НАУКА и ОБЩЕСТВО 2025. НАУКА. 13
408 • Это не миф. Биологи доказали — нейроны у человека формируются всю жизнь
• Внутри живой клетки впервые напечатали слона
• Учёный МФТИ вошёл в число наиболее влиятельных исследователей мира
• Модель MAgeNet с высокой точностью предскажет возраст человека по метилированию двух локусов ДНК
Ученые раскрыли механизмы поддержания определяющего жизнь баланса между программируемой гибелью клеток и регенерацией тканей
Ученые выяснили, что различные виды программируемой гибели клеток — апоптоз, некроптоз, ферроптоз и другие — по-разному влияют на процессы обновления и восстановления поврежденных тканей и защиту организма от патологий, например появления раковых клеток. Знания о механизмах программируемой гибели клеток важны для разработки новых методов лечения травм, хронических заболеваний и возрастных патологий. Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Physiological Reviews.
В организме человека ежедневно погибают миллионы клеток, и в норме этот процесс строго контролируется. Программируемая гибель клеток играет важную роль в обновлении и регенерации (восстановлении) тканей. С ее помощью организм избавляется от клеток, выполнивших свою функцию, а также от поврежденных и неправильно функционирующих клеток, например опухолевых или стареющих. Баланс между делением, дифференцировкой (специализацией) клеток и их гибелью обеспечивает нормальное развитие и функционирование живого организма. Нарушение такого баланса приводит к развитию ряда заболеваний, таких как рак, фиброз — избыточное разрастание соединительной ткани, — нейродегенеративные расстройства и многие другие. Поэтому один из рациональных способов борьбы с такими патологиями — направленное воздействие на эффективность программируемой гибели клеток, восстанавливающее ее до оптимального уровня в каждом необходимом случае. Для этого нужно четко знать механизмы, приводящие клетки к гибели.
Ученые из Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) проанализировали более 300 исследовательских работ, посвященных разным типам программируемой гибели клеток, которых на сегодняшний день открыто более десяти, и их связи с процессами регенерации.
Проведенный авторами анализ показал, что разные варианты гибели клеток неодинаково влияют на восстановление поврежденных тканей. Например, при апоптозе клетки выделяют небольшие пузырьки — везикулы ApoEVs, — содержащие ДНК, РНК, белки и липиды. Эти структуры служат сигналом к активному росту и размножению для соседних здоровых клеток. Благодаря такому механизму соблюдается баланс между удалением и восполнением клеток.
https://journals.physiology.org/doi/abs/10.1152/physrev.00036.2024
Это не миф. Биологи доказали — нейроны у человека формируются всю жизнь
Наш мозг не теряет способности к обновлению даже в зрелом возрасте. Шведские биологи впервые напрямую проследили, как формируются новые нейроны в гиппокампе — центре памяти, — доказав, что регенерация нервной ткани продолжается на протяжении всей жизни.
Группа учёных из Каролинского института исследовала мозговые ткани людей от младенчества до 78 лет, а также лабораторных мышей, чтобы выяснить, как и где рождаются новые нейроны. Используя молекулярную диагностику и два метода оценки активности генов, исследователи смогли отличить зрелые нервные клетки от их предшественников — так называемых INP-клеток.
Ключевым шагом стало применение искусственного интеллекта. Исследователи обучили алгоритм распознавать отличительные генетические паттерны INP-клеток и зрелых нейронов. В результате в 9 из 14 образцов взрослых людей были найдены активные зоны нейрогенеза, включая более 300 предшественников нейронов.
Наибольшее количество этих клеток зафиксировали у доноров 40 и 58 лет, что ясно говорит: мозг взрослого человека способен к обновлению, причём не только в молодом возрасте. Это открытие имеет большое значение для неврологии, психиатрии и даже геронтологии: если механизмы формирования новых нейронов удастся активировать искусственно, это может дать шанс на восстановление памяти и когнитивных функций при возрастных заболеваниях или после травм.
Теперь исследователи намерены углубиться в изучение факторов, которые усиливают или подавляют активность INP-клеток. Их работа открывает новую эру — пластичность мозга перестаёт быть уделом молодости.
https://via.tt.se/pressmeddelande/3986341/new-research-confirms-that-neurons-form-in-the-adult-brain
Внутри живой клетки впервые напечатали слона
Применив метод двухфотонной полимеризации, при котором жидкая смола затвердевает при одновременном поглощении двух фотонов лазера, немецкие ученые напечатали на 3D-принтере внутри живых клеток объекты, например, слона величиной 10 мкм или крошечные штрихкоды, которые позволяют идентифицировать отдельные клетки. Более того, что многие клетки пережили эту операцию и даже смогли размножиться.
Для создания микроструктур внутри клеток физик Матьяж Хумар и его коллеги из Кельнского университета применили метод двухфотонного полимеризации, при котором жидкая смола отвердевает под действием лазерного луча. Луч света должен быть сфокусирован настолько сильно, чтобы обеспечить высокую детализацию внутри объема клетки. Лишний фоторезист, оставшийся после печати, растворяется.
В прошлом ученые уже имплантировали внутрь клеток всякие мелкие объекты при помощи фагоцитоза, процесса, при котором клетка поглощает инородный объект. Но только определенные виды клеток проявляют такую способность. Преимущество аддитивной печати заключается в возможности работы с другими типами клеток, пишет Science News.
Однако если прокалывать клетку и закачивать в нее жидкость, она с большой вероятностью погибнет, особенно учитывая то, что многие фоторезисты токсичны. Чтобы повысить шансы на выживание, Хумар и его коллеги выбрали из существующих фоторезистов тот, который оказался наиболее безвредным для клеток.
Это сработало, и после процесса печати некоторые клетки выжили, продолжив заниматься своими делами. Некоторые даже претерпели клеточное деление, разделившись на две части и оставив одной из дочерних клеток напечатанный на 3D-принтере фрагмент.
https://hightech.plus/2025/07/10/vnutri-zhivoi-kletki-vpervie-napechatali-slona
https://www.sciencenews.org/article/3d-print-elephant-inside-cell
Учёный МФТИ вошёл в число наиболее влиятельных исследователей мира
Профессор кафедры молекулярной и клеточной биологии Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ Сулейман Ифхан-оглы Аллахвердиев вошел в топ 0,05% самых влиятельных исследователей мира в области фотосинтеза по версии Highly Ranked Scholars (ScholarGPS). Это один из самых престижных мировых рейтингов, оценивающих вклад исследователей за всю карьеру.
Рейтинг Highly Ranked Scholars учитывает три ключевых критерия:
· продуктивность (количество публикаций);
· влияние (уровень цитирования);
· качество исследований (h-индекс).
Анализ проводится на основе базы данных ScholarGPS – одной из крупнейших в мире систем научной аналитики, охватывающей более 200 миллионов публикаций и 30 миллионов профилей ученых.
Рейтинг учитывает не только текущие достижения, но и вклад за всю карьеру, при этом исключая самоцитирования и корректируя показатели с учетом числа соавторов. Рейтинг Highly Ranked Scholars охватывает всех ученых, включая даже тех, кто завершил активную исследовательскую деятельность, что делает это достижение особенно значимым.
«Включение учёных Физтеха в рейтинг Highly Ranked Scholars подтверждает текущие высокие позиции МФТИ в исследованиях в области Life Science. Достижения такого уровня становятся ежегодными, традиционными: у МФТИ есть и всегда были амбиции в науке о живом. Мы ещё раз доказали, что Физтех — не только про физику и информатику, что он объединяет под своими знамёнами ведущих специалистов в разных областях»
сказал директор ФБМФ МФТИ Денис Кузьмин.
Сулейман Ифхан-оглы Аллахвердиев является почетным профессором МФТИ, членом-корреспондентом РАН, доктором биологических наук, заслуженным деятелем РФ, лауреатом премии им. К.А. Тимирязева (2019), международной премии «Глобальная энергия» (2021), международной водородной премии им. Н. Везироглу (2024), а также обладателем золотой медали Казахского национального университета им. Аль-Фараби «За заслуги в науке».
Нахождение Сулеймана Ифхан-оглы в элитном списке мировых ученых – подтверждение международного признания его работ в области фотосинтеза и смежных дисциплин. Ранее ученый неоднократно входил в 1% самых цитируемых исследователей мира по версии Web of Science, а также получал премию Scopus Awards Russia. С 2022 года он ежегодно возглавляет рейтинг Research.com в категории «Plant Science and Agronomy» среди ученых России.
https://mipt.ru/news/uchyenyy-mfti-voshyel-v-chislo-naibolee-vliyatelnykh-issledovateley-mira
Модель MAgeNet с высокой точностью предскажет возраст человека по метилированию двух локусов ДНК
По метилированию ДНК можно оценить хронологический и биологический возраст человека, но точность современных методов не так велика. Чтобы ее повысить, ученые из Израиля провели глубокое таргетное секвенирование 45 геномных регионов, чувствительных к возрасту, на примерно 300 образцах крови. Они показали, что изменения метилирования могут происходить либо в отдельных CpG-сайтах, либо синхронно в их кластерах. Отобрав два локуса, лучше всего отражающих возрастные изменения, авторы разработали нейросетевую модель MAgeNet, предсказывающую хронологический возраст с высокой точностью — медиана ошибки составила 1,36 года у людей моложе 50 лет. Модель устойчива к внешним и внутренним факторам и позволяет работать даже с небольшим количеством ДНК.
Хронологический и биологический возраст — важные параметры в клинической диагностике, геронтологических исследованиях и криминалистике. Одним из самых точных биомаркеров для определения возраста на сегодняшний день считается метилирование ДНК в сайтах CpG. Эта эпигенетическая модификация меняется с возрастом и может использоваться для построения так называемых эпигенетических часов. Однако существующие методы ограничены: они измеряют усредненный уровень метилирования отдельных CpG-сайтов и не способны уловить локальные кластерные изменения, что снижает точность определения возраста.
Чтобы решить эту проблему, группа ученых из Израиля использовала таргетное секвенирование участков ДНК с кластерами CpG-сайтов в крови и проанализировала полученные паттерны метилирования с помощью нейросети. Это позволило создать более точную модель для предсказания хронологического возраста человека.
Исследователи провели таргетное бисульфитное секвенирование 45 участков, наиболее чувствительных к возрасту, в примерно 300 образцах крови здоровых доноров возрастом от 17 до 78 лет. Каждый ампликон включал в среднем 8–9 CpG-сайтов, средняя глубина прочтения — 12 839 фрагментов на ампликон. Это позволило анализировать метилирование не только отдельных позиций, но и их комбинированные паттерны в рамках одной молекулы. В результате было выявлено два различных типа возрастных изменений: стохастические (независимые изменения в отдельных CpG) и кластерные (синхронные изменения соседних CpG).
Используя этот массив данных, авторы разработали нейросетевую модель MAgeNet. На основе данных о метилировании всего двух локусов — ELOVL2 и C1orf132 — модель предсказывала хронологический возраст с высокой точностью. Медиана ошибки составляла 1,36 года у людей моложе 50 лет и 1,7 года в общей выборке, что превосходит точность существующих эпигенетических часов. С возрастом вероятность ошибки повышается. Для использования модели не нужно много ДНК, что позволяет использовать ее в криминалистике.
Дополнительно были проанализированы данные 10-летнего лонгитюдного исследования: модель точно воспроизводила возрастные изменения у одних и тех же доноров с течением времени. Также проверялась применимость модели к ДНК из мочи и слюны: в первом случае точность сохранялась (ошибка ~2,5 года), во втором — снижалась (~6,4 года). Ни индекс массы тела, ни курение, ни пол не влияли на точность предсказания возраста.
Таким образом, нейросетевая модель MAgeNet позволяет достигать рекордной точности в оценке возраста, используя всего два геномных локуса, и демонстрирует высокую устойчивость к биологическим и внешним факторам. Это открывает новые возможности ее использования как в биомедицинских, так и в криминалистических целях.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124725007296