Медицинская генетика, методы генетики
Синтетическая биология
СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

 

Из статьи журнала "В МИРЕ НАУКИ", август 2004 № 8

Молекулярная биология - это редукционистская наука, которая изучает живые системы, "раскладывая их на части".

Биологи-синтетики используют противоположный подход: создают живые системы из взаимозаменяемых деталей - сегментов ДНК. Эти конструкции работают в клетках, которые снабжают их энергией, обеспечивают мобильность и воспроизводство.

Уже созданы микроорганизмы, обладающие совершенно необычными свойствами. Одни из них синтезируют сложные химические ингредиенты для лекарственных препаратов, другие - аминокислоты, отличные от природных, третьи поглощают тяжелые металлы из сточных вод, четвертые по команде выполняют простейшие действия.

"Допустим, я хочу создать растение, изменяющее свой цвет в присутствии тринитротолуола, - рассуждает Дрю Энди (Drew Endy), биолог из Массачусетского технологического института (МТИ). - Я могу попытаться "подправить" генетический аппарат растения, и если мне повезет, через год-два создать в нем нужное устройство. Однако этот опыт никак не поможет мне получить клетку, которая отыскивала бы на стенках кровеносных сосудов бляшки и уничтожала их".

Энди - один из немногих ученых, кто строит фундамент нового направления в генной инженерии - синтетической биологии. Вместе с единомышленниками, которых становится все больше, он проектирует и создает искусственные живые системы, которые обладают заранее заданными свойствами, используют заменяемые генетические детали, а в некоторых случаях - расширенный генетический код, что позволяет им делать вещи, немыслимые для обычных организмов.

Новое направление ставит перед собой три основные задачи. Во-первых, это изучение организмов через их создание, а не через разложение на части. Во-вторых, развитие самой генной инженерии, с тем чтобы она соответствовала своему названию и стала дисциплиной, способной последовательно развиваться и создавать все более сложные биологические системы. В-третьих, расширение границ живого и неживого миров, чтобы в результате их пересечения появились программируемые живые существа. Микробы, способные отыскивать и разлагать тринитротолуол или производить артемизинин, уже не кажутся чем-то нереальным. Конечно, пока это только примитивные предшественники будущих сложных биологических механизмов, но то, что таковые будут созданы, не вызывает сомнения.

Мигающие огни

Началом синтетической биологии стала работа пятнадцатилетней давности Стивена Беннера (Steven Benner) и Питера Шульца (Peter Schultz). В 1989 г. Беннер из ETH (Eidgenssische Technische Hochschule) в Цюрихе создал ДНК, содержащую кроме четырех известных букв генетического алфавита еще две. С тех пор были получены несколько вариантов подобных ДНК, но пока никому не удалось добиться функционирования их генов, т.е. транскрипции и трансляции (синтеза белков). Впрочем, недавно Шульц из Океанографического института Скриппса вырастил клетки (содержащие нормальную ДНК), которые синтезировали аминокислоты, отличные от природных, и соединяли их друг с другом с образованием необычных белков.

Беннер и другие представители старой школы биологов-синтетиков расценивают искусственную генетику как один из инструментов для решения ключевого вопроса биологии - происхождения жизни и возможности ее существования во Вселенной. А шум, поднявшийся в последнее время вокруг синтетической биологии, связан с последствиями ее биотехнологических применений - конструированием и созданием биологических внутри-клеточных устройств.

В 2000 г. появились сразу две научные публикации, рассказывающие о создании механизмов, полученных путем встраивания специфических нуклеотидных последовательностей в однотипные клетки Escherichia coli (обычного представителя кишечной флоры человека), но выполняли совершенно разные функции. Устройство Майкла Эловица (Michael Elowitz) и Станислауса Лейблера (Stanislaus Leibler) из Принстонского университета, состоявшее из трех взаимодействующих генов, заставляло ритмично мигать несущую его клетку E. coli - она становилась похожа на крошечную лампочку елочной гирлянды. Другие исследователи - Джеймс Коллинз (James J. Collins), Чарлз Кантор (Charles R. Cantor) и Тимоти Гарднер (Timothy S. Gardner) из Бостонского университета - сконструировали генетический тумблер, переключение которого из одной позиции в другую обеспечивала цепь отрицательной обратной связи из двух взаимодействующих генов. Каждая бактериальная клетка, снабженная таким устройством, приобретала зачатки цифровой памяти.

Проведенные эксперименты одновременно и воодушевляли, и отрезвляли ученых. На то, чтобы создать генетический тумблер, понадобился год, а на конструирование мигающей бактериальной клетки - два. Однако никто не знает, как объединить эти два механизма, чтобы получить мигающую бактерию, которая бы включалась и выключалась по команде. "Я мечтаю, чтобы конструирование предсказуемых биологических систем из блоков стало обычным делом, - говорит Энди. - Предположим, я хочу создать организм, умеющий считать до 3000. Я подхожу к полке с набором готовых генетических деталей, выбираю необходимые, соединяю их в определенном порядке - и готово!" Четыре года назад о существовании подобного рода элементов можно было только мечтать, а сегодня у Энди их целый набор.

Биологический конструктор

"Вот они - те самые генетические детали, - указывает Энди на флаконы с прозрачной, похожей на сироп жидкостью. - В каждом - копии одного из сегментов ДНК, которые или сами выполняют какую-либо функцию, или могут использоваться клеткой для синтеза белка. Очень важно, чтобы каждая деталь была тщательно подогнана таким образом, чтобы взаимодействовать с другими на двух уровнях". Первый уровень - чисто механический. BioBricks (так Энди назвал свои детали) можно создавать и хранить по отдельности до поры до времени, а потом соединять друг с другом и получать крупные сегменты ДНК. Второй уровень - функциональный, каждый элемент способен посылать и принимать биохимические сигналы от своих партнеров. Все это позволяет изменять поведение конструкции, просто заменяя те или иные детали.

Взаимозаменяемые компоненты устройств - далеко не новость, они широко применяются при обычном конструировании. Однако специалисты в области генной инженерии только сейчас стали широко использовать этот прием. Одно из его преимуществ состоит в следующем: точно так же, как инженер-электрик, включая в цепь какой-нибудь конденсатор, не задумывается о том, что там у него внутри, биотехнолог, используя генетический тумблер, может ничего не знать о биохимической структуре промоторов, репрессоров, активаторов, индукторов и других генетических элементов, обеспечивающих работу переключателя. В одном из флаконов в штативе Энди находится BioBrick-инвертор (другое его название - NOT-оператор). Когда сигнал на его входе сильный, сигнал на выходе слабый, и наоборот. BioBrick в другом флаконе выполняет функцию булева оператора AND, посылающего сигнал только в том случае, когда на оба его входа поступают сильные сигналы. Поскольку оба элемента оперируют совместимыми сигналами, при их объединении получается оператор NAND (NOTAND). Имея эти операторы в достаточном количестве, можно проводить вычисления в двоичной системе.

У стандартных взаимозаменяемых деталей есть еще одно достоинство: из них можно сконструировать функциональную генетическую систему, до конца не представляя, как это сделать. В начале прошлого года 16 студентов разработали четыре генетические программы, обеспечивающие синхронное мигание клеток E. coli - подобный эффект наблюдается иногда у светлячков. Юные исследователи не знали, как синтезировать нужные ДНК-последовательности, но это и не входило в их планы. 58 деталей, необходимых для сборки, были изготовлены на заказ в компании по синтезу ДНК и пополнили реестр стандартных биологических элементов, созданный в Массачусетском технологическом институте. В его базе данных сегодня - более 140 подобных элементов, и их число увеличивается с каждым месяцем.


просмотров: 2620
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
2Pcs зажим на окрашенных волос кусок синтетический прямой волос расширений подсветки

50,77 руб.
End Date: 12.05 06:53
Buy It Now for only: US 50,77 руб.
Buy it now |
Горячий светодиодный палец загораются перчатки освещения рождественский рейв-вечеринки танец скелет

204,05 руб.
End Date: 14.05 10:43
Buy It Now for only: US 204,05 руб.
Buy it now |
Женский девочек заколка маленький заколки слайд многоцветные зажимом для волос аксессуары для волос

72,87 руб.
End Date: 05.05 12:36
Buy It Now for only: US 72,87 руб.
Buy it now |
Тяжелый гибридный бронированный чехол для Samsung Galaxy A30 A10 J4 J6 Plus 2018 S10 S7

190,83 руб.
End Date: 11.05 14:20
Buy It Now for only: US 190,83 руб.
Buy it now |
2 шт., 36 цветов, 22" зажим с шиньонами синтетический волос наращивание волос прямой

47,66 руб.
End Date: 17.05 12:42
Buy It Now for only: US 47,66 руб.
Buy it now |
Лето мода V-образным вырезом женский повседневный сексуальный свободные короткий рукав кружева блуза, топы, рубашка

484,43 руб.
End Date: 28.04 06:19
Buy It Now for only: US 484,43 руб.
Buy it now |
Снежинка пряжа плоский сатинового шелковые ленты шнурки шнурки ботинки струны Рождественский

45,83 руб.
End Date: 29.04 10:30
Buy It Now for only: US 45,83 руб.
Buy it now |
Плюс размер женское сексуальное кружевное белье нижнее белье дамы ночная рубашка пижамы лот

318,48 руб.
End Date: 11.05 05:40
Buy It Now for only: US 318,48 руб.
Buy it now |
Search Results from AllSoft: новости

Сан-Франциско ждет! Вы — Маркус, блестящий хакер, объединяетесь с DedSec, чтобы противостоять ctOS 2.0, системе глобального контроля. Сокрушите ее, это будет взлом века!
Первым покупателям — скидка 250 рублей! Успей купить первым! 


подробнее»
181528

PrintStore Pro — программа для учета расходных материалов и оборудования. Просчитывает запас каждого картриджа в каждом принтере и помогает сформировать заказ на следующий период. Поддерживает учет перезаправок. Учитывает при всех операциях совместимость принтеров и картриджей. Хранит историю всех действий с картриджами и принтерами, позволяет создавать множество отчетов.


подробнее»
123795

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
139103

Fax Voip T38 Fax & Voice — факс и автоответчик для вашей SIP/H.323/ISDN сети. Виртуальные голосовые факс модемы. Поддержка T.38, Fax поверх G.711 и CAPI факс. Одновременные SIP регистрации, маршрутизация вызовов, цветные факсы. Совместимость со стандартными факс программами. Fax Voip принтер, Консоль Fax Voip для управления факсами. Сохранение входящих факсов в TIFF/PDF/SFF файлы. Маршрутизация входящих факсов: E-mail, Сохранить в папке, Печать. Факс по запросу. Отправка факса через e-mail (Почта-на-факс) и получение факсов на e-mail (Факс-на-почту).


подробнее»
141754

Retouch Pilot — программа для удаления изъянов с фотографий, таких как царапины, мелкие пятна и другие мелкие дефекты, существующие на фото или полученные при сканировании. Вы можете удалять целые объекты, попавшие случайно в кадр, а также инструментом пластика изменять форму и пропорции. Программа позволяет ретушировать изъяны кожи - пятнышки, морщинки и др..


подробнее»
26516

R-Studio — эффективное программное обеспечение, позволяющее восстанавливать данные с жестких дисков, CD, DVD, дискет, USB дисков, ZIP дисков и устройств флеш-памяти.


подробнее»
88115

Сборка электронных каталогов автозапчастей включает в себя грузовые автомобили Европы и Китая. В сборку включена программа Tecdoc, позволяющая подобрать не оригинальные запчасти.


подробнее»
183206

Sound Pilot озвучивает клавиатуру. Каждое прикосновение к клавиатуре рождает звук, который разнообразит процесс набора текста, развлекает и снижает утомляемость.


подробнее»
78205
Search Results from «Озон» Медицинская литература
 
А. Д. Таганович, Э. И. Олецкий, И. Л. Котович Патологическая биохимия
Патологическая биохимия
В монографии приведены современные сведения о молекулярных механизмах происхождения и развития широко распространенных патологических процессов и заболеваний. Рассматриваются вопросы катаболизма лекарственных препаратов с помощью цитохромов Р450 и использования накопленных знаний в области молекулярной биологии для генной терапии и диагностики.

Для студентов, аспирантов, клинических ординаторов, преподавателей медицинских вузов, врачей....

Цена:
586 руб

Охотники за микробами
Охотники за микробами
В настоящем издании представлены его первая книга "Охотники за микробами" и одна из последних - "Борьба за жизнь".
В 1922 году Синклер Льюис привлек Поля де Крайфа к работе над своим романом о жизни ученого-бактериолога "Мартин Эрроусмит". Собирая материалы для этого романа, де Крайф заинтересовался историей микробиологии, тщательно изучил жизнь и труды основателей современной микробиологии и создал своих "Охотников за микробами". Книга эта появилась в 1926 году. Она имела большой успех и многократно переиздавалась в разных странах.
"Охотники за микробами" - несомненно лучшая из книг о микробиологах, об их великих открытиях, создавших основы борьбы с инфекционными болезнями и сохранивших человечеству многие миллионы жизней. Это увлекательная книга о смелых и благородных людях, об упорных исследователях, искателях истины и мечтателях, в разное время и в разных странах вышедших на бой с лютым врагом человека - болезнетворными микробами....

Цена:
709 руб

Под редакцией С. Д. Эллиса, Т. Дженювейна, Д. Рейнберга Эпигенетика Epigenetics
Эпигенетика
Книга ярко и наглядно повествует о новой науке общебиологического значения - эпигенетике, а также об ее отдельных областях. В издании представлено детальное описание разных эпигенетических сигналов и механизмов их реализации, а также собственно феномен, история и концепции эпигенетики, ее отдельные механизмы и пути реализации эпигенетических сигналов в клетке. Авторы различных глав данной книги - ведущие в мире специалисты в области эпигенетики, являющиеся, как правило, и основоположниками ее отдельных областей.

Издание будет полезно широкому кругу читателей, интересующихся коренными проблемами живого мира, сущности жизни и молекулярных механизмов ее проявления....

Цена:
1150 руб

Уэллс Спенсер Генетическая одиссея человека The Journey of Man A Genetic Odyssey
Генетическая одиссея человека
Цитата
"Факт существования единственного предка, давшего начало всему сегодняшнему разнообразию, не означает, что в то время жил лишь один человек. Это значит лишь то, что потомки других людей, живших в то время, вымерли".
Уэллс Спенсер

О чем книга
Об эволюции человеческого развития. Книга основана на исследованиях дезоксирибонуклеиновой кислоты, которые доказывают следующее: ДНК - это не обычная молекула в человеческом организме и даже не просто молекула, несущая в себе прямые гены родителей. Это целый зашифрованный исторический документ! Его расшифровкам и, как следствие, экскурсу в историческое прошлое человечества и посвящена эта книга.

Почему книга достойна прочтения
- Эволюционный смысл рекомбинации хромосом ДНК.
- Тесная связь между возникновением обезьян, африканских племен и нас с вами.
- Причины выживания и эволюционирования популяций - анализ существующих теорий и их корректировка.
- Оригинальное построение книги: рассказ о происхождении человека как путешествие во времени в качестве биологического вида.
- Красочные иллюстрации в виде эксклюзивных фотографий.
- Обязанность познать себя и принять участие в генетических исследованиях как часть глобальной истории человечества.

Для кого эта книга
Рассчитана на широкую аудиторию.

Кто автор
Уэллс Спенсер - популяционный генетик и антрополог, исследователь-партнер Национального географического общества США и профессор Корнеллского университета. Руководитель проекта "Генография" (The Genographic Project). Получил степень бакалавра наук в области биологии в Университете Техаса в Остине в 1988 году, и степень доктора биологии в Гарвардском университете в 1994 году, специализируясь в области популяционной и эволюционной генетики. С 2001 г. выступает в качестве независимого ученого, писателя и кинорежиссера. Его фильмы показывали на телеканалах PBS, Discovery и National Geographic.

Ключевые понятия
Наука, медицина, биология, генетика, микробиология, эволюция....

Цена:
390 руб

Умственная отсталость при наследственных болезнях
Умственная отсталость при наследственных болезнях
В монографии описаны умственная отсталость, другие психопатологические синдромы, а также соматоневрологические нарушения при различных наследственных болезнях, моногенных дефектах, хромосомных заболеваниях и синдромах с неясным типом наследования. Кратко изложены общие сведения о роли наследственных факторов в генезе умственной отсталости.
Издательство: Медицина
Автор: Г.С. Маринчева, В.И. Гаврилов...

Цена:
710 руб

А. А. Мюльберг Фолдинг белка
Фолдинг белка
Учебное пособие представляет собой систематизированное обобщение современных данных и представлений о принципах, путях и механизмах формирования трехмерных белковых структур in vitro и in vivo и о роли в последних молекулярных шаперонов и энзимов.

Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов и аспирантов, специализирующих в области биохимии, молекулярной биологии, биофизики, цитологии и генетики. Вместе с тем оно может быть полезным для сотрудников и преподавателей соответствующих кафедр....

Цена:
2297 руб

Ребекка Склут Бессмертная жизнь Генриетты Лакс The Immortal Life of Henrietta Lacks
Бессмертная жизнь Генриетты Лакс
Книга, которая потрясла мир в 2010 году. Бестселлер, побивший все мыслимые рекорды продаж.
Кто имеет право на наше тело, или его части, или биоматериал, взятый для анализов: мы, врачи, ученые?.. Впервые удалось культивировать "бессмертные" клетки человеческого тела в 1950-х. Это буквально перевернуло всю медицинскую науку. Клетки HeLa помогли разработать вакцины от полиомиелита, раскрыть секреты раковых заболеваний, вирусов и влияния ядерного взрыва; они помогли сделать важные шаги в изучении искусственного оплодотворения, клонирования и составления генетических карт.
И неизбежно стали предметом "купли-продажи": одни богатели, другие и не подозревали, что над ними проводят "опыты".
Это книга - драматичная история о судьбе простой женщины, которая подарила миру свои бессмертные клетки, о честных и нечестных врачах, о судебных баталиях, рождении биоэтики. Красивое и драматичное научное исследование, от которого невозможно оторваться....

Цена:
534 руб

К столетию юбилей академика Н.П. Дубинина : по материалам науч. конф. "Генетика на рубеже веков" (22–23 марта 2007 г.)
К столетию юбилей академика Н.П. Дубинина : по материалам науч. конф. "Генетика на рубеже веков" (22–23 марта 2007 г.)
Книга содержит материалы научной Конференции "Генетика на рубеже веков", посвященной 100-летнему юбилею основателя и первого директора Института общей генетики РАН в 1966–1981 гг., академика РАН, Лауреата Ленинской премии, Героя Социалистического труда Николая Петровича Дубинина. Эти материалы включают постановления Отделения биологических наук, Приветствия Конференции, доклады выступивших участников и их воспоминания об академике Дубинине, сценарий фильма B.C. Губарева "Эпоха Дубинина", представленного на Конференции. Для интересующихся историей науки....

Цена:
138 руб

С. Э. Смит, Д. Дж. Рид Микоризный симбиоз
Микоризный симбиоз
Книга представляет собой обзор, обобщающий результаты фундаментальных разносторонних исследований микоризы, как классических, так и современных, и отражающий самые разнообразные аспекты изучаемой проблемы. Авторы, признанные специалисты в области изучения микориз, подробно рассматривают взаимоотношения симбионтов на всех уровнях: от молекулярно-генетического (сигнальные системы для узнавания и "генный диалог" в ходе формирования симбиоза) до биогеоценотического (влияния микориз на структуру фитоценоза, сукцессионные процессы и круговороты биогенных элементов). Особое внимание уделено тем областям изучения микориз, исследование которых было начато недавно (генетические основы симбиоза, ассоциативные связи с микроорганизмами), или тем, в которых накопление новых данных привело к пересмотру существующих концепций (микоризы споровых растений, эволюция микориз, специфичность симбиозов).

Книга может быть полезна не только ботаникам, микологам и микробиологам, но и биологам иных специальностей и экологам, заинтересованным в проблематике симбиоза....

Цена:
1099 руб

Беседы по биологии пола
Беседы по биологии пола
Читатели, не обладающие специальной биологической подготовкой, вниманию которых эта книга предназначена в первую очередь, найдут в ней ответы на следующие основные вопросы: почему каждый из нас родился представителем именно данного, а не другого, противоположного пола; почему на каждую тысячу девочек рождается столько же мальчиков у человека, на каждую тысячу самок рождается столько же самцов у животных подавляющего большинства видов, размножающихся половым путем; отчего некоторые близнецы бывают настолько похожи друг на друга, что даже мать не в состоянии их различать без специальных опознавательных предметов; можно ли искусственно регулировать пол потомства по желанию, достигнуты ли в этом направлении какие-либо успехи в опытах на животных и какие последствия вытекали бы из попыток применения этого метода к человеку....

Цена:
100 руб

2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования