31 октября 2020, суббота, 07:37
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Активность генов в живом организме можно будет выявлять при помощи ультразвука

В роли репортерных генов часто выступают гены, активность которых удобно регистрировать, например, гены зеленого флуоресцентного белка
В роли репортерных генов часто выступают гены, активность которых удобно регистрировать, например, гены зеленого флуоресцентного белка
Wikimedia Commons

Профессор Калифорнийского технологического института Михаил Шапиро (Mikhail Shapiro) и его коллеги разработали принципиально новый метод выявления экспрессии генов в живом организме.

Для того чтобы узнать, когда включается или выключается тот или иной ген, исследователи обычно присоединяют к интересующему их гену еще один — так называемый репортерный ген. В этой роли выступают гены, активность которых удобно регистрировать, — например, гены зеленого флуоресцентного белка или люциферазы, вызывающие характерное свечение. Но такие методы хорошо работают в клеточной культуре и гораздо хуже — в живом организме, так как трудно отследить флуоресценцию во внутренних органах.

Михаил Шапиро и его коллеги предложили новый репортерный ген, активность которого в тканях организма легко отслеживается обычным ультразвуковым исследованием. Нужный ген исследователи позаимствовали у бактерий, которые отличаются способностью продуцировать небольшие пузырьки воздуха внутри бактериальной клетки («газовые везикулы»). Еще в 2014 году в лаборатории Шапиро установили, что эти пузырьки легко детектируются при ультразвуковом исследовании.

Теперь ученые сумели заставить клетки млекопитающих синтезировать такие же везикулы. Это было непростой задачей, так как у бактерий за эту работу отвечают девять генов, а главное — механизмы переноса информации из ДНК в РНК и дальнейшего синтеза белков у млекопитающих (как и у прочих эукариот) и у бактерий значительно различаются. Если просто пересадить в ДНК клетки бактериальные гены, она не сможет их использовать. «Механизм перевода очень отличается в двух типах клеток, – рассказывает один из авторов исследования, Араш Фархади (Arash Farhadi). – Одно из самых больших отличий заключается в том, что у ДНК бактерий часто встречается множество генов, которые транскрибируются в один общий фрагмент РНК, а он затем транслируется во все соответствующие белки, тогда как у эукариот каждый ген обычно сам по себе». Заставить работать бактериальную ДНК в клетках млекопитающих исследователи смогли, использовав механизм, который применяют для внедрения своего генома в ядро клетки вирусы.

Но даже после того, как бактериальная ДНК начала работать в клетках и запустился синтез необходимых белков, воздушные пузырьки не возникли. Как оказалось, для этого мало наличия нужных белков, надо еще чтобы эти белки вырабатывались в правильном соотношении. «Правильные соотношения белков запрограммированы в кластерах бактериальных генов, но когда мы помещаем их в клетки млекопитающих, мы должны выяснить, какими должны быть эти соотношения и как заставить клетки млекопитающих вырабатывать эти белки правильно», – говорит Фархади. Выполнение этой задачи потребовало нескольких лет работы.

Теперь гены заработали как надо, и в клетках действительно стали появляться нанопузырьки, заполненные воздухом. Их выявляет ультразвук, способный проникать внутрь организма, поэтому новый репортерный ген применим для изучения экспрессии генов в нейронах, клетках иммунной системы и других типах клеток организма, а также в клетках опухолей. Исследователи надеются, что в будущем их метод также будут использовать врачи, чтобы контролировать ход генной терапии у больного.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Science.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.