Перевод с английского
А.Я. МИШИНОЙ
Успехи биологической науки в 1999 г.
Общая биология
В рамках международного проекта
«Геном человека» секвенирована 22-я хромосома.
При этом одна из биотехнологических фирм
заявила, что геном человека составляет около 140
тыс. генов, что вдвое превышает ранее
предполагавшееся их число. Секвенированы также
две хромосомы мимозы стыдливой (Mimosa pudica), в
которых обнаружено рекордное количество генов.
В Африке в осадочных породах
обнаружена самая крупная бактерия – ее размер
сопоставим с размером точки на этой странице. В
ископаемых кристаллах соли найдена бактерия,
возраст которой составляет 250 млн лет.
Установлено, что разделение эмбриона
на левую и правую половины обусловлено вращением
нитеподобных выростов его клеток.
Мыши, у которых в клетки головного
мозга встроены гены, обусловливающие синтез
дополнительного количества белка, обладают
лучшей памятью и способностью к обучению (рис. 1).
Рис. 1. В отличие от мышей с нормальной
памятью, предпочитающих исследовать знакомые
предметы, мыши с улучшенной памятью исследуют
незнакомые объекты
Ученые идентифицировали белки,
отвечающие за восприятие вкусовых ощущений
рецепторами языка, и начали исследовать, как
обонятельные рецепторы воспринимают запахи.
Генетические исследования показали,
что первоначальными носителями вируса СПИДа
были шимпанзе, обитающие в Центральной Африке.
Мыши, у которых отсутствует фермент
теломераза, преждевременно стареют и
значительно чаще болеют раком по сравнению с
нормальными мышами.
Генетические исследования показали,
что возбудитель чумы относительно недавно
произошел от менее болезнетворного микроба.
Cтволовые нервные клетки, подобно
клеткам костного мозга, могут восстанавливать
деятельность иммунной системы, а при введении в
головной мозг способствуют рассасыванию
опухолей.
Тестостерон продолжает оказывать
влияние на формирование функций мозга как у
самцов, так и у самок крыс даже во взрослом
состоянии. У некоторых других грызунов
обнаружено привыкание к этому гормону, как к
наркотику.
Обнаружено, что хромосомы
заканчиваются короткими петлями ДНК.
Обнаружен ген, запускающий механизм,
делающий кожу эмбриона водонепроницаемой.
Обнаружен ген, мутация которого
позволяет мышам сохранять функционирующие
яичники до глубокой старости.
Биомедицина
Заболеваемость и смертность от
раковых заболеваний в США постоянно снижалась в
период с 1990 по 1996 г.
Вакцина против СПИДа, изготовленная
из живых вирусов иммунодефицита человека, в
которых недостает фрагментов трех ключевых
генов, все-таки приводит к заболеванию обезьян,
на которых ее испытывают. Это вызывает сомнения в
возможности использования живых вакцин из
ослабленных вирусов для вакцинации людей (рис. 2).
Рис. 2. «Почка» вируса иммунодефицита
человека на поверхности
Вероятность отторжения органа при
трансплантации снижается, если пациенту
одновременно ввести клетки костного мозга
донора.
Исследования, проведенные на
обезьянах показали, что измененные антитела
могут блокировать образование Т-лимфоцитов,
атакующих трансплантат.
Исследования 161 пары мужчин-близнецов
показали, что если болезнь Паркинсона возникает
после 50 лет, то она не является генетическим
заболеванием.
Благополучный исход операций,
например, на сердце, выше в тех клиниках, в
которых их делают чаще.
Печально известное лекарство
талидомид, запрещенное как вызывающее
врожденные уродства, дает обнадеживающие
результаты при лечении очаговой миеломной
болезни (рака крови, всегда заканчивающегося
летальным исходом).
Исследования, проводимые на мышах,
открыли неожиданные перспективы в создании
вакцины для профилактики болезни Альцгеймера.
Ученым удалось также выделить ферменты,
отвечающие за образование белковых отложений
(миелоида) в мозге у этих больных.
Установлено, что Т-лимфоциты,
атакующие производящие инсулин клетки в
поджелудочной железе, привлекаются туда
непосредственно фрагментом молекулы инсулина.
Исследования на мышах показали, что
применение антибиотика замедляет перерождение
мышечной ткани, наблюдаемое при мышечной
дистрофии у людей примерно в 10% случаев.
Лекарственное средство в таблетках,
ингибирующее мутантный фермент, который
вызывает хроническую миелогенную лейкемию, в
больших дозах привело к быстрому улучшению
состояния у 31 больного.
Плазмодий, вызывающий малярию,
разрушает также и иммунную систему. Обнаружено
два новых препарата, излечивающие малярию у
мышей.
Занамивир, новый антивирусный
лекарственный препарат, который можно вдыхать,
снижает заболеваемость гриппом даже среди
молодых людей, которые были вакцинированы от
гриппа.
Получена вакцина, снижающая
заболеваемость гриппом у мышей, которая
стимулирует образование антител к маленькому
белку на поверхности вируса гриппа.
Вымачивание кровеносных сосудов в
растворе искусственно синтезированной ДНК перед
трансплантацией предотвращает их закупорку.
Искусственные сосуды, изготовленные с
применением коллагена, полученного из свиного
кишечника и коровьих сухожилий, и пересаженные
кроликам, не закупориваются тромбами и не
отторгаются иммунной системой.
Уничтожение мух и введение
антибиотиков всем жителям поселений в трех
районах Африки привело к исчезновению трахомы –
болезни, приводящей к слепоте.
Новые исследования показали, что
добавление химиотерапии к текущему лечению рака
шейки матки значительно повышает
продолжительность жизни больных и поэтому она
должна быть включена в схему лечения этого
заболевания.
Создано миниатюрное биоэлектронное
оборудование, с помощью которого парализованные
больные могут общаться с другими людьми. Эти
устройства могут быть использованы при создании
инвалидных кресел и протезов, управляемых с
помощью сигналов, идущих из мозга.
У обезьян, страдающих болезнью
Паркинсона, пересадка в мозг клеток желез,
расположенных на сонных артериях в шее,
усиливала синтез дофамина.
Из гриба, произрастающего в
Центральной Америке, выделено вещество, которое
при пероральном приеме влияет на метаболизм
глюкозы у мышей подобно инсулину.
Ученые обнаружили, что у мышей с
аутоиммунными расстройствами В-лимфоциты
бесконтрольно обмениваются генами в лимфоидной
ткани пищеварительной системы, а не в костном
мозге, где это происходит в норме.
У людей, употребляющих кокаин,
образуются множественные коронарные аневризмы,
вызванные истончением стенок сосудов.
У больных диабетом, употребляющих
время от времени спиртные напитки, в два раза
снижен риск инфаркта по сравнению с непьющими.
Результаты тестирования показали,
что у футболистов память хуже, чем у других
спортсменов. Возможно, это объясняется тем, что
удары головой по мячу со временем приводят к
повреждениям мозга.
Две группы исследователей
идентифицировали фермент, способствующий
распространению раковых клеток в тканях.
Ботаника и зоология
Ботаники пересмотрели взгляды на
эволюционное древо растений, разъяснив то, что
Дарвин называл «отвратительной тайной»
происхождения цветковых растений.
Результаты лабораторных
исследований показали, что пыльца искусственно
полученного сорта кукурузы, способного
продуцировать биопестицид Bt, убивает гусениц
бабочки данаиды Danaus plexippus (рис. 3).
Рис. 3. Гусеница данаиды Danaus plexippus питается
листом, покрытым пыльцой кукурузы
Обнаруженная в 1998 г. у берегов
Индонезии вторая популяция «живых ископаемых» —
целакантов — объявлена новым видом.
Потепление климата, произошедшее в
последние десятилетия, вызвало более раннее
гнездование птиц Британии, причем около 40 видов
стали гнездиться севернее. Отмечены также более
ранние сроки гнездования мексиканской сойки в
Аризоне.
В Пенсильвании впервые в Северной
Америке зафиксирована вспышка опасного
вирусного заболевания плодовых деревьев –
сливовой оспы.
Обнаружено, что выращивающие грибы
муравьи переносят бактерии, уничтожающие сорные
растения. Этот факт оставался незамеченным в
течение более сотни лет наблюдений за муравьями.
Ученые подтвердили, что причиной
гибели северных жаб в Колорадо явилась вспышка
численности грибов хитридиомицетов. Это второй в
США случай массовой гибели амфибий от грибковых
инфекций.
Испытания показали, что при
использовании для ловли лососевых рыб сети с
белой верхней частью она становится заметной для
морских птиц и это снижает вероятность их
случайной гибели.
С помощью мечения изотопами
исследователи проследили за миграциями бабочек Danaus
plexippus к местам зимовки в Мексике.
Различия в нескольких генах у
растений из семейства норичниковых (род Mimulus)
определяют огромные различия в реакции
опылителей. Это позволяет предположить, что
эволюция не всегда происходила медленно и
постепенно.
Как установлено в экспериментах с
редькой и дафниями, наличие угрозы существованию
приводит к появлению сверхустойчивого
потомства. Полагают, что материнский организм
продуцирует вещества, повышающие способности
организма к защите, и передает их потомству даже
тогда, когда угроза миновала.
При проверке гипотезы о том, что
сексуальная неразборчивость коррелирует с
устойчивостью к паразитам, было обнаружено, что в
гнездах шмелей с высоким генетическим
разнообразием было меньше паразитов и больше
молодых особей, чем в гнездах шмелей с меньшим
генетическим разнообразием.
Обнаружено, что у одного из видов ос
самцы руководят жизнью колонии, хотя обычно у
общественных насекомых самцы занимают низшие
ступени иерархии.
Экология
Ученые заявили о первом удачном
уничтожении завезенного паразита промысловых
моллюсков – морских ушек. В то же время
европейский бычок-кругляк продолжает
колонизацию североамериканских вод.
Расчеты показали, что уменьшение
загазованности воздуха в Китае вызовет такое
повышение урожайности зерновых культур, что
отпадет необходимость экспорта зерна.
Морские эпидемиологи пришли к выводу,
что большое число заболеваний морских
организмов вызвано комплексным воздействием
климатических изменений и результатов
деятельности человека.
Установлено, что учащение случаев
уродств у лягушек вызвано как с паразитами, так и
с загрязнением водной среды, нарушающим синтез
или действие териоидных гормонов.
По последним данным реки США стали
главным резервуаром устойчивых к антибиотикам
бактерий, которые могут распространяться как в
природе, так и среди людей.
Как показали мониторы, расположенные
по обочинам дорог, движение транспорта
способствует повышению концентрации в воздухе
частиц пыльцы и плесеней, что увеличивает
частоту аллергических заболеваний.
Изменения окружающей среды могут
изменять пищевые предпочтения разрушающих
токсины микробов по отношению к энантиомерам
(зеркально симметричным молекулам) токсинов, что
лишает смысла расчеты по биологической борьбе с
загрязнителями.
В ряде исследований установлено, что
многие соединения, связывающиеся с клеточным
рецептором диоксина, не оказывают вредного
действия на организм и могут иметь даже
терапевтический эффект.
Исследования показали, что
загрязнения окружающей среды часто в
значительных количествах содержат
гормоноподобные вещества, действие которых еще
плохо изучено. Однако известно, что действие
наиболее распространенных гормоноподобных
веществ, содержащихся в загрязнениях, оказывают
феминизирующее действие на эмбрионы или
повреждают органы размножения самцов.
Установлено также, что воздействие
эстрогенподобных веществ на молодь мигрирующих
рыб на ранних стадиях развития делает ее
неспособной адаптироваться к жизни в море.
Исследования датских ученых
показали, что даже очень низкий уровень
содержания двух наиболее устойчивых к
разложению пестицидов в крови у женщин повышает
риск заболевания раком молочной железы.
Хотя связь между действием
электромагнитных полей и различными
заболеваниями не доказана, ученые полагают, что
эти поля все же могут быть небезопасными.
Присутствие диоксинов в грудном
молоке может приводить к повреждению и
ослаблению коренных зубов у детей. Исследования
также показали, что у людей, профессионально
имеющих постоянный контакт с диоксинами, повышен
риск смертельных раковых заболеваний.
Ученые добились дальнейших успехов в
использовании рапса, горчицы, капусты и других
крестоцветных для насыщения почв естественными
пестицидами.
Наука о питании
Французские ученые после длительных
исследований пришли к заключению, что причиной
коронарной недостаточности является прежде
всего неправильное питание; предупредить ее
можно, используя в пищу морские продукты.
Независимо проведенные исследования показали,
что у некоторых людей диеты с пониженным
содержанием жира повышают риск сердечных
заболеваний, в то время как у других людей
высокобелковые диеты такой риск снижают.
Употребление в пищу продуктов,
содержащих сою, не только предотвращает
рассасывание костной ткани, ведущее к
остеопорозу, но и снижает риск заболевания раком
простаты, а также тяжесть его протекания.
Новые исследования показали, что
b-каротин и другие каротиноиды могут
предотвращать сердечные приступы, а также
улучшать состояние больных диабетом.
Вскоре после того, как федеральный
суд США постановил, что Управление по продуктам и
лекарствам незаконно попыталось ограничить
продажи одной из пищевых добавок растительного
происхождения, определив ее как лекарственное
средство, исследователи в ряде стран установили,
что эта добавка снижает уровень холестерина в
крови.
Апельсиновый сок и некоторые
необычные жиры, полученные из снятого молока,
возможно, предотвращают заболевание раком
толстой кишки.
Разработаны разнообразные способы
удаления канцерогенов, образующихся на мясе при
жарке.
В чае и вишне обнаружны вещества,
снижающие чрезмерную реакцию иммунной системы.
Диета, включающая большое количество
черники, приостанавливает или полностью
прекращает возрастные дегенеративные изменения
в головном мозге у лабораторных животных.
Вода, употребляемая с едой, может
«обманывать» рецепторы голода и вызывать
чувство насыщения при потреблении меньшего
количества калорий.
Поведение
Получены новые доказательства того,
что по сравнению с молодыми людьми пожилым людям
свойствен более богатый набор эмоций, которыми
они лучше управляют.
Наблюдения над младенцами дало
первые представления о том, как восприятие,
мышление и движение координируют индивидуальное
развитие вне зависимости от наследственности.
Ученые обнаружили также, что область мозга,
управляющая движениями мышц, способствует и
упорядочению информации в памяти.
У больных шизофренией отсутствует
способность формировать связные воспоминания.
Члены семьи, ухаживающие за больными
шизофренией, в некоторых случаях оказываются
более восприимчивыми к инфекционным
заболеваниям.
Показатель интеллекта IQ подвержен
влиянию окружающих условий, причем наиболее
резко он возрастает у детей, подвергавшихся
насилию, но затем взятых в богатые семьи.
Исследования, проведенные в
нескольких лабораториях, свидетельствуют, что
бессознательные процессы организуют мышление и
ограничивают свободу воли.
Как депрессии, так и обычные приступы
плохого настроения оказываются связанными с
одними и теми же областями мозга, ответственными
за эмоции и внимание.
Возможно, что депрессия у курящих
сигареты мужчин способствует росту риска
раковых заболеваний.
Благодаря новейшим методам
исследований (сканирование мозга) удалось
получить первые данные о том, как согласуется
работа отдельных областей мозга в процессе
обучения.
Одновременное использование
контролируемого приема лекарств и коррекции
поведения оказалось очень эффективным при
лечении детей с синдромом дефицита внимания.
Антропология и археология
Исследователи пришли к выводу, что
развитие культурных традиций у шимпанзе в
сильной степени напоминает таковое у людей.
Найденный в Португалии скелет
ребенка, имеющий возраст около 24 500 лет, вызвал
дебаты о возможном скрещивании неандертальцев и
современных людей.
В Африке обнаружены останки нового
вида в эволюции человека. Это существо жило
приблизительно 2,5 млн лет назад.
Сломанное каменное острие
подтвердило предположения об использовании
неандертальцами копий для охоты на животных.
Исследования ядерной ДНК позволяют
по-новому взглянуть на происхождение
современного человека. В то же время ученые зашли
в тупик при обсуждении того, что можно узнать об
эволюции человека, анализируя митохондриальную
ДНК.
Костяные флейты, обнаруженные в Китае
при раскопках деревни, существовавшей 9000 лет
назад, представляют собой самые ранние известные
музыкальные инструменты.
Окаменелость, найденная в Африке,
свидетельствует о том, что разделение древних
человекообразных обезьян на несколько
эволюционных ветвей произошло около 15 млн лет
назад. Другие найденные окаменелости послужили
причиной разногласий и споров о том, где
появились первые антропоиды – в Азии или в
Африке.
Палеобиология
Рис. 4. Первая рыба: так ее представляет
художник
В Китае обнаружены останки трех
динозавров, имевших оперение, из которых один,
возможно, был способен летать.
В Австралии в отложениях сланца
обнаружены наиболее древние останки сложных
клеток.
На Мадагаскаре найдены останки
самого древнего динозавра.
Найдены окаменевшие стволы деревьев,
которые, возможно, изменят представления о
наиболее древних лесах.
Палеонтологи нашли отпечатки кожи
динозавра.
Остатки скорлупы яиц страуса эму,
жившего много лет назад, свидетельствуют о том,
что люди дали толчок его исчезновению в
Австралии.
Найдены свидетельства того, что
человек истребил крупных млекопитающих в конце
последнего ледникового периода (рис. 5).
Рис. 5. Саблезубая кошка ледникового
периода
http://sciencenews.org/sn-arc99/12_18_99/yearend.htm
|