ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Нові досягнення біотехнології

Незважаючи на підозріле ставлення громадськості багатьох країн до проблем та досягнень біотехнології, вчені не припиняють пошуків нових, все більш корисних для людства, можливостей та рішень.

Крім роботи по розшифруванню та картуванню геномів, що вже встигла стати рутинною, вчені все частіше розпочинають набагато сміливіші експерименти. Одним з таких дослідів став проект білоруських колег з НДІ тваринництва НАН Білорусі. У рамках спільного біларусько-російського проекту "БелРосТрансген" на початку 2006 року співробітники Біотехнологічного центру білоруського НДІ тваринництва провели близько 80 операцій по вживлянню зародкам кози різноманітних генів людини. Після цього 8 генетично модифікованих ембріонів були успішно імплантовані в матку кіз.

10 квітня керівник проекту Олександр Будевич доповів про народження перших двох козенят з-поміж експериментально імплантованих. Фенотипові тварини абсолютно нормальні та здорові. Вчені поки що не впевнені в тому, що ці козенята є трансгенними, тому тканини козенят мають бути передані російським спеціалістам для відповідної експертизи.

Подальшими етапами досліду вчені прогнозують отримання молока, що його компоненти будуть використані для виробництва ряду сучасних лікарських препаратів. Зокрема, в 2007-2010 роках планується налагодити виробництво препаратів на основі лактоферину для штучного вигодовування немовлят, а також препаратів на основі проурокінази, що будуть використовуватись як тромболітики.

Ще один, не менш цікавий, проект розпочато генетиками Піттсбурзького університету. Суть його у наступному: в незрілі ембріональні клітини свиней вчені перенесли ген fat-1, що контролює перетворення омега-6 жирових кислот в омега-3 різновид. За допомогою методики клонування шляхом переносу ядер вчені створили зі змінених ембріональних клітин генетично модифіковану свиню.

Автори дослідження очікують отримання свинини з оптимальним вмістом омега-3 та омега-6 жирних кислот, що зможе стати цінним компонентом збалансованого харчування та замінити рибопродукти тим людям, що страждають алергією на ці дари моря. Крім того, вчені запропонували використовувати генетично модифікованих свиней для вивчення корисних властивостей омега-3 жирних кислот.

"Фізіологія людей та тварин подібна. Ми зможемо використовувати цих тварин як моделі та вивчати, яким чином підвищений рівень омега-3 жирних кислот вплине на функціонування серцево-судинної системи", — заявив автор експерименту Ренді Пратер.

Ученым из американского Института биологических исследований Салка удалось обнаружить «ген долголетия» у круглых червей-нематод. Результаты их исследования опубликованы в онлайн версии журнала Nature.

Известно, что относительно короткий жизненный цикл этих существ значительно продлевается при ограничении питания. По мнению биологов, это явление представляет собой адаптационный механизм, помогающий животным пережить период бескормицы и дождаться оптимальных условий для продолжения рода.

В ближайшее время ученые намерены исследовать функции генов, близких к PHA-4, у других видов животных. Если эти исследования приведут к аналогичным результатам, это может стать новым косвенным подтверждением эффективности популярных ныне низкокалорийных диет. В то же время исследователи не исключают, что открытие молекулярных механизмов эффекта долголетия рано или поздно приведет к разработке лекарств, позволяющих продлить жизнь без изнурительных диет.

Практика випробування нових ліків на тваринах і людях скоро може відійти у небуття. Це стало можливим завдяки новій біотехнології, створеній науковцями Гарвардського університету, йдеться в сюжеті ТСН. Вони розробили мікросхеми, які максимально імітують людські органи. Для них використовуються справжні живі клітини - по суті, це мініатюрні серця, печінки, легені та інші органи, бо клітини взаємодіють по-справжньому. Для вивчення ефекту від нового медикаменту достатньо додати його мікроскопічну дозу у мікросхему. Потім дослідникові лишається зареєструвати зміни. Автори технології вважають, що вона здійснить революцію у фармацевтичній промисловості. Можливості тестувати ліків на людях істотно обмежені, а випробування на тваринах дають дуже приблизний результат.

Одна з найбільших американських компаній вивела сорт соєвих бобів з підвищених вмістом білка, скориставшись для цієї мети геном бразильського горіха. Новий продукт, випущений на ринок, викликав важку алергію у багатьох споживачів, і сорт був знищений.

Першою в світі ГМО-рибою, що надійшла в продаж, може стати дітище канадської Біотек-компанії, повідомлення про який з'явилося навесні 2000 р. Мова йде про генетично модифікованого лосося, який зростає в 4-6 разів швидше звичайного.

Досвід канадської компанії виявився більш вдалим ніж досвід їх новозеландських колег. У середині 90-х найбільша у Новій Зеландії компанія з розведення лососів розпочала реалізацію проекту з виведення супер-риб за допомогою генної інженерії. Згодом цей проект був згорнутий, а його «плоди» - риби з деформованими головами - знищені. У канадських лососів, судячи з усього, голови в порядку, але здатність до розмноження втрачена. Може, воно й на краще.

У 1997 році увесь світ облетіла сенсаційна новина: у Шотландії клонували ягничку генетичну копію матері, і назвали ії <<Доллі». Для цього були взяті клітини молочної залози донора, із клітини було взяте ядро (дві пари хромосом) і пересадЖено в яйцеклітину іншої вівці, у якій ядро видалили. Після цього яйцеклітина із заміненим ядром розвивалася як запліднена. На стадії 16 бластомерів вона була пересадЖена в матку сурогатної матері, де й розвивалася в щничку. Слід сказати, шо вДоллі були не занадто вдалі попередники. Уї творці зробили 277 ядернт трансплантацій, одержали 277 ембріонів, з яких лише 29 прожили довше шести днів, і один з них розвинувся у повноцінне ягня Доллі

У 1978 році фірма Genentech сконструювала в лабораторії бактерію Е.coli, яка синтезує людський інсулін. З цього моменту генетична рекомбінація остаточно входить в арсенал біотехнології і вважається чи не її синонімом. Одночасно було здійснено перше перенесення нових генів в геноми тваринної і рослинної клітини. Нобелівський лауреат 1980 року Уолтер Гілберт заявив: «Ми можемо отримати для медичних цілей або для комерційного застосування фактично будь-який людський білок, здатний впливати на важливі функції людського тіла».

У 1985 році проходять перші польові випробування трансгенних рослин, стійких до гербіцидів, комах, вірусів і бактерій. З'являються патенти на рослини. Починається розквіт молекулярної генетики, бурхливо розвиваються аналітичні методи, такі як секвенування, тобто визначення первинної послідовності білків і нуклеїнових кислот.У 1995 році на ринок було випущено першу трансгенну рослину (томат Flavr Savr)

У 1953 році було зроблене відкриття, яке згодом викликало переворот в біотехнології: Джеймс Уотсон і Френсіс Крік розшифрували структуру ДНК. А в 1970-х роках до біотехнологічних прийомів додалося маніпулювання спадковим матеріалом. Буквально за два десятиліття були відкриті всі необхідні для цього інструменти: виділена зворотна транскриптаза - фермент, який дозволяє «переписувати» генетичний код з РНК назад в ДНК, відкриті ферменти для розрізання ДНК, а також полімеразна ланцюгова реакція для багаторазового відтворення окремих фрагментів ДНК.

У 1973 році створено перший генетично рекомбінантний організм: в бактерію був перенесений генетичний елемент від жаби. Почалась ера генетичної інженерії, яка ледь відразу ж не закінчилась: у 1975 році на Міжнародному конгресі, присвяченому вивченню рекомбінантних ДНК-молекул, вперше були висловлені побоювання щодо застосування нових технологій.

«Тривогу забили не політики, не релігійні групи і не журналісти, як можна було б очікувати. Це були самі вчені, - згадував Пол Берг, один з організаторів конференції і піонер створення рекомбінантних молекул ДНК. - Багато вчених боялись, що громадські дебати призведуть до невиправданих обмежень на молекулярну біологію, але вони заохочували відповідальну дискусію, яка призвела до консенсусу». Учасники конгресу виступили за мораторій на ряд потенційно небезпечних досліджень.

Тим часом від біотехнології та генетичної інженерії відбрунькувалась синтетична біологія, яка займається дизайном нових біологічних компонентів і систем та редизайном вже існуючих. Першою ластівкою синтетичної біології став штучний синтез транспортної РНК в 1970 році, а сьогодні можливий вже синтез цілих геномів з елементарних структур.

Британія має намір дозволити технологію генетичної модифікації дітей. Механізм призведе до того, що три рідні батьки стануть звичайною справою. Утім, пристрасті навколо питання вирують самі неабиякі, можна проводити соціологічне опитування, адже критиків - безліч. Противники генетичних вдосконалень кажуть, що закон такого роду - замах на святість життя, до того ж, експеримент може виявитися справді нелюдським, оскільки складно сказати, у що виллються лабораторні заняття для самих «дизайнерських дітей».

10. Паучьи козы

Паутина применяется в примерно полутора миллионах целей, и с каждым днем это число растёт. Благодаря её невероятной прочности по отношению к размеру, её тестировали для использования в пуленепробиваемых жилетах, искусственных сухожилиях, бинтах, и даже компьютерных чипах и волоконно-оптических кабелях для хирургии. Однако получение достаточного количества паутины требует десятков тысяч пауков и долгого времени ожидания, не говоря уже о том, что пауки, как правило, убивают других пауков на своей территории, поэтому их нельзя разводить так как, скажем, пчел.

Поэтому, взгляд учёных пал на коз, единственных животных в мире, которые могли бы принести пользу за счет добавления ДНК паука в их ДНК. Профессор Рэнди Льюис (Randy Lewis) из Университета Вайоминга (University of Wyoming), изолировал гены, которые позволяют паукам производить каркасную нить паутины или самый сильный тип паутины, который пауки используют при постройке своих паутин (большинство пауков производит шесть различных типов нитей). Затем он соединил эти гены с теми генами, которые отвечают за выработку молока у коз. Затем он спарил несколько раз козу с изменёнными генами, в результате чего получилось семь козлят, три из которых унаследовали ген, ответственный за выработку паутины.

Всё что сейчас остаётся это доить коз и отфильтровывать паутину, ну ещё может изредка бороться с преступностью. Профессор Льюис не чужд иронии – его офис завешан постерами Человека-Паука.

9. Поющие Мыши

В большинстве случаев учёные проводят эксперименты с какой-либо целью. Тем не менее, в некоторых случая они просто впрыскивают кучу генов в мышей и ждут результатов. Именно так вывели мышку, которая чирикает как птица. Этот результат был получен в результате одного из исследований «Проекта Развитая Мышь» (Evolved Mouse Project), японского научно-исследовательского проекта, который использует грубый подход к генной инженерии – они модифицируют мышей, дают им размножаться, и отмечают результаты.

Одним прекрасным утром, проверяя новый помёт мышей, они обнаружили, что одна мышка «поёт как птичка». Ободрённые полученным результатом они сфокусировали своё внимание на этой мыши и теперь в их распоряжении находятся сто подобных экземпляров. Кроме того они заметили ещё кое-что интересное: когда обычные мыши росли вместе с поющими, они начинали использовать различные звуки и тоны, наподобие диалекта, используемого людьми. Ниже представлено видео одной из таких мышей.

Для чего же могут использоваться поющие мыши? Кто знает. Но целью проекта является искусственное ускорение эволюции, и это ускорение как минимум набирает странные обороты. Профессор Такеши Яги (Takeshi Yagi) также утверждает, что у них есть мышь «с короткими конечностями и хвостом, похожая на таксу». Странно это всё.

8. Супер Лосось

Этот пример, вероятно, появятся в супермаркетах довольно скоро: генетически модифицированный атлантический лосось, спроектирован специально для того, чтобы быть в два раза больше обычного и, кроме того, сделать это в два раза быстрее, чем обычный лосось. В ДНК этого лосося, созданного компанией «AquaBounty» и названного «лосось AquaAdvantage» есть два изменения: первое это ген чавыча, который не используется в качестве пищи настолько же широко, насколько атлантический лосось, но который, тем не менее, растёт гораздо быстрее в молодом возрасте.

Второе изменение это ген бельдюги, рыбы похожей на мурену, живущей на дне, которая растёт круглый год – в то время как лосось обычно растёт только в летний период. В результате получился постоянно растущий лосось, и он находится на первом месте в списке генно-модифицированных животных, которых одобрят для употребления людьми. Кстати говоря, управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США уже одобрило его в декабре прошлого года.

7. Бананы-вакцины

В 2007 году индийская команда учёных опубликовала свои исследования по созданию вида бананов, которые прививают людей против гепатита Б. Кроме того, группа успешно изменила морковь, салат, картофель и табак, чтобы в них содержались вакцины, но по их словам бананы являются наиболее надежной транспортной системой.

Вакцина работает следующим образом: ослабленный вариант вируса или микроба вводится человеку. Введённый вирус или микроб не достаточно сильны, чтобы вы заболели, однако его достаточно для того, чтобы ваш организм начал производить антитела. Эти антитела смогут вас защитить в том случае, если сильный вариант вируса попытается попасть к вам в организм.

Но существует много причин, по которым вакцины могут оказаться бесполезными или даже вредными, начиная от аллергических реакций и заканчивая тем фактом, что они могут просто не сработать. Так почему же рекомендуется делать прививки от гриппа каждый год? Всё потому, что вирусы адаптируются к вакцине, а это значит, что нужно будет постоянно разрабатывать новые виды модифицированных бананов, чтобы угнаться за гонкой генетических модификаций вируса. Ну а что если вы не хотите вакцину? Легко предотвратить поход к врачу, сложнее избежать попадания на ваш стол генномодифицированных продуктов, учитывая, что не все ГМО продукты обязаны носить соответствующие ярлыки.

6. Экологически чистые свиньи

Иногда матушка природа как будто специально строит нам пакости. Для начала она заложила всё мясо в животных, которые могли убежать от нас. Затем она превратила этих животных в загрязнителей окружающей среды. К счастью в этот момент наука приходит нам на помощь. Она помогла нам изобрести «зелёных свиней» (Enviropig) - свиней, генетически модифицированных специально для того, чтобы они поглощали больше фитиновой кислоты, которая в свою очередь снижает количество фосфорсодержащих отходов, выделяемых свиньями.

Целью является снижение загрязнения фосфором, который исходит от размазывания свиного навоза по земле - один из многих способов того, как свинофермы разбираются с избыточными отходами свиней. Избыток фосфора в обычном свином навозе накапливается в почве и попадает в близлежащие источники воды, что и является проблемой. Из-за дополнительного фосфора в воде, водоросли растут с повышенной скоростью, забирая весь кислород из воды, и таким образом лишают всю рыбу необходимого кислорода.

В ходе проекта было выведено 10 поколений «зелёных свиней», однако в 2012 году его перестали финансировать.

5. Лекарства, основанные на куриных яйцах

Если у человека рак, то в конечном итоге он сможете вылечить его, употребляя в пищу больше яиц. Но не просто яиц, а яиц содержащих человеческие гены. Британский исследователь Хелен Санг (Helen Sang) разработала кур с геном человеческой ДНК, которая содержит белки, способные бороться с раком кожи.

Когда куры несут яйца, половина обычного белка, который составляет яичные белки, будет содержать белки препарата используемые в лечении против рака. Эти лекарства могут быть выделены и переданы пациентам. Идея состоит в том, что выработка лекарств, таким образом, будет намного дешевле и эффективней, и не потребует дорогостоящих биореакторов, которые на данный момент являются стандартом индустрии.

У этой системы есть много потенциальных преимуществ, однако некоторые люди подняли вопрос о том, будут ли куры, используемые для производства лекарств, классифицированы как «медицинское оборудование» или как «животные», потому как в первом случае это позволит производителям обойти законы о защите прав животных.

4. Очеловеченное коровье молоко

Видимо очеловеченных кур было мало, поэтому учёные из Китая уже ввели человеческие гены более 200 коровам в попытке заставить их вырабатывать человеческое грудное молоко. И что самое интересное – это сработало. По словам главного исследователя Нинга Ли (Ning Li) в настоящее время все 200 коров производят молока идентичное молоку, вырабатываемому кормящими женщинами.

Их метод включал в себя клонирование человеческих генов и смешивание их с ДНК зародышей коров. Они планируют разработать генно-модифицированную альтернативу детскому питанию, которую можно будет давать новорожденным, однако люди обеспокоены безопасностью кормления новорожденных генно-модифицированных грудным молоком.

3. Скорпионовая капуста

Скорпион вида Androctonus australis является одним из самых опасных скорпионов в мире. По силе, его яд настолько же токсичен, насколько токсичен яд чёрной мамбы, и может привести к повреждению тканей и кровотечению, не говоря уже о смертях нескольких человек в год. С другой стороны у нас есть капуста - овощ, который идет в суп и из которого делают квашеную капусту. В 2002 году исследователи из Колледжа естественных наук (College of Life Sciences) в Пекине объединили их и объявили получившийся продукт безопасным для употребления человеком.

Они специально выделили особый токсин из яда скорпиона и изменили геном капусты таким образом, чтобы он производил токсин по мере роста овоща. Но зачем им было создавать ядовитый овощ? Очевидно, токсин, который они использовали AaIT, ядовит только для насекомых, а для людей он безопасен. Другими словами, он действует как встроенный пестицид, поэтому, когда какое-то насекомое вроде гусеницы попытается съесть капусту, его сразу же парализует, а затем у него начнутся такие сильные спазмы, что он умрёт от судорог.

Вызывает опасения лишь тот факт, что генетическая составляющая организма меняется с каждым последующим поколением. Если в геноме капусты уже будут присутствовать ядовитые гены, сколько же времени пройдёт до того, как гены мутируют в то, что будет по-настоящему токсично для людей?