Эпигенетические факторы приспосабливаемости хеликобактера.

Helicobacter pylori - это бактерия , обитающая в желудочно-кишечный тракте млекопитающих, вызывающая у них тяжелый заболевания, в том числе и рак желудка.

Исследователей всегда интересовала необычайная способность этих бактерий выживать и размножаться в ЖКТ человека.

Команда германских микробиологов обнаружила определенный фермент, регулирующий экспрессию генов бактерии. Фермент относится к ДНК-метилазам и его роль заключается в установке химических меток (под названием метил-группы CH3) к определенным районам ДНК, тем самым, регулируя код ДНК. Что примечательно, метилазы НЕ меняют последовательность ДНК, однако позволяют молекулярным машинам читать ее иначе. Этот механизм позволяет производить новые белки и ткани, необходимые организму для выживания, либо приостанавливать производство определенных белков.

Этот процесс позволяет бактерии быстро адаптироваться в ответ на меняющиеся условия окружающей среды.
Это еще один пример существования удивительного механизма в живых организмах, позволяющего им быстро меняться (пластичность фенотипа) без мутаций.
ДНК и РНК - это пассивная информация, которая подвергается редактированию клеточными процессами. Поэтому организмы со схожей ДНК могут иметь совершенно разные анатомические и иные биологические черты.

#эпигенетика #пластичностьфенотипа

Ссылка на источник (12.02.2019)
https://www.en.uni-muenchen.de/news/newsarchiv/2019/suerbaum_helicobacter.html

Хорошая новая документалка про человеческие зоопарки, существовавшие еще в ХХв и про то, как отлавливали темнокожих туземцев, вещая им ярлыки переходных видов от обезьяноподобного предка к человеку. Причем, основал эти зоопарки антрополог Уилльям Джон МакГи - один из ведущих ученых США, президент Американской Ассоциации содействия развитию науки (AAAS) и президент Американской Ассоциации Антропологов.

Некоторые престижные издания называли определенных темнокожих людей примерами скрещивания негров (negro) с обезьянами.

Авторитетные ученые Принстонского, Гарвардского, Колумбийского университетов отстаивали точку зрения, что афроамериканцы были переходным звеном от орангутанга к белому человеку.

Было бы хорошо, если б кто-то перевел этот фильм.

https://youtu.be/nY6Zrol5QEk

Пауки имитируют сразу двух видов муравьев на разных этапах своего развития.


Пауки S. formica (снизу слева) в начале своей жизни мимикрируют под муравьев вида Crematogaster (сверху слева), тогда как вырастая, пауки приобретают облик совершенно иного вида муравьев Camponotus (сверху справа).

Имитация облика муравья дает пауку адаптивное преимущество - птицы избегают муравьев. Но как тогда пауки спариваются, узнавая друг друга и не путают своих представителей с видами муравьёв? Секрет в том, что сверху пауки имеют образ муравьев для того, чтоб отпугивать хищников, а сбоку- с позиции земли, у них сохраняется облик пауков.
Об этих качествах пауков вида S. formica ученым стало известно недавно, о чем опубликовано исследование сотрудниками Университета Цинциннати, США.

Однако, несмотря на явное адаптивное преимущество в существовании двух обликов, имитирующих муравьев, совершенно непонятно, как постепенно эволюционно могла развиться генетическая/эпигенетическая программа развития смены мимикрии от одного вида муравьев к другому.

Ссылка на ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190227142719.htm

Часто от сторонников эмпиризма мы слышим, что верить в существование чего-либо можно только, наблюдая это. Только наблюдение является источником знания.

Фактически, существование, скажем, Наполеона, нельзя доказать наблюдением и опытным путем. Кто-то скажет, что есть археологические данные, дающие нам понять, что такой человек на самом деле жил или есть свидетельства его современников, переданные историками, однако такой тип доказательств нельзя назвать наблюдением, его нельзя воспроизвести в лаборатории. Так же, как и невозможно путем эмпиризма доказать существование вашей пра-пра-пра-прабабушки. Вы скажете, что само ваше существование является доказательством того, что эта ваша родственница на самом деле жила и будете совершенно правы, но это ненаблюдаемое явление, а дедуктивное метод познания, когда вы делаете логический вывод о процессах и явлениях, наблюдаемых сейчас, привлекая в качестве объяснения ненаблюдаемые явления прошлого. Так же, как и результат некоего Разума во вселенной фиксируется не наблюдением этого Разума органами чувств, а информационно-насыщенными следами, которые мы можем фиксировать, наблюдать и измерять. Информация, как и код - является неотъемлемым атрибутом любой разумной активности. Везде, где мы наблюдаем информацию, ее происхождение может быть отнесено только к разуму.

Любой философ науки, будь то теист или атеист знает, что наука и наблюдение не являются единственным путем познания. Более того, наука не ищет истин с большой буквы «И». Наука ищет наиболее правдоподобные объяснения окружающих процессов и явлений. При этом используются все логические инструменты: индукция, дедукция, абдукция и тд.

Не всё, что считается научно существующим наблюдаемо. Например, кварки, электроны, протоны никем не наблюдались даже под микроскопом, однако их существование научно утверждено по причине того, что они просто необходимы для причинно-следственного объяснения уже наблюдаемых процессов более крупного порядка.

#эмпиризм #позитивизм #материализм #философия #натурализм

Миф о всеобщем (универсальном) генетическом коде

В своей книге «Слепой часовщик» (1986), Ричард Докинз утверждал, что генетический код универсальный среди всего биологического многообразия. (стр 270)
Недавно, в книге «Самое грандиозное шоу на Земле» (2009, стр. 409), Докинз повторил эту мысль, заявив о том, что 64-буквенный словарь ДНК, триплеты (кодоны, состоящие из трех аминокислот и, кодирующие определенную аминокислоту) единны среди всех царств биоразнообразия.

33 - это число известных на сегодняшний день (список постоянно пополняется) разновидностей генетических кодов среди разных представителей живого, зафиксированных и задокументированных National Center for Biotechnology Information (NCBI). (1) То есть утверждения об универсальности генетического кода повсеместно среди био-организмов вовсе не верны.

В этой связи, интересная дискуссия прошла на научном форуме в Институте Аризоны, где присутствовал и Докинз и Крейг Вентер - гуру генома (человек, расшифровавший геном человека). Удивительный диалог начинается с 9 мин видео (2). Большинство присутствовавших не оспаривали тот факт, что все живое на Земле произошло от одного общего предка. С этим не соглашался Вентер (он верит в множественность эволюционных древ/кустов).

«Я не столь оптимистичен, как некоторые мои коллеги», сказал Вентер. «Я не думаю, что есть только одна разновидность жизни на планете. На самом деле, мы встречаем множество разных видов метаболизма.»

Но ведь у нас же единный генетический код», возразил Пол Дэвис. «Мы же произошли от одного общего предка».

«Нет у нас единного генетического кода», ответил Вентер. «Микоплазма (бактерия, которую Вентер со своей командой использовал для производства синтетических хромосом) использует совершенно иной генетический код, который не будет работать в ваших клетках».

«Не хотите ли Вы сказать, что микоплазма относится к иному древу эволюции, чем я, или..?»

Перед тем, как рассказать, что ответил Крейг Вентер Полу Дэвису, нужно привести пример различий, о которые подразумевал Вентер.

В клетках человека, кодон UGA кодирует «остановку», означая окончание открытой рамки считывания. Когда рибозома- молекулярная машина, строящая белки, сталкивается с UGA в матричной РНК человеческой клетки, то она прекращает трансляцию (процесс синтеза белка).

Но всё вовсе не так в Микоплазме, там UGA кодирует аминокислоту «триптофан». Когда в микоплазме рибозома сталкивается с UGA, то она вставляет триптофан в состав белка, продолжая трансляцию кода через следующие кодоны, пока не наткнется на специфический стоп-кодон Микоплазмы. Клетки человека и клетки микоплазмы не читают триплеты (кодоны) ДНК одинаково.

Вот что ответил Вентер:
«Общее древо жизни эволюции - это устаревший артефакт прежних научных исследований и он не выдерживает критики… То есть не существует древа жизни».

«Я заинтригован», вмешался Докинз, «Крейг утверждает, что древо жизни - это выдумка, но… ведь код ДНК всех существ, которых мы только встречали абсолютно одинаковый.»

Докинз непокалебим, обращаясь к Вентеру: «ну это ж значит, что они все родственны? Разве нет?»
На что Вентер только ухмыльнулся.

(1) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/taxonomyhome.html/index.cgi?chapter=cgencodes
(2) http://thesciencenetwork.org/programs/the-great-debate-what-is-life/what-is-life-panel

UGA в клетках человека - это стоп-кодон, тогда как в микоплазме он кодирует аминокислоту триптофан.

Эндогенные ретровирусы или сегменты ДНК, похожие на них, представлялись как безоговорочное доказательство общего предка и эволюционного родства организмов. Изначально их функция была неизвестна, они не кодировали белок и были названы «мусорным ДНК» (junk DNA). Еще в начале 2000-х, научный прогноз учёных Разумного Замысла (Richard Sternberg, William Dembski, Jonathan Wells, Stephen Meyer) заключался в том, что в будущем, по мере развития знания в микробиологии, мы будем находить все больше и больше важных регуляторных функций этих участков ДНК, без которых развитие организма невозможно. Их заявления не принимались всерьёз и рассматривались как мотивированные религиозными взглядами (хотя не все они религиозны). С тех пор научный прогноз ID (Intelligent Design) стремительно подтверждается массой научных исследований.

Дата публикации исследования- 12 марта 2019

«Эндогенные ретровирусы выполняют важную регуляторную роль в экспрессии генов у млекопитающих в период до имплантации эмбриона и начала его развития».

То есть эти сегменты ДНК, которые еще недавно были названы останками вредоносных паразитов, участвуют в переключении экспрессии генов во время эпигенетического репрограммирования. Без этого невозможно начать развитие эмбриона.

https://www.mdpi.com/1422-0067/20/3/790

#ERVs #ЭРВ #эндогенныеретровирусы

Наука не отвечает на вопрос «почему?»

Перевели небольшой отрывок из книги Хамзы Андреаса Тзорциса «Божественная реальность» (Divine Reality: God, Islam & The Mirage Of Atheism).

«Представьте, что моя тётушка стучится в вашу дверь и дарит вам приготовленный ею с любовью шоколадный пирог. Вы принимаете подарок и ставите его на кухонном столе. Как только тетя уходит, вы открываете коробку, чтобы отрезать кусочек. Перед этим вы задаёте себе вопрос: «Почему она испекла для меня этот пирог?» Будучи ученым , вы можете только исследовать единственную имеющуюся информацию у вас, а это сам пирог. После проведения экспериментов, вы обнаруживаете, что пирог, по всей видимости, был приготовлен под температурой 350 по Фаренгейту, и в состав ингредиентов входили: какао , сахар, яйца, молоко. Однако, обладание всей этой информацией, не позволит вам ответить на поставленный вопрос. Единственным способ получить ответ на заданный вопрос "почему"- это спросить её саму об этом.

Этот пример нам показывает, что наука может ответить на вопросы "что" и "как", но не вопрос "почему".
Под "почему" понимается смысл в назначении вещей. Наука может объяснить почему существуют горы, с позиции, что они образовались путем геологических процессов, но она не способна объяснить цель, стоящую за процессом формирования гор. Многие просто будут отрицать концепцию существования цели как таковой.

Вопрос "почему" подразумевает смысл/цель и многие атеисты поддерживают идею, что смысл- это иллюзия, основанная на устаревшем религиозном мышлении. Это очень бесполезный метод позиционирования нашего бытия во вселенной. В такой парадигме, всё может быть объяснено путем физических процессов, над которыми у нас нет никакого контроля. Мы- просто одна из фигур домино в падающем ряду домино. Мы должны упасть, потому что стоящее за нами домино упало. Это не просто нелогично, но и противоречит нашей системе мышления.
Представьте, читая эту книгу, вы доходите до последней главы и видите предложение: "В этой книге нет никакого смысла". Вы бы восприняли такое заявление всерьез?»

Книга
The Divine Reality: God, Islam & The Mirage Of Atheism https://www.amazon.com/dp/0996545387/ref=cm_sw_r_cp_api_i_JUsKCbPCKFX6E

Выявлена функциональность сегмента ДНК, который раннее считалась псевдогеном

British Journal of Anaesthesia пишет об удивительной мутации у женщины, которая практически не испытывает боль и тревоги. Что удивительно, мутация, отвечающая за эти процессы, произошла в сегменте ДНК, который раннее считался псевдогеном (нефункциональный ген, утративший способность кодировать белок и не экспрессирующийся в клетке) FAAH-OUT. Также произошла мутация в соседнем гене, контролирующем фермент FAAH. Ген FAAH известен тем, что отвечает за ощущение боли, настроение и память. Таким образом, ген FAAH подвергает экспрессии ген FAAH-OUT, раннее считавшийся "мусорным".

Несмотря на то, что эта удивительная мутация избавляет женщину от страданий, такие изменения едва ли можно назвать позитивными. Способность чувствовать боль - эта важная сигнальная функция, оповещающая об опасности для организма.

Ссылка на исследование:
Abdella M. Habib et al, Microdeletion in a pseudogene identified in a patient with high anandamide concentrations and pain insensitivity, British Journal of Anaesthesia (2019).
https://bjanaesthesia.org/article/S0007-0912(19)30138-2/fulltext

Оплодотворение начинается с одной единственной клетки, которая содержит код ДНК в своем ядре. Эта клетка начинает делиться и приобретает спецификации по мере роста организма. По мере дифференцировки клеток, их ДНК, ответственная за формирование, не меняется, однако сами клетки становятся совершенно разными (около 200 видов клеток в организме человека: клетки печени, клетки сердца, клетки крови, нервные клетки, клетки почек и т.д.).

Что вызывает самое большое удивление - это вопрос о том, где находится информация, как и когда ДНК должна быть подвергнута экспрессии в каждом типе клеток, если мы начинаем свой путь с одной единственной клетки, имеющей единственную последовательность ДНК?

Молекулярные машины разных типов клеток совершенно по-разному читают ту же самую ДНК, содержащуюся у них в ядре. Да, на ДНК стоят метки метилирования, дающие знаки молекулярным машинам о манере чтения тех или иных генов, включая их и выключая. Однако эти метки эпигенетического метилирования в каждой клетке разные, а мы начинаем всего лишь с одной, которая имеет информационный набор только для этого типа клеток. Также нельзя объяснить этот процесс с позиции HOX генов (гомеозисные гены, определяющие процессы роста и дифференцировки в организме, мутации в этих генах приводят к макроизменениям и сами они регулируют работу других генов) так как сигнал для активации эти генетические кластеры получают извне, то есть эта информация не содержится в самом коде ДНК.

#морфогенез #онтогенетическаяинформация #эпигенетика

Обнаружена функция еще одного сегмента ДНК, раннее считавшегося «эволюционным мусором», он играет важную роль в борьбе организма с раком.

В ходе исследования по поиску эффективной противораковой терапии, учеными выявлена роль секции некодирующей (белок) ДНК, функция которой была неизвестна. Эти гены активирует иммунную систему в борьбе с раком. Были обнаружены TSA (tumor-specific antigens) - антигены, специфичные для опухолевых образований, однако тот факт, что они на 90% кодируются, прежде считавшейся, «мусорной» частью ДНК, вызвал удивление.

Данное направление может помочь в создании вакцины из TSA, которая будет способствовать борьбе иммунной системы, в частности, T-клеток, с определенными видами рака. Как говорится в исследовании, эта сфера изучения многообещающая.

#мусорнаяДНК #junkDNA #noncodingDNA

Ссылка:
https://www.the-scientist.com/the-literature/cancer-specific-antigens-encoded-in-junk-dna-65657

Вышла научная работа опровергающая Нейтральную теорию молекулярной эволюции.

Пишут, что после 50 лет ее развития, накопленная информация дает основания полагать, что Нейтральная теория молекулярной эволюции не выдерживает никакой критики и опровергается эмпирическими данными.
В работе говорится, что следует продолжить поиск разработки иной теории молекулярной эволюции.

Говоря о нейтральной эволюции, следует сказать, что селекция в ней играет слабую роль, однако делается упор на случайный генетический дрейф. Основа в том, что большинство мутаций - нейтральные: ни полезные, ни вредные.

Преимущество этой теории эволюции перед неодарвинизмом (Синтетическая теория эволюции) заключалось в том, что нейтральной теорией можно было попытаться объяснить отсутствие адаптивных черт, наблюдаемое повсеместно в биологических организмах. Панадаптационизм (идея о том, что все живое имеет те черты, которые выгодны и способствуют выживанию в данной среде) не выдерживал критики. В биологических существах было найдено много черт, необъяснимых (или труднообъяснимых) с позиции выживаемости.

Ссылка на работу:
http://www.umich.edu/~zhanglab/clubPaper/06_11_2018.pdf

Обнаружили интересный русскоязычный ресурс, продвигающий идеи Разумного Замысла (Intelligent Design) в СНГ. У них есть даже свои книги. В их команду входят и ученые биологи. Ну что ж, респект! ✊

Пожелаем им успеха в этом непростом деле.
Наверняка, они уже столкнулись с порочащей кампанией, обвинениями в религиозной предвзятости, анти-научном подходе и лжи.

Ссылка на сайт
https://biolar.ru

Kinetochore - потрясающая молекулярная машина , участвующая в делении клетки.
Однако сейчас найдена еще одна важная функция этого белкового комплекса. Соединяя kinetochore с микротрубочками (белковые цилиндрические структуры, входящие в состав цитоскелета), они формируют KMN-сети. В отсутствии KMN-сетей сенсорные нейроны не формируются должным образом. Также мутации, связанные с KMN-сетями являются причиной неправильного формирования мозга, когда голова аномально маленькая. Заболевание, называемое микроцефалия.

Видео с участием молекулярной машины Kinetochore
https://youtu.be/IvJrDsRuWxQ

Ссылка на новость об открытии
https://www.labroots.com/trending/cell-and-molecular-biology/14398/newly-identified-function-ancient-cellular-machinery

Профессор морской биологии университета Плимута, США, John Spicer дал лекцию на площадке TED о биогенетическом законе Геккеля и об идеи о том, что в своем эмбриональном развитии организм проходит стадии эволюционного развития предыдущих форм жизни.

Профессор Spicer заявляет, что сейчас модель рекапитуляции считается абсурдной, потому как и на первых стадиях развития присутствует сильная адаптация к текущей среде обитания в текущее время развития, то есть отсутствуют черты развития, не имеющие назначения для выживания. Spicer приводит результаты исследований, проведенных в этой области и показывает видео-презентацию.

Все новшества и комплексное строение адаптированы именно к текущему этапу эмбрионального развития, после чего они исчезают и заменяются другими.

Организмы не проходят стадии эмбрионального развития своих эволюционных предшественников.
Несмотря на привлекательность теории рекапитуляции, мы должны о ней забыть, говорит профессор.
На 14:30 мин John Spicer отвечает отрицательно на вопрос о том, есть ли у человеческого эмбриона жабры. «Нет, потому что он не проходит процесс эволюционного развития предыдущих форм. Взгляды о том, что эволюция состоит из множества стадий и каждая последующая эволюционировавшая особь приобретает еще одну в эмбриональном этапе не верны и примитивны».

Spicer добавляет, что несмотря на эти научные данные, это никак не влияет на факт эволюции и не опровергает ее.

#Геккель #биогенетическийзакон #рекапитуляция

https://youtu.be/zzJP7QKUQ3U

Невосприимчивые, практически ко всем антибиотикам бактерии, обнаружены в кишечнике мумий возраста 1000 лет.

Кишечные бактерии, резистентные современным антибиотикам, найдены в кишечнике мумий Империи Инков, возраст которых 1000 лет. Это не первый случай, когда невосприимчивые к антибиотикам микробы обнаруживают в артефактах, возраст которых многим более времени создания первого антибиотика. Если ген невосприимчивости уже существует в природе, то бактерии с легкостью передают его друг другу через плазмиды - механизм, называющийся «горизонтальная передача генов», сами становясь невосприимчивыми.

Ссылка
https://www.newscientist.com/article/2096495-antibiotic-resistance-discovered-in-the-guts-of-ancient-mummies/?utm_source=NSNS&utm_medium=SOC&utm_campaign=hoot&cmpid=SOC%7CNSNS%7C2016-GLOBAL-hoot

Невосприимчивые к антибиотикам бактерии найдены в изолированных пещерах возрастом 4 млн лет

http://news.nationalgeographic.com/news/2012/04/120411-drug-resistance-bacteria-caves-diseases-human-health-science/

Организация генетического материала (ДНК) в ядре клетки.

Раннее предполагалось, что на морфологические свойства организма влияет только организация нуклеотидов спирали ДНК, это и назыали генетическим кодом. Однако недавно были открыты и иные коды.

ДНК заворачивается в гистоны - это второй этап формирования информации. Манера сворачивания формирует код гистонов и влияет на чтение ДНК, включение и выключение генов.

Далее идет код нуклеосомы. Каждая нуклеосома состоит из 6 молекул гистонов, вокруг которой заворачивается ДНК. Комбинация позиции нуклеосомы формирует информацию, изменение которой влияет на то, как и какие строительные блоки будут формироваться.

Далее идет другая форма организации ДНК и мы получаем код хроматина, где он уплотняется и его форма также влияет на построение организма.

Далее, эта структура формирует хромосому, трехмерная организация которой в ядре клетки также важна.

Как ненаправленные процессы создали направленные процессы для того, чтобы предотвратить наступление ненаправленных процессов?


Речь идет о механизмах ремонта ДНК мутаций, когда молекулярные машины исправляют нечастые ошибки транскрипции, производимые другими молекулярными машинами. В 2015 г сразу три биохимика были награждены Нобелевской Премией за открытие механизмов ремонта ДНК.
Общее и простое описание этих процессов на видео TED (обязательно к просмотру, включите русские субтитры)
https://www.youtube.com/watch?v=vP8-5Bhd2ag

Ccr4-Not - молекулярная машина учавствующая в управлении экспрессии генов, но недавнее исследование открыло ее новую функцию. При транскрипции РНК из ДНК, молекулярная машина RNAPII следует по цепи ДНК, производя дополнительную цепь РНК, натыкаясь на поломку (мутацию), молекулярная машина застревает, из-за чего транскрипция прерывается. На помощь ей приходит молекулярная машина Ccr4-Not, которая помечает поломанные участки сигнальным белком "убиквитин", являющимся указанием для протеасомы (другая молекулярная машина) разрушить поломанный фермент и расчистить путь для транскрипции.
Ссылка на исследование от 5 апреля 2019:
https://phys.org/news/2019-04-unjamming-genome-dna-gene-regulatory.html

Как сказал профессор Чикагского университета, генетик Джеймс Шапиро: "Организмы делают всё, что возможно для противодействия случайностям. Случайность - это враг организованной функциональности".

#ремонт_днк

Ученые обнаружили организмы, не эволюционировавшие в течении 2 млрд лет.

Как оказалось, отсутствие эволюции - это отличное доказательство эволюции.

Профессор J. William Schopf из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе поражается тому, что жизнь не эволюционировала за 2 млрд лет, однако, поясняет он, учитывая, что эволюция - это факт, отсутствие эволюции этих организмов должно, все-таки, иметь эволюционное объяснение. И это - отсутствие необходимости эволюционировать, всвязи с неизменяемости среды обитания этих организмов в течении 3 млрд лет.

Теория, которая спокойно объясняет, как статичность, так и рывки, как схожесть, так и поразительные отличия, как дизайн, так и его отсутствие, объясняет всё и ничего. Поэтому Карл Поппер, открыватель принципа фальсифицируемости, как критерия научности, не считал СТЭ научной теорией, а называл метафизическим исследованием.

Какая разница между теорией эволюции и осьминогом? Ну, один - это скользкий, перекрашивающийся изворотливый артист, который может выбраться из любой трудной ситуации, а другой- это морское беспозвоночное. Э. Метаксас.

Ссылка на работу
http://newsroom.ucla.edu/releases/scientists-discover-organism-that-hasnt-evolved-in-more-than-2-billion-years

Новость: У неандертальцев и мамонтов присутствовал ген терморегуляции LEPR, который отсутствует у, казалось бы, их ближайших родственников : людей и слонов.

Может все-таки «общий дизайн», а не «общий предок»?

https://m.jpost.com/HEALTH-SCIENCE/Neanderthals-and-mammoths-shared-genetic-material-say-Tel-Aviv-researchers-586091