Как создать новый геном. Как изменить геном. Синтетическая жизнь

Пока одни ученые изучают геномы, другие пытаются их создавать, пользуясь искусственно синтезируемыми «деталями». Этим они напоминают инженеров, а их работа – результат многих миллионов лет эволюции. Синтетическая биология – область, где наука, изучающая живое, становится наукой, его создающей, пытаясь не только понять фундаментальные принципы организации и работы живых систем, но и решить прикладные задачи – от лечения заболеваний до биотехнологий будущего.
 
sint
Электронная микрофотография синтетической клетки Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Рисунок с сайта www.jcvi.org.
 
Поведение клетки – раздражение, деление, рост, дифференцировка – подчинено химическим реакциям, компоненты которых – белки – закодированы в ее геноме. Геном* представляет собой совокупность всей ДНК клетки, напоминая при этом «инструкцию» или «программу», в которой содержится вся наследственная информация в виде последовательности четырех символов (оснований) – A, T, G и C, – необходимая для построения и поддержания жизни. 
 
* – О масштабном проекте «Геном человека», его результатах и перспективах постгеномной эры читайте: «Геном человека: как это было и как это будет» [1]. – Ред.
 
Для выполнения команд этот код должен быть интерпретирован (прочтен), а информация из последовательности оснований реализована (через РНК и белки) в наборе химических реакций в цитоплазме (рис. 1). 
 
synthbio01
 
Рисунок 1. Схематическое изображение клетки. ДНК клетки – «программный код», в котором заключена вся необходимая для жизни информация, а цитоплазма (внутреннее содержимое клетки) – «способ реализации» кода (среда, которая интерпретирует зашифрованную в ДНК информацию). Зеленые точки – рибосомы; красным обозначены каналы, через которые происходит обмен с окружающей средой. Масштаб не соблюден. Рисунок автора статьи.
 
Последние в конечном счете детерминируют все свойства живого, и это справедливо для всех организмов – от бактерий и архей до высших эукариот, что подчеркивает фундаментальность такого механизма. За многие миллионы лет эволюции организмы приобретали (и до сих пор это делают) различные гены, которые помогали им лучше приспосабливаться к условиям в своей нише. Поэтому разные живые существа имеют отличающиеся геномы, которые адаптированы к соответствующим условиям жизни, хотя некоторые элементы схожи (консервативны) у самых филогенетически удаленных организмов.
 
Для «чтения» информации, закодированной в ДНК, ученые прибегают к различным методам секвенирования*, прочитывая каждый символ (основание) и получая в конечном итоге последовательность (на компьютере), аналогичную геному клетки (рис. 2).
 
* – О новых методах чтения ДНК рассказано в статьях «454-секвенирование (высокопроизводительное пиросеквенирование ДНК)» [2], «Секвенирование единичных клеток (версия – Metazoa)» [3] и «Разработан метод анализа экспрессии генов на уровне индивидуальных клеток» [4], а о проблемах, связанных с нарастающими темпами секвенирования полных человеческих геномов (в том числе и в России), – в обзоре «Код жизни: прочесть не значит понять» [5]. – Ред.
 
02.posledovatelnost DNK
 
Рисунок 2. Пример отображения «прочтенной» последовательности ДНК. Буквы означают азотистые основания (а – аденин, t – тимин, g – гуанин, c – цитозин). Фрагмент последовательности гена гемоглобина человека взят из GenBank (номер DQ659148.1).
 
Концепция синтетической биологии
 
Синтетическая биология как наука появилась в начале этого века [6], когда были получены искусственные простые генно-регуляторные системы. Так, в 2000 году был сконструирован генетический триггер, который переключается между двумя стабильными состояниями в бактерии E. coli под действием термического или химического стимулов (рис. 3) [7]. Это напоминает электрическую цепь с несколькими переключателями (гены и белки) и выходным сигналом («лампочкой»), которым может быть изменение состояния клетки – например, синтез флуоресцентного белка*. Удавшийся эксперимент ознаменовал новые возможности в молекулярной и клеточной биологии и стал одним из первых шагов в создании «искусственной» жизни.
 
* – О многообразии флуоресцентных белков и их применении в биологических исследованиях рассказывают статьи: «Флуоресцирующая Нобелевская премия по химии» [8], «Флуоресцентные белки: разнообразнее, чем вы думали!» [9], «„Нарисуем“ живую клетку» [10]. – Ред.
 
03.gennyj perekljuchatel
 
Рисунок 3. Переключатель из двух генов и гена-репортёра. Оба гена (красный и синий) взаимно репрессируют друг друга (тупая стрелка), и когда экспрессия одного подавлена, второй ген активируется. В качестве инактиваторов экспрессии в этой модели используются химический агент и тепловой шок (нагревание). Второй ген активирует третий (зеленый), экспрессирующий флуоресцентный белок, свечение которого можно зарегистрировать. Рисунок автора статьи.
 
В настоящее время под синтетической биологией понимают создание новых биологических конструктов и систем, а также изменение природных живых систем с целью получения организма с желаемыми качествами [11]; опорой для этого служат математические модели (пример – триггер Жакоба-Моно). Первое подразумевает синтез генома de novo, второе – целенаправленное изменение уже существующего (внесение или удаление его элементов).
 
Минимальный геном
 
Минимальный геном – важная концепция в контексте синтетической биологии. Он представляет собой наименьшее число генетических элементов, которые необходимы для существования свободноживущего клеточного организма [12]. Это понятие тесно связано с видовой специфичностью и внешними факторами (должны быть обеспечены неограниченность ресурсов, оптимальные физические условия, отсутствие конкуренции) и зависит от конечной цели [13]; без учета этого такая концепция теряет свою ценность из-за неспособности поддерживать жизнь (по крайней мере, современного типа). Предпосылкой к этому стал поиск минимально необходимого числа генов [14], которое достаточно для клетки (при вышеперечисленных условиях). Для этого было проведено сравнение самого короткого генома среди свободноживущих организмов – Mycoplasma genitalium (0,58 млн п.н. (миллиона пар нуклеотидов), около 524 генов) – с геномом Haemophilus influenza (1,83 млн п.н., около 1788 генов), после чего были найдены 256 генов-кандидатов, достаточных для поддержания жизни современного типа. Помимо предсказательной модели, для поиска необходимых генов (при идеальных условиях) использовали экспериментальные подходы: транспозонный мутагенез, последовательное выключение генов и подавление генной экспрессии антисмысловыми РНК.
 
Первый подход основан на трансформации (трансфекции) клеток вектором, содержащим транспозон (мобильный, то есть способный перемещаться в геноме, элемент) и селективный маркер (например, маркер резистентности к антибиотикам), по которому можно будет отобрать бактериальные колонии, в которые попал вектор. Транспозон встраивается в гены клетки-хозяина, «разрывая» и инактивируя их (рис. 4). 
 
04.transpozonnyj mutagenez
 
Рисунок 4. Схематичное изображение транспозонного мутагенеза. Рисунок автора статьи.
 
Если вставка произошла в жизненно необходимом гене (генах), то клетка погибает, не оставляя потомков, и колония не формируется; при этом клетка толерантна к вставкам в не жизненно важных генах (главный принцип: если ген может быть «разорван», то без него клетка может обойтись в данных условиях). Дальнейший отбор на селективной среде и изучение гено-/фенотипа позволяют установить инактивированные гены. Однако некоторые необходимые гены могут оказаться толерантными к транспозиции, а уменьшение скорости роста, которое вызывают некоторые мутировавшие «второстепенные» гены, может сформировать ложное представление об их значимости – экспериментатор рискует ошибочно принять одни за другие [15].
 
Направленный синтез антисмысловых РНК (РНК, которые комплементарно связываются с мРНК целевого гена, формируя двухцепочечный нетранслируемый комплекс) в клетках подавляет экспрессию гена на посттранскрипционном уровне, что используется для его целевой инактивации (рис. 5) [16]. 
 
05.blokirovanie transljacii
 
Рисунок 5. Механизм блокирования трансляции антисмысловой РНК. Образуя двухцепочечный комплекс (по принципу комплементарности) с матричной РНК, антисмысловая (antisense) РНК препятствует трансляции (синтезу белкового продукта гена). Рисунок с сайта www.scq.ubc.ca.
 
Проблема заключается в том, что не всегда удается достичь адекватной экспрессии антисмысловой РНК, и это накладывает свои ограничения на применение такого метода. На основе вышесказанного (и с использованием некоторых других методов) в более позднем исследовании [17] было охарактеризовано 206 генов, необходимых для поддержания жизни клетки с минимальным размером генома. Генетический аппарат такой клетки кодирует почти полный набор белков, отвечающих за репликацию (белки реплисомы, вспомогательные белки), транскрипцию (полимеразы и т.д.) и менее полный комплекс белков трансляции (субъединицы рибосом, факторы трансляции), а также сильно редуцированные системы репарации ДНК и регуляции транскрипции. В этой клетке нет путей биосинтеза аминокислот, редуцирован биосинтез липидов и углеводов, а в качестве источника энергии выступает субстратное фосфорилирование – примитивный способ синтеза богатых энергией соединений (рис. 6, более детально – см. [17]).
 
06.metabolizm kletki s minimalnym genomom
 
Рисунок 6. Метаболизм клетки с минимальным геномом. В белых боксах приведены классификационные номера ферментов и названия кодирующих их генов. В зеленых –промежуточные и конечные продукты метаболизма, а в розовых – источники химической энергии. Рисунок из [17].
 
Важность модели минимального генома заключается в возможностях лучше понять фундаментальные принципы жизни, руководствуясь более простой системой; исходная простота также помогает лучше контролировать такую систему при добавлении новых, усложняющих ее, функциональных конструктов. Имея наборы жизненно необходимых генов, можно построить более сложные модули для последующих систем (синтетических геномов), а также предсказать «уязвимые места» клеток, на которые можно воздействовать в своих целях (например, таргетное производство новых антибиотиков против патогенных организмов).
 
Синтезированная жизнь
 
Одним из триумфов в синтетической биологии стал синтез de novo генома Mycoplasma genitalium [18, 19] (рис. 7). 
 
07.shema sinteza organizmov
 

 

Рисунок 7. Общая схема синтеза организмов de novo. Рисунок с сайта www.jcvi.org.
 
Бактерия с синтезированным геномом длиной более 580 т.п.н. (точнее – 582970 п.н.) получила название Mycoplasma genitalium JCVI-syn1.0 (справа – электронная микрофотография этих клеток с сайта www.jcvi.org) в честь института, в котором проводились работы (J. Craig Venter Institute). 
 
Использование бактерий в качестве модельной системы удобно из-за небольших размеров генома, быстрого роста бактериальных колоний и простоты трансплантации синтезированной хромосомы в клетку-реципиент. 
 
Первоначально весь геном был смоделирован на компьютере, где в межгенных областях (последовательностях ДНК между генами), толерантных к транспозиции, фрагменты ДНК иерархично собирались во всё более крупные части. 
 
На первом этапе собирались участки ДНК («кассеты», 101 штука) длиной 5–7 т.п.н. с перекрывающимися последовательностями для соединения друг с другом (последняя кассета полностью перекрывается с первой для замыкания в кольцо – типичную форму существования ДНК в бактериальных клетках) (рис. 8). 
 
08.shema sborki genoma
 
Рисунок 8. Схема сборки генома M. genitalium JCVI-syn1.0. Рисунок автора статьи.
 
Затем методами in vitro-рекомбинации (комплекс генно-инженерных методов, в основе которого – манипуляции in vitro, приводящие к образованию новых гибридных молекул ДНК) такие кассеты были собраны по четыре и в составе BAC-вектора (bacterial artificial chromosome, одна из форм передачи в клетку крупных фрагментов ДНК, в нашем случае – 10–20 т.п.н.) перенесены в E. coli для дальнейшей их наработки. (Дело в том, что без этапа многократного «размножения» в бактериях получить нормальные копии фрагментов «в пробирке» невозможно по ряду причин.)
 
В несколько этапов из таких модулей были собраны последовательности вплоть до вставок размером 1/4 генома M. genitalium, после чего возникли трудности со сборкой бОльших по размеру фрагментов ДНК. Эта проблема была решена использованием TAR-вектора (специальный вектор для клонирования в дрожжевые клетки, «искусственная хромосома») и копированием конструкций в дрожжах S. cerevisiae. Выделение вектора со вставкой синтезированного генома и последующая аннотация последнего показали идентичность смоделированной на компьютере и полученной последовательностей.
 
После этого похожим способом был синтезирован геном Mycoplasma mycoides* (M. mycoides JCVI- syn1.0, рис. 9) [20], но, в отличие от предыдущего эксперимента, он был успешно трансплантирован в клетку-реципиент M. capricolum с получением жизнеспособной бактерии. 
 
* – Об этом подробно рассказано в статьях «Создано первое живое существо с синтетическим геномом» [21] и «Жизнь в эпоху синтетической жизни» [22]. – Ред.
 
09.shema sborki genoma
 
Рисунок 9. Схема сборки генома M. mycoides JCVI-syn1.0. Рисунок из [20].
 
Несмотря на природное происхождение плазматической мембраны и цитоплазмы, такие бактерии проявляли фенотипические признаки клеток M. mycoides. Данный эксперимент показывает функциональную релевантность искусственной хромосомы и процесс перехода от «программы» к ее «реализации».
 
В настоящий момент экспериментаторы-«синтетики» ведут работы по минимизации размера генома M. mycoides JCVI-syn1.0, руководствуясь подходами, описанными ранее («выключение» генов в целом геноме или предсказание жизненно важных элементов и затем синтез de novo). Возможно, в скором времени число «синтетических» бактерий увеличится еще на одну, но на этот раз это будет не встречающийся в природе организм – упрощенный вариант своего природного аналога.
 
«Язык программирования» жизни
 
Создание контролируемой и отлаженной системы требует строгой типизации действий и четкого набора правил и инструкций; более того, наличие формализованного языка существенно повышает воспроизводимость результатов. Так, в 2011 году появляется «язык», на котором возможно «общаться» в контексте синтетической биологии – SBOL (Synthetic Biology Open Language) [23], чем-то напоминающий язык программирования. Он представляет собой набор стандартных компонентов (building blocks, строительных блоков), которые отражают различные генетические элементы (рис. 10). 
 
10.elementy SBOL
 
Рисунок 10. Графические элементы SBOL. Рисунок с сайта www.sbolstandard.org.
 
Их комбинация составляет генетические конструкты с определенными функциями, хранящиеся в виде библиотеки, благодаря чему можно пользоваться уже готовыми шаблонами (или конструктами) или уточнять их для своих нужд благодаря иерархичности языка. Таким образом, от задания последовательности нуклеотидов в геноме мы переходим к более высокому уровню сборки из комплекса последовательностей, связанных функциональной значимостью.
 
Камни преткновения
 
В связи со своей упрощенностью синтетические организмы очень требовательны к условиям роста, проигрывая в гибкости своим природным аналогам. Кроме того, значительно более медленный рост причиняет неудобства во время их изучения и практического использования (есть и обратный эффект [24]). Необходимость больших ресурсов для получения и исследования синтетических организмов также провоцирует определенные затруднения. Однако такие системы дают детальное представление о взаимодействии генов и гораздо больший контроль при добавлении различных биохимических путей. К сожалению, пока все исследования проведены на бактериях (в связи со сложностью эукариотических организмов: замысловатой эпигенетической регуляцией*, большой длиной генома и особенностями его организации), хотя сейчас совместными усилиями многих ученых реализуется проект по синтезу генома дрожжей Saccharomyces cerevisiae (Synthetic Yeast 2.0) [25]. 
 
* – Под этим термином понимают влияния на экспрессию генов, не затрагивающие последовательность нуклеотидов ДНК. Эпигенетические модификации хроматина просто определяют, как наследственную информацию нужно «считывать» – каким генам молчать, а каким – работать: «Развитие и эпигенетика, или история о минотавре» [26], «Катится, катится к ДНК гистон» [27]. Эти модификации порой не менее значимы для здоровья человека, чем нарушающие первичную структуру ДНК мутации: «Эпигенетические часы: сколько лет вашему метилому?» [28], «Эпигенетика поведения: как бабушкин опыт отражается на ваших генах?» [29], «Пилюли для эпигенома» [30]. – Ред.
 
Если цель будет достигнута, то это однозначно станет новым прорывом в искусстве создания синтетической жизни – состоится переход от прокариотических организмов к эукариотическим, а в дальнейшем, возможно, и к многоклеточным существам.
 
Прикладное значение
 
Получив модельную систему с заранее известными свойствами, ее можно усовершенствовать в зависимости от целей, которые стоят перед исследователем. Например, добавлять наборы генов, отвечающих за желаемые биохимические пути, в том числе комбинируя их так, чтобы получать новые, не встречающиеся в природе вещества [31]. Такие организмы могут стать потенциальными источниками энергии и продуцентами топлива, а также средством биоремедиации (очистки окружающей среды с помощью биологических объектов) [32, 33]. Они могут найти свое применение в генотерапии, а знание о жизненно необходимых для клетки генах может лечь в основу производства принципиально новых антибиотиков.
 
Заключение
 
Еще с давних времен люди пытались получить живое из неживого (см. Самозарождение), и если такие методы выглядят скорее как плод фантазии, то с развитием наук о живом и появлением молекулярной биологии стало накапливаться всё больше истинных данных о функционировании живого организма и роли генома в нём. Вступив в эру геномных технологий и расшифровки ДНК, ученые получили ключевой инструмент для искусственного создания геномов, что стало предпосылкой к зарождению синтетической биологии. Но... для окончательной сборки генома и получения работающей системы всё еще нужен другой живой организм, то есть по-прежнему справедливо «omnis cellula e cellula» («клетка происходит только от другой клетки», Рудольф Вирхов). Однако быстрое развитие ДНК-технологий* и изучение систем искусственных клеток (artificial cells) [34], способных имитировать клеточное деление [35], дают надежду на то, что этому постулату в будущем будет предложена достойная альтернатива.
 
* – Теперь генетические инженеры могут орудовать не только «по-старинке» – in vitro, – но и прямо в живых объектах. Особую популярность приобрели системы редактирования ZFN, TALEN и CRISPR/Cas9, основанные на сайт-специфическом действии нуклеаз in vivo: «А не замахнуться ли нам на... изменение генома?» [36], «CRISPR-системы: иммунизация прокариот» [37], «Мутагенная цепная реакция: редактирование геномов на грани фантастики» [38]. Однако это не означает, что апокалипсис не за горами – контроль, контроль и ещё много раз контроль (причем на законодательном уровне) никто не отменял. Зато победу над множеством тяжелейших недугов (и старостью?) это сулить может. – Ред.
 
Литература
  1. биомолекула: «Геном человека: как это было и как это будет»;
  2. биомолекула: «454-секвенирование (высокопроизводительное пиросеквенирование ДНК)»;
  3. биомолекула: «Секвенирование единичных клеток (версия – Metazoa)»;
  4. биомолекула: «Разработан метод анализа экспрессии генов на уровне индивидуальных клеток»;
  5. биомолекула: «Код жизни: прочесть не значит понять»;
  6. биомолекула: «Смыслы „жизни“»;
  7. Gardner T.S., Cantor C.R., Collins J.J. (2000). Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli. Nature. 403, 339–342;
  8. биомолекула: «Флуоресцирующая Нобелевская премия по химии»;
  9. биомолекула: «Флуоресцентные белки: разнообразнее, чем вы думали!»;
  10. биомолекула: «„Нарисуем“ живую клетку»;
  11. Сайт сообщества исследователей и лабораторий Synthetic Biology;
  12. Mushegian A. (1999). The minimal genome concept. Curr. Opin. Genet. Dev. 9, 709–714;
  13. Zhang L.Y., Chang S.H., Wang J. (2010). How to make a minimal genome for synthetic minimal cell. Protein Cell. 1, 427–434;
  14. Mushegian A.R., Koonin E.V. (1996). A minimal gene set for cellular life derived by comparison of complete bacterial genomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93, 10268–10273;
  15. Langridge G.C., Phan M.D., Turner D.J., Perkins T.T., Parts L., Haase J. et al. (2009). Simultaneous assay of every Salmonella Typhi gene using one million transposon mutants. Genome Res. 19, 2308–2316;
  16. Ji Y., Zhang B., Van S.F., Horn, Warren P., Woodnutt G. et al. (2001). Identification of critical staphylococcal genes using conditional phenotypes generated by antisense RNA. Science. 293, 2266–2269;
  17. Gil R., Silva F.J., Peret? J., Moya A. (2004). Determination of the core of a minimal bacterial gene set. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 68, 518–537;
  18. Gibson D.G., Benders G.A., Andrews-Pfannkoch C., Denisova E.A., Baden-Tillson H., Zaveri J. et al. (2008). Complete chemical synthesis, assembly, and cloning of a Mycoplasma genitalium genome. Science. 319, 1215–1220;
  19. биомолекула: «Геном, собранный вручную»;
  20. Gibson D.G., Glass J.I., Lartigue C., Noskov V.N., Chuang R.Y., Algire M.A. et al. (2010). Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science. 329, 52–56;
  21. Элементы: «Создано первое живое существо с синтетическим геномом»;
  22. биомолекула: «Жизнь в эпоху синтетической жизни»;
  23. Galdzicki M., Clancy K.P., Oberortner E., Pocock M., Quinn J.Y., Rodriguez C.A. et al. (2014). The Synthetic Biology Open Language (SBOL) provides a community standard for communicating designs in synthetic biology. Nat. Biotechnol. 32, 545–550;
  24. Juhas M. (2015). On the road to synthetic life: the minimal cell and genome-scale engineering. Crit. Rev. Biotechnol. 7, 1–8;
  25. биомолекула: «Синтетическая хромосома»;
  26. биомолекула: «Развитие и эпигенетика, или история о минотавре»;
  27. биомолекула: «Катится, катится к ДНК гистон»;
  28. биомолекула: «Эпигенетические часы: сколько лет вашему метилому?»;
  29. биомолекула: «Эпигенетика поведения: как бабушкин опыт отражается на ваших генах?»;
  30. биомолекула: «Пилюли для эпигенома»;
  31. Klein J., Heal J.R., Hamilton W.D., Boussemghoune T., Tange T.?., Delegrange F. et al. (2014). Yeast synthetic biology platform generates novel chemical structures as scaffolds for drug discovery. ACS< Synth. Biol. 3, 314–323;
  32. биомолекула: «Бактерии–нефтедеструкторы для биоремедиации супесчаных почв Воронежской области»;
  33. биомолекула: «Пределы биодоступности углеводородов в грунтах»;
  34. Hammer D.A., Kamat N.P. (2012). Towards an artificial cell. FEBS Lett. 586, 2882–2890;
  35. Zhu T.F., Szostak J.W. (2009). Coupled growth and division of model protocell membranes. J. Am. Chem. Soc. 131, 5705–5713;
  36. биомолекула: «А не замахнуться ли нам на... изменение генома?»;
  37. биомолекула: «CRISPR-системы: иммунизация прокариот»;
  38. биомолекула: «Мутагенная цепная реакция: редактирование геномов на грани фантастики».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
08.10.2015

Частичное перепрограммирование восстанавливает молодую экспрессию генов за счет временного подавления идентичности клеток

 Авторы: Antoine Roux, Chunlian Zhang, Jonathan Paw, José Zavala-Solorio, Twaritha Vijay, Ganesh Kolumam, Cynthia Kenyon, Jacob C. Kimmel     Аннотация   Сообщалось, что временная индукция...

Читать далее

Профилирование эпигенетического возраста в отдельных клетках

 Авторы: Александр Трапп, Чаба Керепеси, Вадим Николаевич Гладышев     Аннотация   Метилирование ДНК определенного набора динуклеотидов CpG стало критическим и точным биомаркером процесса старения. Многовариантные модели машинного обучения, известные как...

Читать далее

Эпигенетические часы показывают омоложение во время эмбриогенеза, с последующим старением

      Краткое содержание   Представление о том, что клетки зародышевой линии не стареют, возникло еще  с 19-го века от идей Августа Вейсманна. Однако...

Читать далее

Мультиомиксное омоложение клеток человека путем кратковременного перепрограммирования в фазе созревания

      Краткое содержание   Старение - это постепенное снижение физической формы организма, которое со временем приводит к дисфункции тканей и заболеваниям. На клеточном...

Читать далее

Универсальный возраст по метилированию ДНК в тканях млекопитающих (препринт)

Новые результаты       Старение часто воспринимается как дегенеративный процесс, вызванный случайным накоплением клеточных повреждений с течением времени. Несмотря на это, возраст можно...

Читать далее

Ограниченное омоложение старых гемопоэтических стволовых клеток в молодой нише костного мозга

      Гемопоэтические стволовые клетки (HSC) с возрастом обнаруживают функциональные изменения, такие как снижение регенеративной способности и миелоидно-зависимая дифференцировка. Ниша HSC, которая...

Читать далее

Разведение плазмы улучшает когнитивные функции и снижает нейровоспаление у старых мышей

      Наше недавнее исследование установило, что факторы молодой крови не являются причиной и не являются необходимостью для системного омоложения тканей млекопитающих...

Читать далее

Пора кончать со старой кровью - Джош Миттельдорф

      2020 год обещает нам, что мы сможем сделать наши тела молодыми без явного восстановления молекулярных повреждений, но лишь просто изменив...

Читать далее

Омоложение тканей трех зародышевых листков путем замены плазмы старой крови солевым раствором альбумина

     Аннотация   Гетерохронный обмен крови омолаживает старые ткани, и большинство исследований о том, как это работает, фокусируется на молодой плазме, ее фракциях...

Читать далее

Обращение возраста: измерение эпигенетического возраста двух разных видов с помощью одних часов

   Аннотация   Известно, что молодая плазма крови оказывает благотворное влияние на различные органы у мышей. Однако не было известно, омолаживает ли молодая...

Читать далее

Прорыв в омоложении

  Если вы избегаете громких заявлений и в течении длительного времени соблюдаете дисциплину недосказывания посреди яркого неонового мира, то возможно вы...

Читать далее

Трансплантация ACE2-мезенхимальных стволовых клеток улучшает результат лечения у пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19

Озвучить текст роботом: 

    Краткое содержание   Коронавирус (HCoV-19) вызвал новую вспышку коронавирусной болезни (COVID-19) в Ухане, Китай. Профилактика и реверсия...

Читать далее

Диагностика старения на основе 9 признаков «Hallmarks of Aging»

  “Если вы не можете измерить это, вы не можете улучшить его”, — так сказал Уильям Томсон, великий ирландский физик известный...

Читать далее

Паттерны биомаркеров старения, смертности и вредных мутаций проливают свет на начинающееся старение и причины ранней смертности - Гладышев 2019

Основные моменты Смертность от возрастных заболеваний U-образная с надиром ниже репродуктивного возраста Количественные биомаркеры старения постоянно меняются на протяжении всей жизни Бремя мутаций...

Читать далее

Клеточное старение. Определение пути вперед

Клеточное старение - это состояние клетки, вовлеченное в различные физиологические процессы и широкий спектр возрастных заболеваний. В последнее время быстро растет...

Читать далее

Видео: Суть старения и путь к долголетию - Гладышев В.Н.

Лекторий МГУ: Вадим Николаевич Гладышев, 28 мая 2019 г. 17.00Тема лектория: «Суть старения и путь к долголетию». Профессор Факультета биоинженерии и...

Читать далее

Японцы получили разрешение скрестить эмбрион человека и животного

Ученые давно проводят эксперименты по выведению различных гибридных видов животных. Как правило, это относится к лабораторным животным, опыты над которыми...

Читать далее

Мыши смогли восстановить ампутированные пальцы при помощи двух белков

  Возможно, в будущем люди смогут восстанавливать потерянные конечности — на это, во всяком случае, намекают медицинские эксперименты. Ученым уже известно...

Читать далее

Израильские учёные разработали универсальное лечение против рака

    Небольшая группа израильских учёных считает, что они нашли первое универсальное лечение против рака.  «Мы считаем, что через год мы предложим универсальное...

Читать далее

Клинические испытания первой омолаживающей терапии

    Самое первое человеческое испытание сенолитических лекарств, было объявлено ещё в июне, и большая часть мира практически не обратила внимания на него...

Читать далее

Старение внеклеточного матрикса

    Данная статья собрана из нескольких моих ранних заметок о влиянии внеклеточного матрикса на процесс старения. Текст статьи будет обновляться — я планирую...

Читать далее

Обзор достижений в борьбе со старением в 2018 году

   Каким был 2018 год в борьбе со старением? Год начался с хорошей новости. Под давлением общественности, ученых, организаций и сторонников борьбы со...

Читать далее

Таблетка от старости и кровь младенцев: достижения науки о старении в 2018 году

    2018-й принес обнадеживающие результаты в борьбе со старением и стал годом взрывного роста бизнеса на бессмертии. Начались испытания сенолитика — препарата, убивающего стареющие клетки, ключевого...

Читать далее

Китайский ученый заявил о рождении первых в мире генетически модифицированных детей

  Китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о рождении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов. По словам ученого, родились близняшки, у которых он попытался создать устойчивость к заражению...

Читать далее

Новая веха в медицине: Создан первый в мире сканер для всего тела

    Исследователи и ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе со своими китайскими коллегами из компании United Imaging Healthcare (UIH) создали аппарат...

Читать далее

Первая искусственная роговица, напечатанная на 3D-принтере, уже готова для трансплантации

    Роговица — это крайне важная, но очень хрупкая часть нашего органа зрения. Она очень легко подвержена травмам и различным заболеваниям...

Читать далее

Ученые создают лазерный кожный регенератор из «Стартрека»

     Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» продолжают проникать в нашу реальную жизнь. Мы уже читали о медицинском трикодере, слышали о разработках...

Читать далее

Ученые создали универсальные имплантаты, которые не будут отторгаться организмом

  Любые материалы (в том числе и биологические), которые не созданы нашим организмом, в любом случае являются чужеродными и будут отторгаться...

Читать далее

«Получи я миллиард долларов сегодня, мы победили бы старение на 10 лет раньше. Это 400 миллионов жизней»

      Обри де Грей: большое интервью   В Москву на конференцию «Future in the City», которая пройдет 18 и 19 июля в башне «Империя» в Москва-Сити...

Читать далее

Генетик из Гарварда создал стартап по омоложению собак

В дальнейшем ученый намерен распространить исследования на людей.     Генетик, молекулярный инженер и химик Джордж Черч из Гарварда основал стартап Rejuvenate Bio...

Читать далее

Как наука приближает бессмертие к реальности?

    Поиски Понсе де Леоном фонтана вечной молодости могут быть легендой, но основная идея — поиск лекарства от старости — вполне реальна. Люди...

Читать далее

Секрет вечной жизни точно скрывается в наших клетках

    Однажды могущественный шумерский король по имени Гильгамеш отправился на происки, как это часто делают персонажи мифов и легенд. Гильгамеш стал...

Читать далее

Геронтологи готовы к прорыву

Остановись, старенье!   Ведущие ученые из 17 стран приехали в Россию, чтобы решить проблему старения. Именно теперь, по их мнению, накоплен критический...

Читать далее

Моя улучшенная версия: как жить вечно

      Джордж Чёрч [George Church] возвышается над большинством людей. У него длинная серая борода волшебника Средиземья, а работа всей его жизни...

Читать далее

Клеточная терапия без клеток: омоложение внеклеточными везикулами

  Восстановление сердечной мышцы после месяца терапии внеклеточными везикулами. Иммунные метки: агглютинин (красный), тропонин (зеленый) и DAPI (голубой)   Исследователи Колумбийского университета, работающие...

Читать далее

Биологи впервые собрали мышиный «эмбрион» прямо из стволовых клеток

  Бластоциста состоит из внешнего слоя клеток, из которого развивается плацента, и внутреннего – будущего детёныша. Здесь и ниже иллюстрации Nicolas...

Читать далее

Способ борьбы со старением: обращение вспять процесса снижения концентрации НАД+

    Старение сопровождается развитием метаболических нарушений и дряхлением. Недавние исследования продемонстрировали, что снижение уровня никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) – ключевой фактор замедления обменных процессов, связанного...

Читать далее

Лекарства от старения, и Где они обитают

Время напрямую людей не убивает, старение – это биологический процесс. Есть группа заболеваний, которые называют возраст-ассоциированными, или старческими. Основным фактором риска...

Читать далее

Создан микроскоп, позволяющий наблюдать за движением клеток внутри организма

Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза усовершенствовали метод флюоресцентной микроскопии таким образом, что теперь с ее помощью можно снимать в...

Читать далее

Ученые имплантировали маленький человеческий мозг мыши

Имплантация органов и тканей – вещь в науке далеко не новая. Не первый день существуют и так называемые кортикальные наборы...

Читать далее

В человеческих клетках впервые обнаружена новая форма ДНК

Ученые из австралийского Института медицинских исследований Гарвана сообщили об открытии в клетках человеческого организма необычных структур ДНК – i-мотивов (intercalated-motif...

Читать далее

Нанонож лишнего не отрежет: хирурги тестируют точечную терапию рака

Самое распространенное среди мужчин онкологическое заболевание, рак простаты, которым страдает примерно четверть пациентов урологических стационаров, до недавнего времени лечили хирургически — удаляли...

Читать далее

В США впервые в мире провели комплексную пересадку пениса и мошонки

Врачам из больницы Джона Хопкинса (штат Мэриленд) удалось провести успешную комплексную трансплантацию пениса и мошонки. Операция длилась 14 часов, в...

Читать далее

Антиоксидант MitoQ омолаживает сосуды

Результаты, полученные исследователями университета Колорадо в Боулдере, работающими под руководством профессора Дага Силса (Doug Seals), еще раз подтвердили, что применение...

Читать далее

Эпидемия молодости: как прожить 120 лет и стать счастливым

    Около 5% нынешних молодых и богатых проживут 120 лет и дольше, считают биохакеры. Читайте, что для этого нужно делать. Осенью 2017...

Читать далее

Имплантация пигментного слоя сетчатки помогла сохранить зрение

    Борьба с заболеваниями, которые в той или иной степени угрожают жизни человека – одно из самых приоритетных направлений современной медицины...

Читать далее

В США протестировали мозговой имплантат для улучшения памяти

    Американские исследователи провели проверку имплантата-электростимулятора, призванного усилить память. В среднем способность к запоминанию слов удалось улучшить на 15%. Если технология пройдет...

Читать далее

Ученым впервые удалось воссоздать легочную ткань

    Лечение стволовыми клетками находит все большее применение в медицинской практике. Так, например, группа китайских ученых из Университета Тунцзи не так...

Читать далее

Ученые МИЭТа планируют начать серийное производство аппарата вспомогательного кровообращения для детей уже в этом году

    В 2012 году благодаря ученым нашего университета была осуществлена первая в России успешная операция по имплантации «искусственного сердца» человеку. К...

Читать далее

Первый шаг к тканеинженерным надпочечникам

    Исследователи лондонского университета королевы Марии, работающие под руководством доктора Леонардо Гуасти (Leonardo Guasti), использовали репрограммированные клетки для создания первого прототипа...

Читать далее
Image

Оцифровка пользователя, Моделирование, 3D-визуализация.

Создание подробной цифровой копии на основе данных из медкарты.

Анализ данных. Исправление показателей организма.

Image

Взаимодействие цифровых профилей с целью улучшения показателей.

Обмен знаниями, проведение общих исследований.

Загрузка личного аватара в 3D мир. Игрификация, соревнования.

Image

В разработке

  • Официальная страница о медицинских чат-ботах на сайте Сверхчеловечество.рф
  • Подробности разработки чат-бота для проекта "Карта управления возрастом" (для партнеров и разработчиков) здесь:
Image

Обзор мировых разработок по хранению данных в разработке

Хранилище данных для Электронной Медицинской Карты Управления Возрастом в разработке

Материалы по теме:

Image

Основное взаимодействие планируется производить посредством Социальной сети:

Также существует множество специализированных телемедицинских сервисов:

Image

Данный раздел находится в разработке и будет доступен после запуска Электронной медицинской Карты Управления Возрастом:

Image

Основной материал сайта по теме искусственного интеллекта в медицине здесь:

На основе данной статьи будет определяться разработчик искусственного интеллекта для данной системы управления возрастом.

Image

ВАШ ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В БОРЬБУ СО СТАРЕНИЕМ

Скооперируйтесь с тысячами других участников и создайте любой проект в области антистарения, проведите научные исспедования

Площадка для создания и финансирования проектов. Официальная страница сайта Сверхчеловечество.рф для сбора средств на ускорение прогресса в области омоложения:

Image
Image

Основная страница сайта Сверхчеловечество.рф о создании и участии в клинических испытаниях терапий антистарения и отката возраста организма здесь: