Генная инженерия набирает обороты. Разработки в сфере редактирования геномов не перестают удивлять. Уже представлены технологии, которые могут нести реальную угрозу для человечества. Приходите на лекцию и узнаете про самые невероятные инновации на базе технологии CRISPR/Cas9.
Индуцированные плюрипотентные клетки человека в регенеративной медицине Ilya Klabukov
Индуцированные плюрипотентные клетки человека в регенеративной медицине - Киселев Сергей Львович, д.б.н., профессор, НИЦ «Курчатовский институт», г. Москва
http://bioinformaticsinstitute.ru/guests
В пятницу 10 октября в 19.00 Мария Шутова (ИоГЕН РАН) выступала в Институте биоинформатики с открытой лекцией, посвященной изучению рака.
Рак -- одна из наиболее распространенных причин смерти по всему миру. В лекции рассматривается, как знания об эволюции, работе генома, репрограммировании, а также использование биоинформатических методов помогли лучше понять, как развивается раковая опухоль и предложить новые методы лечения разнообразных типов рака. Рассмотрены мышиные модели развития рака и интересные результаты, которые были получены с их помощью.
http://bioinformaticsinstitute.ru/lectures
Гостевая лекция Института биоинформатики, 9 октября 2014. Лектор -- Мария Шутова (ИоГЕН РАН).
За последние десять лет плюрипонтентные клетки стали героями двух Нобелевских премий и многих тысяч научных и научно-популярных статей. Их уникальная возможность превращаться в любую клетку взрослого организма до сих пор дает пищу для ума как биологам развития, так и ученым, ищущим способы лечения генетических заболеваний. В лекции будет рассказано о двух типах плюрипотентных клеток: "естественных" (эмбриональные стволовые клетки) и "искусственных" (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки). Отдельно мы остановимся на том, как знания о работе транскрипционных факторов помогли репрограммировать клетки, и как эти "искусственные" плюрипотентные клетки можно использовать в медицине.
Генная инженерия набирает обороты. Разработки в сфере редактирования геномов не перестают удивлять. Уже представлены технологии, которые могут нести реальную угрозу для человечества. Приходите на лекцию и узнаете про самые невероятные инновации на базе технологии CRISPR/Cas9.
Индуцированные плюрипотентные клетки человека в регенеративной медицине Ilya Klabukov
Индуцированные плюрипотентные клетки человека в регенеративной медицине - Киселев Сергей Львович, д.б.н., профессор, НИЦ «Курчатовский институт», г. Москва
http://bioinformaticsinstitute.ru/guests
В пятницу 10 октября в 19.00 Мария Шутова (ИоГЕН РАН) выступала в Институте биоинформатики с открытой лекцией, посвященной изучению рака.
Рак -- одна из наиболее распространенных причин смерти по всему миру. В лекции рассматривается, как знания об эволюции, работе генома, репрограммировании, а также использование биоинформатических методов помогли лучше понять, как развивается раковая опухоль и предложить новые методы лечения разнообразных типов рака. Рассмотрены мышиные модели развития рака и интересные результаты, которые были получены с их помощью.
http://bioinformaticsinstitute.ru/lectures
Гостевая лекция Института биоинформатики, 9 октября 2014. Лектор -- Мария Шутова (ИоГЕН РАН).
За последние десять лет плюрипонтентные клетки стали героями двух Нобелевских премий и многих тысяч научных и научно-популярных статей. Их уникальная возможность превращаться в любую клетку взрослого организма до сих пор дает пищу для ума как биологам развития, так и ученым, ищущим способы лечения генетических заболеваний. В лекции будет рассказано о двух типах плюрипотентных клеток: "естественных" (эмбриональные стволовые клетки) и "искусственных" (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки). Отдельно мы остановимся на том, как знания о работе транскрипционных факторов помогли репрограммировать клетки, и как эти "искусственные" плюрипотентные клетки можно использовать в медицине.
Ядерный век прошел, и становится все понятнее, что в фокусе науки 21-го века будут живые системы, медицина, и человек во всех его проявлениях. Здесь осуществляются самые масштабные финансовые вливания, и на эту отрасль человечество возлагает самые большие надежды. Все чаще слышатся предметные обсуждения тем, казавшихся еще недавно научной фантастикой: сможет ли человечество победить старение, рак, и другие смертельные заболевания? Сможет ли менять свой геном по собственному желанию? Будем ли мы хозяевами своим телам в той же мере, как мы хозяйничаем на Земле?
Многие десятилетия биология и медицина развивались как описательные науки. Однако по мере созревания и накопления информации, любая наука рано или поздно переходит на более точный язык - язык математики. Проект "Геном человека" обеспечил технологический прорыв, который будет питать науку о живом еще много лет - но который также поставил много новых глобальных вопросов перед современными учеными.
Гостевая лекция Института биоинформатики. Подробнее: http://bioinformaticsinstitute.ru/lectures/1218
Несмотря на несерьезное название, на лекции разговор пойдет о важной проблеме в работе биоинформатика, почти любая реальная задача которого связана с обработкой и анализом больших данных. И решить задачу нужно не только правильно, но и эффективно. Процесс решения можно условно разделить на две части: «придумать», как решать, и «обучить» этому компьютер. И на лекции речь пойдет именно об эффективном «обучении».
Наивно реализованные алгоритмы работают неприемлемо долго, когда дело доходит до гигабайтов реальных данных. От биоинформатика уже требуются не просто базовые навыки программирования, но и знание технических нюансов. И даже у профессионального программиста уйдет немало времени, например, чтобы выгодно использовать возможности Hadoop при работе с Big Data. Так можно ли современному ученому обойтись без тщательного изучения кучи языков, библиотек и фреймворков и сосредоточиться именно на решении?
Генетическая инженерия сегодня
Патрушев Лев Иванович, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории биотехнологии Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
synbio2012.ru
Хромосомы представляют собой нуклеопротеидные структуры, которые находятся в ядре эукариотической клетки, содержащей ядро. Хромосомы наиболее заметны в таких фазах клеточного цикла, как митоз и мейоз. Далее в статье будет приведено описание этих структур. Выясним также, сколько пар хромосом у человека.
Новостной блок с семинара по трансгуманизму и научному иммортализму в Москве. Новости нанотехнологий, биотехнологий, информационных технологий и когнитивной науки за ноябрь 2008 года.
7. Древняя ДНК: проблемы
• деградация
– короткие фрагменты
• современные секвенаторы заточены ровно под это
• модификации
– специального вида
• можно игнорировать, можно использовать как
контроль
• контаминация
– деградация и модификации как
экспериментальный контроль
– сравнение с современными
последовательностями – вычислительный
контроль
8. Люди изучают мамонтов десятки тысяч лет
Пещера Руффиньяк (Франция)
Новое Авдеево (Курская обл.)
Мальта (Иркутская обл.)
16. Это еще не конец истории:
«три (пещерных) медведя»
Денисова (Алтай)
17. А что белый медведь?
• Это не вид, а разновидность бурого медведя
• Бурые медведи разделились 500 тыс. лет
назад
• Белые медведи отделились от ближайших
бурых (Аляска, архипелаг Александра) 150-
190 тыс. лет назад
• Белые медведи разделились ~135 тыс. лет
назад (с учетом древней ДНК, Норвегия)
• Современные белые медведи разделились
~45 тыс. лет назад
Lindqvist C et al. PNAS 2010;107:5053-5057
18. Но: интрогрессия
митохондриальной ДНК бурого
медведя
• Древняя митохондриальная ДНК белого медведя
(Шпицберген, 130-110 тыс. лет; Северная
Норвегия, 115 тыс. лет) не похожа на
современную.
• Современные – потомки ирландской матери.
Edwards et al.,
7 July 2011
24. Fig. 1 Samples and sites from which DNA was retrieved.
R E Green et al. Science 2010;328:710-722
Published by AAAS
25. Fig. 5 Segments of Neandertal ancestry in the human reference genome.
R E Green et al. Science 2010;328:710-722
Cегменты, похожие у кроманьонцев и неандертальцев, могут
сильно отличаться у европейцев (синий цвет, верхний левый
квадрант), но не у европейца с африканцем (красный цвет).
Это потому, что у части европейцев они кроманьонские, а у
части – неандертальские.
1-4% генома евроазиатов – неандертальского
происхождения
26. Fig. 6 Four possible scenarios of genetic mixture involving Neandertals.
R E Green et al. Science 2010;328:710-722
Published by AAAS
Самый
вероятный
сценарий
250-440 тыс. лет назад
50-100 тыс. лет назад
(выход из Африки)
30. J Krause et al. Nature 464, 894-897 (2010) doi:10.1038/nature08976
Phylogenetic tree of complete mtDNAs.
1 млн. лет
~450-500 тыс. лет
~200 тыс. лет
~100 тыс. лет
31. D Reich et al. Nature 468, 1053-1060 (2010) doi:10.1038/nature09710
A neighbour-joining tree based on pairwise autosomal DNA
sequence divergences for five ancient and five present-day hominins.
неандертальцы
бушмен
китаец
папуас
негр
европеец
кроманьонцы
Кавказ
Хорватия
разно-
образие в
Африке
32. D Reich et al. Nature 468, 1053-1060 (2010) doi:10.1038/nature09710
A model of population history compatible with the data.
~2.5% генома
~5% генома
Кроманьонец-неандерталец:
800 т.л. (средний участок)
270-440 т.л. (расхождение видов)
Денисовец-неандерталец
640 т.л. (средний участок)
Неандерталец-неандерталец
140 т.л. (бутылочное горлышко)
Митохондриальная Ева 140-280 т.л.
Y-хромосомный Адам 60-90 т.л.
33. A mitochondrial genome sequence of
a hominin from Sima de los Huesos
Matthias Meyer … Svante Pääbo.
Nature (2013)
Homo heidelbergensis , >300 тыс. лет
34. M Meyer et al. Nature 000, 1-4 (2013) doi:10.1038/nature12788
Location of the Middle Pleistocene site of Sima de los Huesos (yellow) as
well as Late Pleistocene sites that have yielded Neanderthal DNA
(red) and Denisovan DNA (blue).
35. K PrüferK Prüfer et al. Natureet al. Nature (2013)(2013)
Так что же происходило в позднем Плейстоцене?
D A – неясно
N A – возможно, доп. поток
N Сев. Афр. – через Е (обсуждается)
Алтайский неандерталец моложе денисовца
276-403
т.л.
77-114 т.л.
553-589 т.л. 381 т.л.
0.9-1.1-1.4-4 м.л.
37. Филогенетические деревья и реконструкция
предковых последовательностей
Компьютерные методы позволяют реконструировать
предковые аминокислотные последовательности,
сопоставляя белки современных видов.
А Т
?
А Т
А / Т
А
А
А Т
А / Т
А
А
С
С / А
На самом деле, дерево строится одновременно с реконструкцией предков.
Дано дерево и а.к. на листьях. Нужно восстановить предковые а.к.
А А
А
44. Fig. 3 Inferring maximal myoglobin concentrations through myoglobin net surface charge across
the mammalian phylogeny.(A and B) The comparative availability of data on [Mb]max and |ZMb|,
respectively, in extant mammals.
S Mirceta et al. Science 2013;340:1234192
Published by AAAS
45. Fig. 6 Modeling diving capacity in ancestral whales, seals, and sea cows.tmax and body mass in extant mammals (circles) and fossil
representatives of their land-to-water transitions (triangles).
S Mirceta et al. Science 2013;340:1234192
46.
47.
48. А можно ли пойти дальше?
… и выяснить, при какой температуре жил LUCA.
Да, но надо подобрать правильные белки
Эрик Гоше,
NASA Astrobiology Institute
52. Совпадение с температурой Мирового
океана (по изотопам кислорода)
сейчас
точки –
предковые
белки
(с границами
датировки)
Editor's Notes
Samples and sites from which DNA was retrieved. (A) The three bones from Vindija from which Neandertal DNA was sequenced. (B) Map showing the four archaeological sites from which bones were used and their approximate dates (years B.P.).
Segments of Neandertal ancestry in the human reference genome. We examined 2825 segments in the human reference genome that are of African ancestry and 2797 that are of European ancestry. (A) European segments, with few differences from the Neandertals, tend to have many differences from other present-day humans, whereas African segments do not, as expected if the former are derived from Neandertals. (B) Scatter plot of the segments in (A) with respect to their divergence to the Neandertals and to Venter. In the top left quandrant, 94% of segments are of European ancestry, suggesting that many of them are due to gene flow from Neandertals.
Four possible scenarios of genetic mixture involving Neandertals. Scenario 1 represents gene flow into Neandertal from other archaic hominins, here collectively referred to as Homo erectus. This would manifest itself as segments of the Neandertal genome with unexpectedly high divergence from present-day humans. Scenario 2 represents gene flow between late Neandertals and early modern humans in Europe and/or western Asia. We see no evidence of this because Neandertals are equally distantly related to all non-Africans. However, such gene flow may have taken place without leaving traces in the present-day gene pool. Scenario 3 represents gene flow between Neandertals and the ancestors of all non-Africans. This is the most parsimonious explanation of our observation. Although we detect gene flow only from Neandertals into modern humans, gene flow in the reverse direction may also have occurred. Scenario 4 represents old substructure in Africa that persisted from the origin of Neandertals until the ancestors of non-Africans left Africa. This scenario is also compatible with the current data.
A possible model of gene flow events in the late PleistoceneThe direction and estimated magnitude of inferred gene flow events are shown. Branch lengths and ages gene flows are not drawn to scale. The dashed line indicates that it is uncertain if Denisovan gene flow into modern humans occurred once or more times. D.I. denotes the introgressing Denisovan, N.I. the introgressing Neandertal. Note that the age of the archaic genomes precludes detection of gene-flow from modern humans into the archaic hominins.
Inferring maximal myoglobin concentrations through myoglobin net surface charge across the mammalian phylogeny.(A and B) The comparative availability of data on [Mb]max and |ZMb|, respectively, in extant mammals. (C) Three-dimensional evolutionary reconstruction of |ZMb| (z axis, color-coded, at pH = 6.5) across their phylogeny (x-y plane). Silhouettes and names indicate recent taxa of mammalian divers with elevated ZMb values.
Modeling diving capacity in ancestral whales, seals, and sea cows.tmax and body mass in extant mammals (circles) and fossil representatives of their land-to-water transitions (triangles). Convex polygons for all mammals (light shading) and selected groups (heavy shading) are indicated. Skeletons, black silhouettes, and solid lines depict selected members of (A) Cetartiodactyla, (B) Carnivora, or (C) Afrotheria. tmax in extinct forms was modeled on the basis of its relationship with body mass and [Mb]max in extant mammals (Eq. 2, dashed lines), using ancestral reconstructions of ZMb for inferring [Mb]max (Eq. 1) and fossil body mass estimates (table S3). Skeletal reconstructions are modified from original publications (table S3).
Антропология – форма лица
Археология – одежда
Геномика – светлая кожа с веснушками, светлые глаза, рыжеватые волосы
