Текст уведомления здесь

Мужчины выходят из «генной пустыни»

Ученые нашли последовательности нуклеотидов, которые запускают развитие мужской половой системы. Они не кодируют белки

Ученые нашли участки ДНК, которые обеспечивают формирование семенников в эмбрионах человека и, таким образом, определяют формирование мужского пола эмбриона. В случае мутаций в этих участках у эмбрионов возникают нарушения развития пола.
Добавить в закладки
Комментарии

Пол человека определяется тем, какие ему достались половые хромосомы. Если это две Х-хромосомы, то их обладатель — девочка, если же это Х- и Y-хромосома, то мальчик.

Но гены, которые запускают формирование мужской репродуктивной системы в эмбрионе, находятся не на «мужской» Y-хромосоме. Эта хромосома несет ген, который называется SRY. Этот ген сообщает другим собравшимся в зиготе хромосомам, а именно 11-й и 17-й, что они будут делать мужчину (речь тут не о гендере, а именно о поле).

Происходит это так. Через шесть недель после оплодотворения ген SRY начинает создавать одноименный белок, который, в свою очередь, служит фактором транскрипции для генов SF1 и SOX, которые находятся на уже упомянутых 11-й и 17-й хромосомах. То есть он не имеет отношения к мужским яичкам сам по себе, а лишь сподвигает SF1 и SOX на то, чтобы те начали синтезировать белки, которые уже участвуют в таких важных событиях, как подавление развития женских половых органов, образование клеток Сертоли и других процессах, связанных с развитием яичек.

Ученые решили выяснить, как именно SRY заставляет работать гены SF1 и SOX. Известно, что для их активации нужны небольшие последовательности нуклеотидов, называемые энхансерами. Они находятся неподалеку — на тех же хромосомах, что и сами гены. Но найти и идентифицировать их прежде не удавалось.

Исследователи провели анализ генома людей с нарушениями развития пола, то есть таких, которые, несмотря на наличие Y-хромосомы, родились девочками. Они смогли идентифицировать три энхансера — eSR-A, eSR-B и eALDI, которые инициируют работу гена SOX, и описали то, как именно выглядит вся цепочка взаимодействий между ними. Оказалось, что SRY активирует работу SF1 и SOX, при этом активность SF1 дополнительно разгоняет ген SOX.

Кроме того, выяснилось, что вся эта компания из трех энхансеров и двух генов может обойтись и без гена SRY, который сидит на половой хромосоме. Если у человека есть мутация в одном из энхансеров, например его удвоение, SF1 активирует SOX самостоятельно, без «указаний сверху, и тот начнет свою работу по созданию яичек даже у эмбриона c двумя X-хромосомами, что повлечет формирование не того пола.

В обратном случае — в случае мутации, при которой кусок энхансера просто пропал, эмбрион останется без яичек. На свет родится девочка с XY-хромосомами.

Ученые обращают внимание, что все три энхансера лежат в «генной пустыне» — областях ДНК, которые редко привлекают внимание во время скрининга на мутации, например. Исследование еще раз показывает, что нельзя недооценивать огромную часть генома, которая, казалось бы, ничего не кодирует и когда-то носила название «мусорной ДНК».

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Цзянькуй ХэThe He Lab / Youtube

STAT: на счету создателя ГМО-детей уже есть отвергнутая статья о редактуре эмбрионов человека

Рецензенты усомнились как в этичности эксперимента, так и в научной достоверности данных

Уже две недели научное сообщество пытается осмыслить появление на свет генетически модифицированных детей. Сейчас, когда первые страсти улеглись, главным аргументом в спорах как о статусе эксперимента Цзянькуя Хэ, так и о статусе манипуляций с эмбрионами человека вообще, должна выступить экспериментальная статья китайского ученого. А пока научный мир замер в ожидании этого текста, журналисты STAT выяснили, что предыдущую статью Хэ не приняли в научный журнал еще до скандала с ГМО-детьми.
Добавить в закладки
Комментарии

26 ноября китайский биолог Хэ Цзянькуй объявил о рождении первых генетически модифицированных детей, которых он якобы сделал устойчивыми к ВИЧ. Его заявление было воспринято научным сообществом крайне неоднозначно: кто-то полагает, что технология редактирования еще не готова к применению у зародышей, а кто-то, наоборот, считает, что это должно было произойти. Но, так или иначе, множество методологических вопросов пока остается без ответа. Например, как подтвердить, что дети действительно устойчивы к ВИЧ? Насколько точным оказалось редактирование и насколько точны наши методы, позволяющие это проверить? Корректным ли способом ученый получил согласие родителей детей на проведение редактирования и как выработать этическую позицию общества по отношению к таким экспериментам?

Многие из этих вопросов было бы проще обсуждать, имея перед глазами подробное описание эксперимента. Сейчас нам доступны только слайды из презентации Хэ с саммита в Гонконге, на которых лишь разрозненные данные и никаких технологических деталей. Поэтому все с нетерпением ждут статью, которую, по словам Хэ, он уже отправил в научный журнал.

Скриншот из трансляции выступления Хэ в Гонконге, на саммите по редактированию генома человека

Теперь же портал STAT выяснил, что предыдущую статью Хэ, в которой речь еще не шла о рождении ГМО-детей, не приняли к публикации. Статья была посвящена редактированию гена PSK9, связанного с риском гиперхолестеринемии, в эмбрионах мышей, обезьян и человека.

Хэ отправил ее на рецензирование 2 октября, а 17 ноября, за полторы недели до своего заявления о рождении первых ГМ-детей на планете, получил отказ. По словам собеседников STAT (пожелавших остаться анонимными), научных рецензентов смутила не только этическая сторона экспериментов Хэ, но и  само по себе качество научной работы китайского ученого.

Во-первых, эксперты сочли, что Хэ недостаточно обосновал медицинскую необходимость редактирования гена PSK9. В клиниках обычно используют преимплантационную генетическую диагностику эмбрионов, чтобы отобрать те, которые не несут мутаций. Поэтому в модификации генов нет строгой необходимости, как, кстати, и в случае с ГМО-детьми: там половые клетки, вероятно, достаточно было просто отмыть от вирусных частиц.

Во-вторых, непонятно, откуда команда Хэ брала эмбрионы для экспериментов. В тексте статьи указано, что их предоставили экспериментаторам клиники, которые занимаются экстракорпоральным оплодотворением, — в ходе процедуры обычно создают больше эмбрионов, чем нужно, и после трансплантации у медиков остаются «лишние». В то же время редактирование проводилось «в возрасте 18 часов», что крайне мало для эмбрионов из клиники — обычно их передают ученым через несколько дней после оплодотворения.

В-третьих, в статье приведены фотографии только зародышей мыши. Неизвестно, что помешало приложить снимки зародышей обезьяны и человека, и можно ли в таком случае верить остальному тексту статьи.

В-четвертых, рецензентов не устроило доказательство того, что редактирование прошло аккуратно и без побочных эффектов. Хэ проверил ДНК зародышей только на 30 возможных побочных мишеней, которые предсказал его алгоритм. Что при этом произошло в остальных участках ДНК, статья не сообщает.

Наконец, в-пятых, результаты секвенирования ДНК зародышей указывают на мозаицизм, то есть в одних клетках редактирование прошло успешно, а в других — нет.

Ученые, внимательно изучившие слайды презентации Хэ, подозревают, что это произошло и с ГМО-детьми, и они тоже родились мозаичными. В такой ситуации нельзя говорить об излечении или предотвращении заболевания.

В свете новых данных имеет смысл задуматься: есть ли у нас шансы когда-либо увидеть опубликованной статью Хэ о ГМО-детях? Коль скоро предыдущая работа, содержащая гораздо меньше спорных мест (как минимум, с этической стороны), показалась издателям неприемлемой, что же будет со следующей статьей? STAT приводит слова редактора журнала Science Джереми Берга, который отказался рассказать, посылал ли Хэ статью в его журнал. «Учитывая множество этических сложностей, связанных с этой ситуацией, вероятность, что мы приняли бы ее [статью] на рассмотрение, крайне мала».

У сообщества есть идеи того, как выйти из этого положения, — например, призвать Хэ опубликовать препринт текста, но отказать ученому в том, чтобы опубликовать статью в научном журнале. Тогда издателям и редакторам не придется нести ответственность за выпускаемый текст, а ученый не получит выгоды от публикации, зато научное сообщество получит доступ к техническим подробностям эксперимента и сможет сформировать более четкую и аргументированную позицию.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Течь в Марианской впадине оказалась вчетверо больше, чем ожидалось

Благодаря новым сейсмическим данным геологи выяснили, что за год из впадины утекает в недра Земли свыше ста тонн воды на метр разлома

Марианская впадина находится на  стыке двух тектонических плит — Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита медленно движется в сторону Азии и подныривает под Филиппинскую, уходя в глубь низлежащего слоя, мантии. Вместе с собой плита уносит и воду, но точное количество утекающей в глубь планеты жидкости оставалось неясным. Работа исследователей, сотрудников университета штата Вашингтон и университета Стони-Брук в Нью-Йорке, позволила уточнить объемы «марианской течи».
Добавить в закладки
Комментарии

Чтобы получить картину происходящего на глубинах в десятки километров ниже самой глубокой впадины, ученые расставили на дне океана 19 сейсмометров, а еще семь аналогичных устройств разместили на островах; все вместе они регистрировали сейсмические волны, распространяющиеся внутри нашей планеты.

Сейсмические волны возникают как при землетрясениях, так и в ходе различных фоновых процессов, не сопровождающихся значимыми подземными толчками. Наблюдение за их распространением является стандартным методом изучения внутреннего строения планеты уже больше ста лет: именно благодаря отражению волн, расходящихся от землетрясения, в 1897 году немецкий исследователь Иоганн Вихерт обнаружил ядро Земли, а в наши дни «простукивание и прослушивание» недр повсеместно используется для поиска нефти. Точно так же теперь геологи смогли получить гораздо более качественные данные о строении глубинных слоев и точнее оценить содержание воды в увлекаемых внутрь мантии частях коры.

Схема расположения тектонических плит. Как правило, на месте стыков формируются либо горы, либо впадины; также в этих местах часто возникают вулканыUSGS, Bolelav1 / Wikimedia commons

Как оказалось, прошлые исследования давали число примерно в четыре раза меньшее, чем показало новое исследование. [ ... ]

Читать полностью

Грузинские зубы сделали стефаноринуса братом и дядей шерстистых носорогов

А ученые, их исследовавшие, показали, что можно анализировать очень древние, поврежденные временем и климатом биомолекулы. Надо только знать, по каким законам они портятся.
Добавить в закладки
Комментарии

Команда исследователей из разных стран, включающая ученых из российской организации «Национальный альянс Шидловского «Ледниковый период», проанализировали состав зубной эмали останков древних носорогов рода Stephanorhinus из пещеры Дманиси (Грузия). Он показал, что данный род нужно разделить по меньшей мере на два, так как эволюция двух групп носорогов-стефаноринусов шла отдельно. Анализ вели новым методом, который выявил белковый состав зубной эмали древних животных и закономерности его изменения. Этот метод можно будет использовать для определения возраста различных находок эпохи плейстоцена. Результаты своей работы авторы оформили в виде препринта научной статьи на сайте biorXiv.

Степень родства ныне живущих видов можно определить по последовательностям нуклеотидов в генах, выполняющих у них сходные функции. Однако «архив» генов, ДНК, весьма неустойчивая молекула. Разнообразные внешние воздействия, в том числе даже умеренное тепло, искажают и разрушают ее. Поэтому анализ ДНК доступен только для образцов возрастом до 400 тысяч лет, находившихся в умеренном климате, и до 700 тысяч лет, если бывший владелец ДНК лежал в вечной мерзлоте. Но близкие родственники современных млекопитающих распространились по Земле гораздо раньше, и установить их родственные отношения друг с другом и с более молодыми таксонами по их ДНК не представляется возможным из-за ее порчи и повреждений.

Авторы исследования учли, что кроме состава генов у различных видов отличаются и белки, кодируемые этими генами. Они сохраняются лучше, чем ДНК, и по белкам можно определять систематическое положение более древних организмов. Лучше всего сохраняется коллаген 1 типа, но строение этого белка, а также кодирующего его гена весьма консервативны, то есть лишь незначительно меняются в ходе эволюции. Поэтому ученые обратились к другим белкам в составе зубной эмали — наиболее твердой части тела позвоночных, которая чаще остальных доходит до наших дней. Они выделили белки из эмали коренного зуба с нижней челюсти этрусского носорога (Stephanorhinus etruscus) из рода стефаноринусов, найденной в пещере Дманиси в Грузии, и из зуба представителя мелкого рогатого скота времен Средневековья из Скандинавии.

Возраст зуба носорога оценили в 1,77 миллиона лет, что соответствует раннему плейстоцену. Это существенно больше максимального возраста останков, чью ДНК возможно использовать для уточнения систематики. Но белки, обнаруженные в эмали стефаноринуса, оказалось вполне возможным сравнить с таковыми у средневековой козы. Эмаль плейстоценового животного сохранила в себе не только коллаген 1-го типа, но и амелогенины, и энамелины, и ряд других подобных молекул. Белков, не характерных для зубной эмали, в коренном зубе этрусского носорога не появилось, а значит, ископаемый биоматериал не был загрязнен. Зная, в каком порядке расположены аминокислоты в амелогенинах и энамелинах современных млекопитающих (лошадей, носорогов, коз, овец и т.п.), ученые установили, какие «кирпичики» молекул этих белков видоизменились за 1,77 миллиона лет после гибели стефаноринуса и за несколько веков после того, как скандинавы закололи исследуемую козу. В первую очередь это были глутамин и аспарагин: они теряли аминогруппы. [ ... ]

Читать полностью