Обзор: "НАУКА и ОБЩЕСТВО 2024". НАУКА. 14
177 Вторая половина сентября порадовала тем, что: РНФ объявляет о начале приема заявок на 9 конкурсов; химики впервые получили гибрид ДНК с белком в живой клетке; учёные взглянули на ДНК через "вычислительный микроскоп", чтобы раскрыть тайны генов; ученые «Сириуса» первыми в мире отредактировали геном черного сорта винограда; мутация в белке-регуляторе сделала клетки нейробластомы нечувствительными к химиотерапии; китайские ученые получили древнюю ДНК из кусочков кефирного сыра бронзового века.
РНФ объявляет о начале приема заявок на 9 конкурсов
РНФ начинает прием заявок по девяти конкурсам на получение грантов для проведения фундаментальных и поисковых научных исследований, в том числе конкурсам продления проектов, поддержанных ранее. Главным нововведением конкурсной кампании станет осуществление приема заявок через обновленную информационную систему (ИАС РНФ) - https://ias.rscf.ru взамен https://grant.rscf.ru.
«Российский научный фонд объявляет о начале приема заявок на конкурсы по поддержке научных проектов как отдельных коллективов, так и лабораторий. Также объявлены конкурсы на продление сроков ранее поддержанных проектов. Прием заявок на объявленные конкурсы будет осуществляться через новую информационную систему. Мы обновили и улучшили нашу систему и постепенно осуществляем переход. Основные условия конкурсов остались неизменны по сравнению с прошлыми годами, вместе с тем прошу обратить внимание на возможность учета публикаций из «белого списка», одновременно учитываемых RSCI. Результаты конкурсов Фонд традиционно подведет в первом квартале следующего года. Рекомендую внимательно ознакомиться с конкурсной документацией и желаю исследователям удачи в реализации задуманных планов», - отметил заместитель генерального директора РНФ Андрей Блинов.
Конкурс отдельных научных групп
Гранты выделяются на осуществление исследований в 2025 – 2027 годах с последующим возможным продлением срока выполнения проекта на один-два года.
Общее число членов научного коллектива (вместе с руководителем проекта) должно составлять от 4 до 10 человек.
Размер гранта Фонда – от 4 до 7 млн рублей ежегодно.
Заявка представляется не позднее 17 часов 00 минут (по московскому времени) 13 ноября 2024 года через ИАС РНФ по новому адресу: https://ias.rscf.ru
Конкурс отдельных научных групп, продление
В конкурсе на реализацию проектов научным коллективом в 2025-2026 годах могут принимать участие заявки, являющиеся продолжением проектов, поддержанных в 2022 году.
Размер гранта Фонда – от 4 до 7 млн рублей ежегодно.
Заявка представляется не позднее 17 часов 00 минут (по московскому времени) 23 декабря 2024 года через ИАС РНФ по новому адресу: https://ias.rscf.ru
Междисциплинарные исследования
Гранты выделяются на осуществление фундаментальных и поисковых научных исследований в 2025 – 2028 годах с последующим возможным продлением срока выполнения проекта на три года.
Проект должен быть направлен на объединение усилий уже существующих научных групп, в том числе на укрепление межрегиональных и международных научных связей.
Общее число членов научного коллектива (вместе с руководителем проекта) должно составлять от 4 до 10 человек.
Размер гранта Фонда составляет от 8 до 15 млн рублей ежегодно.
Заявка представляется не позднее 17 часов 00 минут (по московскому времени) 13 ноября 2024 года через ИАС РНФ по новому адресу: https://ias.rscf.ru
Генетические лаборатории
Гранты выделяются на осуществление исследований в 2025 – 2028 годах с последующим возможным продлением срока выполнения проекта на три года.
Научное исследование должно быть направлено на решение ключевых задач Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019-2030 годы, при этом прогнозируемый результат исследования должен иметь мировой уровень.
Общее число членов научного коллектива (вместе с руководителем проекта) должно составлять от 7 до 30 человек.
Размер гранта со стороны Фонда составляет от 20 до 32 млн рублей ежегодно.
Заявка представляется не позднее 17 часов 00 минут (по московскому времени) 13 ноября 2024 года через ИАС РНФ по новому адресу: https://ias.rscf.ru
Генетические лаборатории, продление
В конкурсе на реализацию проектов научным коллективом в 2025-2027 годах могут принимать участие заявки, являющиеся продолжением проектов, поддержанных в 2021 году.
Размер гранта со стороны Фонда составляет от 20 до 32 млн рублей ежегодно.
Заявка представляется не позднее 17 часов 00 минут (по московскому времени) 23 декабря 2024 года через ИАС РНФ по новому адресу: https://ias.rscf.ru
https://www.rscf.ru/news/found/rnf-obyavlyaet-o-nachale-priema-zayavok-na-9-konkursov-/
Химики впервые получили гибрид ДНК с белком в живой клетке
Белки и нуклеиновые кислоты — молекулы, лежащие в основе всех биологических процессов. Они сильно отличаются друг от друга по свойствам, и сочетать их вместе в одной молекуле-гибриде значит создать ценный инструмент для генетики и медицины. Обычно «гибриды ДНК с белком» получают путем трудоемкого органического синтеза, однако авторы новой статьи нашли способ намного проще, используя бактерии.
Вся молекулярная биология держится на трех «китах», то есть типах биомолекул: ДНК, РНК и белках. Каждый из них имеет свои важные особенности, которые иногда хотелось бы сочетать, однако гибриды на основе таких очень непохожих по структуре молекул в природе редки. Некоторые ученые считают, что полубелки-полунуклеотиды могли иметь значение на самых ранних этапах эволюции и при зарождении жизни, однако в современной клетке доказательств тому нет. В то же время подобные гибриды, например пептидо-нуклеиновые кислоты (ПНК), получают путем химического синтеза.
Важным шагом вперед стал результат, опубликованный в Nature Chemical Biology. Статья описывает новый класс молекул, сочетающих в себе компоненты нуклеиновых кислот и белков — пептидо-нуклеобазные гибриды (по-английски peptide-nucleobase hybrid). В его составе присутствует пиримидоновая структура, похожая на молекулу, из которой в клетке синтезируются основания ДНК и РНК.
https://naked-science.ru/article/chemistry/dna-protein-hybrid
Учёные взглянули на ДНК через "вычислительный микроскоп", чтобы раскрыть тайны генов
В МГУ собрали исследования суперкомпьютерного моделирования нуклеосом
Коллектив учёных с биологического факультета МГУ им. Ломоносова под руководством профессора Алексея Шайтана собрал метаобзор исследований молекулярного моделирования генома. Результаты вышли в престижном журнале WIREs Computational Molecular Science, пишут argumenti.ru.
В МГУ собрали исследования суперкомпьютерного моделирования нуклеосом
Геном человека закодирован в молекулах ДНК, находящихся в ядре каждой клетки. Несмотря на секвенирование генома более 20 лет назад, его механизмы работы остаются не до конца понятными. Считывание информации регулируется физическими взаимодействиями между молекулами ДНК, РНК и белков, что формирует сложный механизм эпигенетической регуляции.
В обзоре проанализировано более 60 исследований в области суперкомпьютерного молекулярного моделирования нуклеосом и ДНК-белковых взаимодействий за последние пять лет. Основное внимание уделено физическим принципам и молекулярным механизмам функционирования нуклеосом, а также влиянию структуры ДНК и белков на их динамику.
Основной тренд последних лет — моделирование динамики на мультимикросекундном масштабе времени, что позволяет изучать новые процессы в работе генома, такие как передвижение нуклеосом вдоль ДНК и изменение их структуры при эпигенетической разметке.
Суммированы также лучшие методические рекомендации по моделированию ДНК-содержащих молекулярных систем, для желающих узнать подробнее выложены интерактивные материалы.
https://www.pravda.ru/news/science/2096689-molecular_simulations_nucleosomes/
Ученые «Сириуса» первыми в мире отредактировали геном черного сорта винограда
Также исследователи Университета «Сириус создали технологию получения устойчивых к патогенам клеточных культур, в которых будут сохранены свойственные для сорта «мерло» вкус, цвет и запах.
Это позволит выращивать устойчивые к мучнистой росе растения и даст возможность снизить долю применения пестицидов в сельском хозяйстве при борьбе с грибковыми инфекциями, поражающими виноград.
Традиционно в сельском хозяйстве борются с грибковыми патогенами применением фунгицидов. Однако бесконтрольное внесение химических средств грозит негативными последствиями для здоровья экосистем и появлением новых, устойчивых к ядохимикатам штаммов. Одно из направлений, позволяющих избежать подобных проблем, связано с геномным редактированием растений. Изменение генетического материала винограда способно повысить его устойчивость к инфекции и тем самым снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду. При этом с химической точки зрения вкус, цвет и запах вина определяется содержанием в нем определенного набора соединений. Именно эти вещества блокируют механизмы, позволяющие ученым повысить устойчивость растения к грибковой инфекции с помощью инструментов геномного редактирования. Сопротивляться грибковой инфекции растениям мешала активность определенного гена, «выключение» которого поможет решить вопрос.
В начале своей работы сотрудники направления «Биология и биотехнология растений» Университета «Сириус» произвели изменение традиционной системы векторов, ранее уже успешно применявшихся другими исследователями и зарекомендовавших себя в качестве эффективного инструмента редактирования генома растений. Однако даже с помощью измененных векторов ученым не удалось добиться возникновения нужных мутаций, заставивших бы нужный ген «замолчать».
Тогда исследователи принялись искать пути снижения концентраций фенольных соединений, защищающих ген от внешних воздействий, таких как инструменты редактирования генома. Выбор пал на хитозан – полимер хитина (вещество, входящее в состав клеточных стенок грибов). Это позволило в лабораторных условиях смоделировать процесс воздействия мучнистой росы на клетки винограда.
Полученные данные открывают обширное поле для дальнейших исследований. Продолжив изучать спектры значимых метаболитов отредактированных и исходных растений, ученые смогут создать тест- системы для оценки винодельческих перспектив отредактированных сортов.
Мутация в белке-регуляторе сделала клетки нейробластомы нечувствительными к химиотерапии
Ученые выяснили, что клетки нейробластомы — опухоли, поражающей нервную ткань в детском возрасте, — теряют чувствительность к лекарственным препаратам из-за мутации в белке р53. Этот белок контролирует жизненный цикл здоровых клеток и предотвращает их перерождение в раковые. При появлении мутации белок р53 перестает корректно выполнять эту функцию, из-за чего опухоль не поддается лечению. Также авторы показали, что преодолеть устойчивость можно, комбинируя противоопухолевые препараты разных механизмов действия. Полученные данные будут полезны при поиске способов борьбы с нечувствительными к химиотерапии опухолями. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Apoptosis.
Одна из популярных мишеней для противоопухолевых препаратов — белок MDM2. Он в больших количествах появляется в раковых клетках и блокирует работу другого белка, р53 — важного регулятора, отслеживающего клеточный цикл и предотвращающего перерождение здоровых клеток в опухолевые. Когда с помощью лекарств медики искусственно блокируют MDM2, подавляемый им р53 начинает работать корректно и вызывает «самоуничтожение» раковых клеток. Однако со временем опухоли теряют чувствительность к препаратам-ингибиторам MDM2, и терапия становится неэффективной. Однако почему так происходит, оставалось не до конца понятным.
Ученые из Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН (Москва) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) проанализировали возможные причины и способы преодоления устойчивости опухолевых клеток к ингибитору белка MDM2. Авторы искусственно получили нечувствительные к препарату клетки нейробластомы — опухоли нервной ткани, часто возникающей у детей. Для этого опухолевые клетки обрабатывали постепенно увеличивающимися концентрациями лекарства, которые не приводили к их гибели. Благодаря такому подходу опухоль смогла адаптироваться к препарату и выработать к нему устойчивость.
Оказалось, что появление устойчивости связано с мутацией в гене белка р53, которая приводит к замене всего одной аминокислоты в его последовательности. С помощью компьютерного моделирования авторы показали, что эта замена не позволяет белку p53 нужным образом взаимодействовать с ДНК и выполнять свои функции. Таким образом, белок просто перестает работать. Также авторы определили, что устойчивые к ингибитору клетки нейробластомы более «агрессивны», то есть быстрее делятся и более склонны к метастазированию, чем исходные чувствительные культуры.
«Важно отметить, что р53 — один из наиболее часто мутирующих белков в организме человека. Так, примерно 50% случаев развития опухолей сопровождаются мутациями в р53. Более того, опухоли, содержащие мутантный р53, могут становится более злокачественными», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Николай Первушин, научный сотрудник лаборатории исследования механизмов апоптоза МГУ имени М.В. Ломоносова. Затем авторы проверили, можно ли преодолеть устойчивость клеток нейробластомы к ингибитору MDM2, если комбинировать этот препарат с противоопухолевыми средствами других механизмов действия. Оказалось, что сочетание ингибиторов MDM2 с BH3-миметиками — веществами, которые другими молекулярными путями запускают программируемую клеточную гибель, — снижает жизнеспособность как чувствительных, так и устойчивых клеток нейробластомы.
«Поскольку из-за мутации в белке р53 раковые клетки становятся более агрессивными, такие изменения последовательности могут служить потенциальным биомаркером неблагоприятного прогноза лечения пациентов. Поэтому при использовании в клинической практике ингибиторов MDM2 нужно учитывать, что в белке р53 могут появляться мутации, которые негативно влияют на эффективность действия препаратов», —рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Гелина Копеина, доктор биологических наук, руководитель лаборатории механизмов гибели клеток ИМБ РАН.
ДНК из сыра, найденного рядом с мумией, рассказала об истории кефира
Китайские ученые получили древнюю ДНК из кусочков кефирного сыра бронзового века, найденного в могильнике Сяохэ. Им удалось секвенировать геномы бактерии Lactobacillus kefiranofaciens, которая часто присутствует в кефирных зернах. Сравнение геномов древнего и современных штаммов позволяет сделать выводы о путях распространения кефира в человеческой популяции, а также об адаптациях, которые приобрели современные кефирные лактобактерии.
Кусочки, лежавшие на шее мумифицированного человека, по белковому составу были идентифицированы как кефирный сыр. Кефир получают из молока с использованием кефирных зерен (полисахаридной и белковой массы, в которой инкапсулированы ферментирующие микроорганизмы, прежде всего лактобактерии и дрожжи), а кефирный сыр получают из него отцеживанием сыворотки.
Чтобы извлечь всю возможную информацию из древней ДНК, ее исследовали различными методами. Авторы отдельно проанализировали митохондриальную ДНК (мтДНК) млекопитающих, что позволило определить животное, от которого было получено молоко. Для анализа всего микробиома использовали шотган-секвенирование. Кроме того, специально разработали олигонуклеотидные зонды для захвата ДНК Lactobacillus kefiranofaciens, что позволило провести полный анализ генома этой бактерии, которая встречается только в кефире и кефирном сыре — ее история интересовала исследователей в первую очередь.
МтДНК в сыре принадлежала как козам, так и коровам, но коровьей было менее 1%. Авторы предположили, что сыр делали как из коровьего, так и из козьего молока, но не смешивали их, а сквашивали поочередно в одной емкости. Они отметили, что для местного населения характерна генетическая непереносимость лактозы, а ее содержание в сыре существенно снижено по сравнению с молоком. Митохондриальный геном козы на филогенетическом дереве древних и современных коз группировался вместе с образцами из Европы и Центральной Азии неолита, медного и бронзового веков. Интересно, что другие древние образцы из Восточной Азии принадлежали к другому кластеру, то есть домашние козы Древнего Китая имели разное происхождение.
Метагеномный анализ микробного сообщества кефирного сыра выявил присутствие двух видов, обычно встречающихся в современных кефирных зернах, L. kefiranofaciens и Lactobacillus helveticus. Также в одном из образцов обнаружены геномные последовательности нескольких десятков видов дрожжевых грибков, из них для кефирных зерен типичны Pichia kudriavzevii и Kluyveromyces marxianus.
Геномы L. kefiranofaciens реконструировали после обогащения из всех трех образцов сыра, но только для двух удалось получить достаточно высокое покрытие для филогенетического анализа.
Авторы построили филогенетическое древо с использованием двух своих штаммов и 15 современных, из разных регионов Европы и Азии. Штаммы образовали две клады, которые авторы обозначили как два подвида: L. kefiranofaciens subsp. kefiranofaciens и L. kefiranofaciens subsp. kefirgranum. К первому принадлежали реконструированные древние штаммы из Сяохэ, а также тибетские штаммы и два штамма из Восточной Азии, ко второму — штаммы из Европы, прибрежной Восточной Азии и островов Тихого океана (Тайвань, Япония, Сингапур и Гуандун).
https://pcr.news/novosti/dnk-iz-syra-naydennogo-ryadom-s-mumiey-rasskazala-ob-istorii-kefira/
*АМКСБ в стиле Жоржа-Пьера Сёра