Знание-сила, 2014 № 07 (1045)

Дело в том, что пока мы с вами занимались своими повседневными делами, ученые тоже не теряли времени и за последние годы сделали вполне реальным то, что раньше считалось совершенно фантастическим, — возможность видоизменять данные нам от природы хромосомы. Они нашли в организме молекулы, которые занимаются там «починкой» случайных нарушений структуры хромосомы и для этого «разрезают» их или, напротив, «сшивают» в нужных местах. Эти молекулы получили название «нуклеаз». На следующем этапе были найдены пути создания таких нуклеаз искусственным путем, «в пробирке». Затем был сделан еще один шаг: ученые научились конструировать такие нуклеазы по своему усмотрению — так, чтобы они разрезали хросомому в нужном месте и вставляли в это место нужный исследователям ген или убирали ненужный. Тем самым молекулярная биология сегодня подошла вплотную к тому, чтобы «лечить» генетические аномалии, то есть удалять неисправные гены из любого места любой хросомомы и вставлять вместо них такие же, но нормальные гены. Сегодня это уже возможно в пробирке, но такое достижение позволяет ученым выяснить, как может реагировать клетка в целом и весь организм на подобного рода замены отдельных генов и безопасно ли производить такого рода операции на зародышах. Перспективы, открываемые таким лечением (равно как и его сложности и опасности) легко себе представить и без дальнейших объяснений.

Так вот, до сих пор все занимались «лабораторным исправлением» одиночных генов. А группа профессора Лоуренс сделала следующий шаг — применила эту методику к «лечению» целой хромосомы — той, «третьей лишней», которая вызывает болезнь Дауна. С помощью одного из четырех ныне существующих видов «сконструированных нуклеаз», а именно — нуклеазы, молекула которой похожа на ножницы, в центре которых вместо винтика сидит атом цинка, они ввели в стволовую клетку, содержащую три 21-е хромосомы, ген XIST, причем нуклеаза была сконструирована так, чтобы ввести этот ген прямиком в одну из трех 21-х хромосом. Операция оказалась удачной: этот ген заработал, то есть по его программе в клетке стали появляться молекулы XIST. Но главное — эти молекулы стали обволакивать лишнюю 21-ю хромосому и полностью выключать ее из действия. Иными словами, эта операция привела к устранению трисомии 21 — правда, пока только в пробирке. Но лиха беда начало — уже это лабораторное достижение позволило ученым сравнить дальнейшие судьбы стволовых нервных клеток, получивших «лечение» и не получивших его. Оказалось, что операция устранила два последствия трисомии 21 на клеточном уровне. Не прошедшие операцию клетки размножались медленнее и дифференцировались (то есть приобретали разную специализацию) плохо, тогда как в прошедших операцию клетках эти «дауновские» дефекты были устранены.

Во Всем Мире Космоса

Невесомость на пути к Марсу — проблема

Главным врагом покорителей Марса специалисты по космической медицине считают не радиацию, а невесомость. Дело в том, что в процессе эволюции человеческие организм (как и все земные) выработал множество приспособлений для жизни в условиях земного притяжения. И ученые полагают, что в невесомости эти приспособления станут вредить здоровью.

Прежде всего, речь идет о важнейших мышцах, например бедер, икр и позвоночника. Эксперименты на животных, отправляемых в космос, показали, что более трети массы их мышц терялись за девять дней и меньше. Дело в том, что в условиях невесомости эти мышцы почти не получают нагрузки и организм начинает их сокращать как ненужные. Кости — тоже продукт силы притяжения. Скелет постоянно изменяется в зависимости от гравитации, стремясь защитить кости от напряжения. Отсутствие силы тяжести приводит к вымыванию из костей кальция. Став ненужным, он попадает в кровоток, вызывая новые проблемы, от запора и почечнокаменной болезни до психотической депрессии. Под угрозой и головной мозг — сердце может «расслабиться» и перестать снабжать его кислородом. Кроме того, отсутствие гравитации может окончательно испортить вестибулярный аппарат, действие которого основано именно на силе тяжести.

Сейчас на Марс может прилететь только команда инвалидов, так что ученым придется что-то изобретать.

По методу термитов

Наблюдая за термитами, американские ученые обнаружили удивительную вещь. Оказывается, при возведении своих жилищ насекомые наблюдают друг за другом. Например, если один поставил палочку вертикально, сосед сделает то же самое. Если у одного палочка упала, сосед постарается укрепить свою. Правда, термиты могут допускать ошибки и замечать их, только когда здание готово рухнуть. Однако ученые подсчитали, что такой способ строительства при равных технических параметрах здания (прочность, устойчивость и тому подобное) все равно в пять-семь раз дешевле, чем если бы рабочими руководили управленцы, и был создан предварительный план.