Пределы клонирования

В какой-то момент биологи задумались о том, можно ли сделать клон животного, размножающегося половым путём. Оказалось – можно; самый известный пример – овечка Долли. Метод, с помощью которого она и  множество других клонов разных видов появились на свет, называется соматическим клонированием. Суть его в том, что из клетки взрослого организма, например, из клетки кожи, берут ДНК и пересаживают в яйцеклетку; собственную же ДНК яйцеклетки из неё предварительно удаляют. ДНК содержится в ядре, и на практике все сводится к удалению яйцеклеточного ядра и замене его ядром из другой клетки (в яйцеклетке есть ещё митохондриальная ДНК, но ей в данном случае пренебрегают). Пересаживают ядро неполовой, то есть соматической, клетки, откуда и название метода.

Как известно, в яйцеклетке исходно находится одинарный, или гаплоидный, набор хромосом. При оплодотворении в неё приходит второй набор хромосом от сперматозоида, что даёт начало развитию зародыша. Пересаживая в яйцеклетку чужое ядро, мы сразу даем ей двойной набор хромосом, необходимый для полноценного развития, и остается только слегка подтолкнуть яйцеклетку с помощью специальных молекулярных сигналов, пересадить суррогатной матери и ждать результата.

Процедуру клонирования можно повторить многократно, беря и соматические клетки, и яйцеклетки (если мы клонируем самку) у самих клонов. Но оказалось, что этот процесс не бесконечен. Много лет назад сотрудники Университета Яманаси начали эксперимент с мышами, цель которого была в том, чтобы увидеть пределы клонирования, если они есть. В 2013 году они сообщили о двадцать пятом поколении клонов и выражали надежду, что клонирование потенциально бесконечно. Но на днях в Nature Communications исследователи опубликовали новую статью, в которой пишут, что после двадцать седьмого поколения с клонами начались проблемы, в частности, далеко не все добирались до появления на свет. (Очевидно, что в одном поколении клонов может быть столько, сколько яйцеклеток мы сможем нашпиговать ядрами от соматических клеток.) И пятьдесят восьмое поколение стало последним.

У клонов возникало в три раза больше мутаций, а частота  крупных генетических изменений росла в последних поколениях. Под особенно крупными мутациями имеются в виду перестройки хромосом, когда целые их куски переносятся с одной хромосомы на другую, копируются, переворачиваются на месте или вообще исчезают. Исчезать могут даже целые хромосомы, как это случилось с одной из Х-хромосом. Такие серьёзные генетические аномалии делают развитие клона невозможным. Задействованные здесь молекулярные механизмы стоит изучить подробнее: крупные дефекты в ДНК возникают не только в связи с клонированием, и хотя исследуют их очень активно, многое остаётся непонятным. Возможно, наблюдения за клонами помогут прояснить некоторые фундаментальные вопросы.

Самая древняя собака

Однако генетические исследования показали, что в Турции нашли именно собак. ДНК из тысячелетних остатков можно извлечь и прочитать, и в недавней статье в Nature описаны результаты анализа ДНК турецких собак, а также останков, найденных на юге Англии и на севере Швейцарии (возрастом около 14 300 и 14 200 лет соответственно). Это не первая проверка предполагаемых древних собак палеогенетическими методами. Часто «собаки» такой проверки не выдерживают, и долгое время самыми древними собачьими остатками оставалась находка с северо-востока России возрастом около 11 тысяч лет. Но сейчас все три находки — из Турции, Англии и Швейцарии — оказались настоящими собаками. Причём все они генетически очень близки, хотя жили с людьми разных культур. Разница в ДНК между хозяевами собак из Англии и Турции была больше, чем между самими животными.

Дополнительный ДНК-анализ показал родство английских и швейцарских находок с другими древними останками возрастом около 14 тысяч лет из Германии и Италии. Возможно, все они произошли от общего предка  – некой «пра-собаки», которая уже не была волком, а была вполне домашней, но у которой ещё не начали проступать черты специализированных пород. Эти животные и их хозяева жили в те времена, когда до Европы ещё не дошли ближневосточные фермеры-переселенцы, у которых тоже были свои псы. Люди-пришельцы почти полностью вытеснили предыдущих жителей Европы – в ДНК современных людей доля ранних европейцев весьма мала. А вот собаки смешались иначе: в другой статье, тоже опубликованной в Nature, говорится, что у животных, живших здесь после прихода фермеров, только половина ДНК европейских предков была замещена генами ближневосточных собак. Можно предположить, что местные псы пришлись пришельцам по душе, и они не стали вытеснять их своими.

Говоря о собачьей генетике, можно добавить, что почти все современные собаки до сих пор хранят в себе частичку волка – мы писали об этом в конце прошлого года. Чтобы собака была собакой, волчьего в ней должно быть как можно меньше. Тем не менее, волчий след в геномах современных пород достаточно заметен, причём заметен он не только у охотничьих пород, но и у таких, как чихуахуа.

Смогут ли нейросети заменить человека?

Ещё недавно искусственный интеллект, антропоморфные роботы и видеосвязь казались художественным вымыслом. Сегодня они доступны каждому. Интернет, нейросети и мобильные технологии полностью изменили нашу жизнь за очень короткий промежуток времени. Писатели-фантасты и режиссеры фильмов всегда старались предугадать, каким будет будущее. Сейчас уже можно говорить о том, какие из этих прогнозов сбылись, а какие остались всего лишь фантастикой. И что нам ожидать от технологий завтра?

Сергей Лукьяненко в интервью поделился прогнозами о ближайшем будущем: зачем людям понадобится космос и когда туристические поездки за пределы Земли станут таким же привычным делом, как отдых на любимом курорте.

Дмитрий Пучков, известный переозвучкой популярных кинокартин, в своем интервью рассуждает о том, удалось ли режиссерам таких фильмов, как «Звёздные войны», «Матрица», «Робоком» предсказать будущее. Блогер уверен, что в точности предугадать реальный ход истории киноискусству не под силу.

О том, как роботы и нейросети применяются в российской промышленности уже сейчас, рассказывает Радмир Хусаинов, возглавляющий программы технологического развития в «Газпром нефти». Эксперт на конкретных примерах показывает, что принесла обществу четвёртая промышленная революция, и как цифровые технологии открывают доступ к новым источникам энергии. А ещё в своем интервью он отвечает на вопрос, который сейчас волнует едва ли не каждого: заменит ли ИИ человека?

Математик Андрей Коняев оценивает нынешний всплеск интереса к нейросетям и объясняет, в каких отраслях техника действительно вытесняет человека, а где искусственный интеллект останется лишь помощником. По его мнению, в областях, где используется интеллектуальный труд, существующие ИИ-модели могут быть полезны, но с большим количеством оговорок.

Интервью с экспертами опубликованы в рамках проекта «Не фантастика».

Итоги Юбилейного Всероссийского форума научной молодёжи «Шаг в будущее»

Созданная в 1991 году, в трудное для страны время, программа «Шаг в будущее» поставила своей главной задачей воспитание талантливых молодых людей, способных создавать новое в областях, определяющих общественное благосостояние, научное лидерство, технологическую мощь и обороноспособность страны. Сегодня программа стала ведущим российским организатором работы с талантливой молодёжью в сфере исследований и разработок. Работа программы поддержана шестью грантами Президента Российской Федерации.

География Юбилейного форума охватила 53 субъекта Российской Федерации, включая Крым и новые регионы, 189 городов, 314 сельских населённых пунктов. Мероприятия форума были организованы в первоклассной академической среде – на базе 13 научных центров мирового уровня и 11 ведущих российских университетов. В рамках форума состоялась трёхдневная работа 51 тематической секции, были развёрнуты экспозиции научно-технологической выставки, состоялись олимпиады и конкурсы, знакомство с научными лабораториями и инженерными центрами.

Главные организаторы форума – Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана и Российское молодёжное политехническое общество. Проведение форума поддержали Минобрнауки России, Минпросвещения России, Минобороны России, Российская академия наук, Ассоциация технических университетов, госкорпорации, высокотехнологичные компании, ряд других организаций.

Победителями в абсолютном первенстве форума стали: Светлана КУЗЬМИНА и Айыына ВАСИЛЬЕВА (Якутск), Зоя ЗЫКОВА (Екатеринбург), Иван МАСКУНОВ (Курганинск), Всеволод НЕДЕЛЬСКИЙ (Новороссийск), Алексей АХЛЁСТИН и Лилиана АФАНАСЬЕВА (Мурманск), Алексей ЖИГАНОВ (Апатиты), Семён КОРОБКОВ (Чита), Юлия ЛАТЫПОВА (Мегион), Милана РОЛДУГИНА (Липецк).

Призы в абсолютном первенстве среди самых юных участников присуждены Роману СУВОРОВУ из Самары (2 класс), Захарию ЕРМАКОВУ из Челябинска (6 класс), Илье ГАЛКИНУ из Черемхово (6 класс), Мирону ГОНЧАРОВУ из ст. Новотиторовская (6 класс), Дамиру КУЛИЧКИНУ из с. Аппаны (6 класс), Святославу БЕРДНИКОВУ из Армавира (6 класс).

Большой научный кубок России завоевала команда молодых исследователей и разработчиков из Краснодарского края, кубок I степени – команда из Мурманской области, II степени – команда из Республики Саха (Якутия), III степени – команда из Челябинской области.

Съеденные крылья укрепляют любовь

Но груминг – это не только гигиена, это ещё и укрепление социальных связей. В новой статье, опубликованной в Royal Society Open Science, описан эксперимент с брачными парами S. taiwanensis, к которым подсаживали таракана-чужака, самца или самку. Одним парам давали время посткопулятивно съесть крылья друг у друга, другим – нет. Тех и других сажали в гнездо, где за прозрачной перегородкой они могли наблюдать чужака. Через какое-то время в перегородке открывалась дверца, и чужак входил к паре.

Те тараканы, которые успели съесть крылья, очень энергично нападали на третьего, толкая его всем телом и стараясь заставить уйти. Так поступали и самцы, и самки, и нападали они и на самцов, и на самок. Из нескольких сотен атак всего в 0,5% случаев таракан толкал своего партнёра, после чего нападения прекращались – то есть агрессия была направлена именно на чужака. Третий таракан мог быть крупнее и «доминантнее» на вид, он (или она) мог вполне стать новым брачным партнёром – всё это не играло роли: обескрыленные тараканы всё равно пытались избавиться от чужака. А вот те пары, у которых крылья остались, реагировали на третьего намного спокойнее, если не сказать пассивно.

Получается, что съедание крыльев после спаривания – это как бы закрепление брачного союза, или, если угодно, клятва в вечной любви и верности. Главное тут не столько поедание крыльев, сколько то, как после этого меняется поведение тараканов. Избирательная агрессия, связанная с социальным контекстом, у животных встречается часто, но среди беспозвоночных, как пишут авторы работы, такого до сих пор не видели.