Книга Наука в фокусе № 6 июнь 2014

Название: Наука в фокусе № 6 июнь 2014
Автор: Коллектив
Страниц: 100
Формат: PDF
Размер: 83.11 MB
Качество: Отличное
Язык: Русский
Год издания: 2014
Почему бактерии оказались в числе самых успешных организмов на Земле? Прежде всего благодаря поразитьльно быстрой адаптации к любым изменениям в окружающей среде. Именно по этому спустя всего четыре года после начала массового производства пиницилина и появились первые микробы, способные ему противостоять. И это их свойство стало постоянной головной болью создателей новых лекарств.
Теперь группа исследователей из Лондонского университета Биркека и Лондонского университета ситетского колледжа обнаружила механизм, благодаря которому бактерии делятся друг с другом своим своим генетическим материалом, и в первую очередь генами, проявляющими устойчивость к антибиотикам. Речь идет о так называемой системе секреции IV типа, которая позволяет бактериям проталкивать вещества сквозь клеточные стенки. Эта система представляет собою сложную структуру белков, дающую возможность избавляться от выделений через клеточную оболочку бактерий выбрасывая их наружу. Таким же образом бактерии могуr обмениваться генетическим материалом с собратьями. Этот механизм играет ключевую роль в секреции токсинов и в распространении разного рода инфекций, язвы, коклюша, тяжелых форм пневмонии вроде болезни легионеров и прочих госпитальных штаммов. «Весь белковый комплекс [через который проходит секреция типа N] весьма обширен, и его структура беспрецедентно сложна, - говорит руководитель проекта Габриел Ваксман (Gabriel Waksman).- Это новаторская работа, и она открывает совершенно новое направление в этой области. В дальнейшем мы должны будем понять, как именно бактерии используют эту структуру, и получить представление о том, как .. перемещаются сквозь все это гены резистентности к антибиотикам». Группе удалось реконструировать систему, проводя наблюдения бактерии кишечной палочки Escherichia coli с использованием электронного микроскопа. Исследованная структура состоит из двух отдельных комплексов, один из которых относится к наружной мембране клетки, другой- к мембране внутренней. Соединены
они между собой стеблевидными белковыми образованиями, иерееекающими периплазматическое пространство. Комплексы на обеих мембранах образуют поры, через которые могуr просачиваться определенные вещества. «Понимание системы секреции бактерий может помочь разработать новые соединения, способные останавливать процесс секреции, тем самым блокируя распространение генов устойчивости к антибиотикам, -говорит Ваксман. -В наше время резистентность бактерий к антибиотикам принимает угрожающие формы и представляет собой серьезную угрозу для здоровья всего человечества. Эта работа может оказать значительное влияние на будущие исследования в области противомикробных препаратов».
В ближайшие годы мы рискуем оказаться в мире, лишенном антибиотиков, как когда-то в древности. Уже сейчас мы не можем получать достаточно антибиотиков, которые были бы эффективны против всех бактериальных угроз. Мобильные генетические элементы, переносящие гены резистентности, локализуются, как правило, на плазмидах, которые функционируют как своего рода флешки в бактериальном мире. Важно изучить те средства, с помощью которых эти флешки передаются от клетки к клетке, распространяя тем самым гены устойчивости на новые бактерии. Нельзя сказать, чтобы новая работа революционизировала наше понимание резистентности антибиотиков, но теперь впервые удалось изучить детали передачи ДНК внутри работающей трехмерной структуры. Это весьма изящный молекулярный механизм, но исследования направлены на его слом, на то, чтобы контролировать и блокировать это дело. На данныи момент мы только начали работать над этой проблемой. Подобные системы передачи ДНК играют важную роль не только в деле производства антибиотиков. Та же система задеиствована в геннои инженерии растений. Когда создаются генно-модифицированные растения, необходимо выбрать гены с требуемыми особенностями, извлечь их и добавить в нужное растение.
ДУМАТЬ СВОИМИ ПТИЧЬЕМИ МОЗГАМИ
Попугаи принадлежат к числу самых умных существ в животном мире. Прежние эксперименты показали, что они способны выучить свыше сотни слов и усвоить такие понятия, как
«больше» и "меньше". Теперь исследования показали, что эти птицы в силах уразуметь и преимущества совместного использования этих понятии. В экспериментах, проведеиных доктором Франком Пероном (Franck Peron) из университета ЛИнкольна (Восточная Англия), африканского серого попугая (жако) по кличке Гриффин просили делать выбор
из четырех разноцветных чашек. Выбор зелено и чашки означал выигрыш как попугая, так и его человека-партнера, выбор розовои чашечки позволял выигрывать лишь выбирающему (попугаю), оранжевой- только человеку, а выбор фиолетовой чашки никому не давал выиграть. Человек-партнер затем делал такой же выбор, как Гриффин, с теми
же результатами, и процесс повторялся. Идея заключалась в том, чтобы узнать, может ли Гриффин понять, что человек лишь повторял за ним его ходы. «Гриффин понял, что человек "отзеркаливает" собственный выбор птицы,- объясняет Перон. -И хотя выбор розовой чашки вознаграждался точно так же, как и выбор зеленой, попугай довольно быстро
усвоил, что в ответ человек выберет розовую, а значит, сам Гриффин тогда упустит свою следующую награду».
ВЫ ХОРОШО ПАХНЕТЕ!
Любой, кто ловил ароматы от лавочки с сыром, проходя мимо, знает, что человеческое обоняние может быть весьма избирательным. И в самом деле, по данным исследования, проведеиного в Рокфеллеравеком университете (Нью-Йорк, США), обычный человеческий нос способен различать свыше 1 трлн запахов. Эта цифра значительно превосходит общепринятую цифру- 10 000. «Важно то, что чувствительность нашего обоняния гораздо выше той, что мы обычно ставим себе в заслугу. Просто часто мы не обращаем на это
внимания и не пользуемся подобными возможностями в повседневном жизни»,- говорит Андреас Келлер (Andreas Keller), который возглавлял этот научно-исследовательскии проект. Запахи состоят из сложных смесеи молекул, поэтому их невероятно сложно изучать. Например, характерный запах розы имеет 275 компонентов. Чтобы решить эту проблему, Келлер составил список из 128 пахучих молекул, ответственных а мощные ароматы, такие как апельсин, анис и мята, и смешивал эти молекулы в разных пропорциях.
Затем он предлагал добровольцам понюхать содержимое трех флаконов, два из которых содержали одинаковые смеси, и просил выбрать неповторяющиися аромат. Анализируя полученные данные, исследователи и смогли оценить общее количество запахов, различимых человеком.