Клетки и камни: 5 научных открытий февраля
Как омолодить мозг, переписать ген, залечь на дно – и другие новости науки
С тех пор как в 1665 году Роберт Гук впервые обнаружил наличие клетки, мир перестал быть прежним. Вот уже четвертый век микробиология дает ответы на такие вопросы, о которых человечество даже не подозревало. Теперь мы знаем о хромосомах, нейронах, генах и ДНК как о чем-то очевидном. И даже иногда умеем исправлять отклонения на микроуровнях.
Mind выбрал пять научных открытий месяца, когда клеточные структуры оказываются в центре внимания. Или природа преподнесла ученым очередную неожиданность.
Молодой костный мозг для замедления старости
Как известно, с возрастом нейрогенез (возникновение новых нервных клеток и синапсов – связей между ними) живых организмов начинает замедляться или вовсе угасать. И хотя геронтология изучает возможности продления молодости, универсального решения все еще нет. Но одно из недавних исследований проливает свет на некоторые ранее неизвестные биологические процессы. Группа ученых провела пересадку костного мозга от молодых мышей – старым. Оказалось, что «молодая ткань» помогла старшему поколению сохранить когнитивные функции, подавить микроглиальную активацию (процесс, оказывающий токсичное влияние на нервные клетки и приводящий к различным болезням) и омолодить кроветворную систему. Ученые предполагают, что подобные пересадки могут улучить состояние людей с такими диагнозами, как болезнь Альцгеймера. Правда, с оговоркой, что мыши – не люди, и для более точных данных потребуются дополнительные исследования.
Кислород против диабета
Инсулинозависимые пациенты должны быть постоянно начеку. Изменение уровня глюкозы в крови для них – как красная лампочка. И пропускать сигналы тревоги никак нельзя, это может стоить жизни. С появлением микробиологии исследователи искали способ запустить выработку инсулина на клеточном уровне и даже добились определенных успехов. Но одной из главных помех стала невозможность обеспечить постоянный доступ кислорода к тем клеткам, которые могли бы самостоятельно вырабатывать инсулин в нужном пациенту количестве. В феврале ученые Массачусетского института технологий (MIT) сделали огромный шаг в этом направлении.
В капсулы с инсулиновыми клетками исследователи добавили фторсодержащий материал, чтобы отследить распространение веществ при помощи МРТ. В течение трех месяцев исследователи измеряли уровень глюкозы в крови подопытных мышей и отслеживали, в каких частях организма оказывались капсулы с инсулиновыми клетками.
Оказалось, что маленькие капсулы – диаметром 0,5 мм – «лечили» мышей в течение 30 дней, а затем попадали в зоны организма с ограниченным доступом кислорода. И уровень глюкозы снова рос. Большие капсулы – диаметром 1,5 мм – распространялись больше по разным зонам организма и поддерживали стабильный уровень глюкозы несколько месяцев подряд.
Результаты исследования, по мнению ученых, приблизят к пониманию того, как может быть создана биоискусственная поджелудочная железа для пациентов с диабетом.
Раковые клетки: найти и обезвредить
Вовремя проведенный онкоскрининг позволяет быстрее начать лечение и выиграть у болезни драгоценное время. Но результаты анализов приходится ждать по несколько дней или даже недель. Новый метод, разработанный в университете Пердью (США), ускоряет обнаружение раковых клеток. Метод основан на отслеживании интенсивности света, вырабатываемого при связывании белка. Определенные виды белка взаимодействуют с небольшими молекулами, в результате чего выделяется флуорофор. Это вещество, излучающее свет, видимый в ближней части инфракрасного диапазона. По его интенсивности ученые могут обнаружить раковые клетки на самых ранних стадиях – и быстрее начать лечение опасного заболевания.
Генная инженерия пытается лечить кровь
Талассемия – болезнь крови, при которой нарушается доставка кислорода к клеткам организма. Основная причина – мутация определенного набора генов, ответственных за выработку гемоглобина. Заболевание может быть как бессимптомным, так и тяжелым и несовместимым с жизнью. Швейцарский стартап CRISPR Therapeutics использовал метод редактирования гена для лечения. Врачи взяли стволовые клетки костного мозга пациента, отредактировали мутирующие гены и внедрили клетки обратно в кровь. И хотя результаты этого эксперимента еще неизвестны, компания CRISPR Therapeutics надеется на положительный исход. Если это произойдет, исследования продолжат на подопытной группе из 45 добровольцев.
Аллигаторы-камнееды
Ученых-биологов давно интересовал вопрос: зачем крокодилы регулярно поедают мелкие камешки? Ведь это наверняка не очень похоже на добычу, которой они лакомятся обычно. Конечно, у представителей этой части фауны могут быть странные вкусовые предпочтения, но камни вряд ли дадут огромному аллигатору что-то питательное. Ответ пришел во время исследования. В природе крокодилы проводят половину времени под водой. Там они ищут добычу и прячутся от хищников – даже у таких грозных животных есть свои враги. И чем дольше крокодилы остаются под водой, тем им во всех смыслах лучше. Поэтому они набирают полные легкие воздуха, и – немного камешков! Камни в 2,5% веса аллигатора помогают животному на 35 минут дольше находиться в толще воды.