтами и лабораториями, где на единственном за Уралом исследовательском ядерном реакторе создавали радиофармпрепараты, изобретали "умные материалы", а также готовили сотни студентов и молодых ученых. "В 2019 году Мехман Сулейманович стал проректором, а я уже не была согласна хоронить ту самую работу, которую мы проводили два года. Я стала директором", — вспоминает собеседница агентства.

Самое главное новшество, введенное за это время в работу школы биомедицинских и химических технологий ТПУ, — созданы комфортные условия работы для ученых, чтобы они больше времени могли посвящать своей самой главной работе — науке. Для них снизили количество лекционных часов, создан организационный отдел, который разгружает ученых от бумажной работы, например, по закупке оборудования и реактивов. "Казалось бы — почему при сокращении учебных часов должно расти качество образования? Но как можно вырастить ученого, если там сам мало занимаешься наукой?  Научить может тот, кто сам работает в авангарде, а не читает лекции по учебникам, написанным в советские годы", — подчеркивает директор.

Continue Reading

Наука

Уязвимость к раку легких жители Латинской Америки унаследовали от индейцев

Published

on

К такому выводу пришли генетики, которые исследовали образцы опухолей жителей Мексики и Колумбии

Уязвимость к раку легких жители Латинской Америки унаследовали от индейцев

© AP Photo/Vincent Yu

ТАСС, 2 декабря. Генетики выяснили, что жители современной Латинской Америки необычно часто страдают от рака легких, связанного с курением, из-за высокой распространенности опасных мутаций в гене EGFR. Этот ген они унаследовали от индейцев. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Cancer Discovery.

За последние десять лет ученые определили гены, которые влияют на склонность человека к курению, его способность отказаться от сигарет и на последствия от злоупотребления табаком. В частности, вариации в генах CHRNA5 и CYP2A6, которые управляют выводом никотина из организма, сильно влияют на шансы бросить курить, а мутации в гене AhR определяют, насколько плохо табачный дым влияет на ткани легких.

Хотя сейчас некоторые из таких вариаций в ДНК мешают человеку избавляться от вредной привычки, но в прошлом они помогали выживать нашим предкам. В частности, "плохие" версии гена AhR, как предполагают антропологи и палеогенетики, помогали кроманьонцам переносить воздух задымленных пещер. У неандертальцев подобной вариации в геноме не было, поэтому такой воздух они переносили гораздо хуже.

Генетическое наследие предков

Профессор Гарвардского университета (США) Мэтью Мэйерсон и его коллеги открыли еще одну подобную особенность. В ходе своего исследования они изучали образцы раковых опухолей около 1150 жителей Мексики и Колумбии. 500 участников исследования рассказали ученым, что никогда не курили.

Исследователи пытались выяснить, какую роль в развитии опухоли играли мутации в EGFR и гене KRAS. Как правило, "плохие" вариации в первом гене обычно часто встречались у некурящих пациентов, а у курящих их не было. "Опечатки" в KRAS обычно поражают курильщиков.

"Мы знаем, что мутации в EGFR встречаются в геномах людей с раком легких из Восточной Азии в пять раз чаще, чем у больных из Европы и США. Было, однако, не понятно, связано ли это с мутацией или с факторами окружающей среды. Мы показали, что подобные вариации EGFR очень часто встречаются среди носителей рака легких с индейскими корнями", – пояснил Мэйерсон.

Мэйерсон и его коллеги обнаружили, что для латиноамериканцев с индейскими корнями, которые приобрели рак из-за курения, эта закономерность не была характерна. В их геноме очень часто встречались как мутации в KRAS, так и "опечатки" в EGFR.

Вдобавок, характер распространения этих вариаций генов по Мексике и Колумбии указал на то, что "индейские" мутации в гене EGFR повышали вероятность развития рака сами по себе, а не были связаны с некими особенностями стиля жизни и среды обитания их носителей.

Почему эти версии EGFR распространены среди латиноамериканцев индейского происхождения, ученые пока не могут сказать. Дальнейшее изучение этих вариаций ДНК, а также анализ геномов древних индейцев, как надеются Мэйерсон и его команда, дадут ответ на этот вопрос и помогут раскрыть новые детали из жизни первых жителей Нового Света.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Спорт3 часа ago

Гол Овечкина признан лучшим в НХЛ в XXI веке

Шайба форварда «Вашингтона» Александра Овечкина в ворота «Финикса» (нынешнее название — «Аризона») признан лучшим в Национальной хоккейной лиге (НХЛ) в...

Мишустин озвучил стоимость мер поддержки регионов на фоне пандемии Мишустин озвучил стоимость мер поддержки регионов на фоне пандемии
Экономика3 часа ago

Мишустин озвучил стоимость мер поддержки регионов на фоне пандемии

Премьер-министр РФ М. Мишустин провел заседание правительства РФ © РИА Новости. Дмитрий Астахов Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек — ПРАЙМ. Поддержка...

Розничные продажи в еврозоне в октябре выросли лучше прогноза Розничные продажи в еврозоне в октябре выросли лучше прогноза
Экономика3 часа ago

Розничные продажи в еврозоне в октябре выросли лучше прогноза

Флаг евросоюза © fotolia.com/ moonrun Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек — ПРАЙМ. Объем розничных продаж в еврозоне в октябре вырос на 1,5% по сравнению с сентябрем,...

Ученые усомнились, что коронавирус может поражать клетки сосудов напрямую Ученые усомнились, что коронавирус может поражать клетки сосудов напрямую
Наука4 часа ago

Ученые усомнились, что коронавирус может поражать клетки сосудов напрямую

Исследователи считают, что SARS-CoV-2 поражает их другим путем © Сергей Савостьянов/ТАСС ТАСС, 3 декабря. Молекулярные биологи пришли к выводу, что...

Чубайс сообщил, что сегодня его последний день работы в "Роснано" Чубайс сообщил, что сегодня его последний день работы в "Роснано"
Экономика4 часа ago

Чубайс сообщил, что сегодня его последний день работы в «Роснано»

Анатолий Чубайс © РИА Новости. Григорий Сысоев Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек — ПРАЙМ. Глава «Роснано» Анатолий Чубайс сообщил, что...

Турция пока не планирует остановку авиасообщения из-за COVID Турция пока не планирует остановку авиасообщения из-за COVID
Экономика4 часа ago

Турция пока не планирует остановку авиасообщения из-за COVID

Вид Анкары © РИА Новости. Алена Палажченко Читать 1prime.ru в АНКАРА, 3 дек — ПРАЙМ. Власти Турции не рассматривают вопрос о приостановке авиасообщения...

СМИ: ОПЕК+ склоняется к продлению сокращений добычи нефти СМИ: ОПЕК+ склоняется к продлению сокращений добычи нефти
Экономика4 часа ago

СМИ: ОПЕК+ склоняется к продлению сокращений добычи нефти

Флаг ОПЕК © РИА Новости. Алексей Витвицкий Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек — ПРАЙМ. Альянс ОПЕК+ по итогам заседания в четверг, вероятно,...

Индекс деловой активности в еврозоне в ноябре снизился меньше прогноза Индекс деловой активности в еврозоне в ноябре снизился меньше прогноза
Экономика4 часа ago

Индекс деловой активности в еврозоне в ноябре снизился меньше прогноза

Еврозона © AP Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек — ПРАЙМ. Композитный индекс деловой активности в промышленности и сфере услуг (PMI) 19 стран...

Эксперты: ограничения в Петербурге ставят рестораны на грань выживания Эксперты: ограничения в Петербурге ставят рестораны на грань выживания
Экономика5 часов ago

Эксперты: ограничения в Петербурге ставят рестораны на грань выживания

Ресторан © РИА Новости. Григорий Сысоев Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек – ПРАЙМ. Новогодние противоэпидемические ограничения в Санкт-Петербурге поставят на грань...

Бумаги российских компаний в основном дешевеют в Лондоне Бумаги российских компаний в основном дешевеют в Лондоне
Экономика5 часов ago

Бумаги российских компаний в основном дешевеют в Лондоне

Лондонская фондовая биржа © AP/ Kirsty Wigglesworth Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 дек — ПРАЙМ. Бумаги российских компаний в четверг торгуются преимущественно...

Популярное