LabMouse

Когда я была ребенком, я мечтала быть ученым, как Индиана Джонс. А когда выросла и стала ученым, захотела посильнее надавать ему по шляпе!
(спойлер: текст юмористический, чтоб донести интересную научную тему)

Привет! Я Аня — биоинформатик и специалист по анализу биологических данных. 

Я специализируюсь на изучении древней ДНК и сейчас расскажу вам, почему лучше бы Индиана Джонс не попадался на пути настоящих ученых.

Во всех фильмах франшизы Индиана за чем-нибудь охотится — будь то Святой Грааль, Ковчег Завета или Хрустальный череп. Тут историки и культурологи могут рассуждать об их реальности, а точнее о реальных штуках, которые вдохновили сценаристов на выдумку таких артефактов. А я в это время буду громить чудовищные, варварские, антинаучные методы, которыми работает профессор Джонс (дорогой Харрисон Форд, не принимай на свой счет).

Нельзя сказать, чтобы сам исторический артефакт был для историков не важен. Но его научная ценность стремительно падает, как только мы бездумно извлекаем его из контекста. А тут важно ВСЕ! В каком культурном слое вещь была найдена, если ее достали при раскопках. Как вещь была расположена, чтобы понять ее назначение и использование, а еще то, кому она могла принадлежать. Только так картина прошлого складывается целиком. Сам артефакт лишь маленький кусочек огромного пазла!

Но больше всего у меня претензий к Индиане конечно как у исследователя древней ДНК. Сегодня чувствительность и точность технологий позволяет точно установить не только состав пива, которое хранилось в кувшине в гробнице, но даже рассказать, на каком лугу и в какое время года собрали для него зерна. Глиняная табличка теперь может рассказать не только о том, что на ней написано, но и какие травы росли, какие животные бегали в тех местах, откуда на нее взяли глину[1] 3000 лет назад. Да что там! Сегодня можно узнать, откуда пришли предки девушки, что 20 000 лет назад носила кулон из лосиной кости[2] и что кулон этот передавали из рук в руки. Такие малые детали складывают для нас полную картину жизни нашей планеты и наших пра-пра на ней.

Я наслаждалась каждой минутой этого разговора и искренне надеюсь, что вы испытаете те же чувства. Анастасия Клешнина — не только создательница книги «Wild Armenia» — https://zangakbookstore.am/en/vayri-h..., но преподавательница биологии и Sex Education, заведующая кафедрой STEM в Le Sallay Dialogue — https://dialogue.lesallay.academy/

Это мечехвост. 

Одно из древнейших сохранившихся почти без изменений животных на планете. 

Мечехвосты настолько древние, что на их поведении ученые изучают поведение их родственников,  вымерших миллионы лет назад. А самих мечехвостов называют живыми ископаемыми.

Несколько месяцев назад пришли ко мне журналисты любимого издания о науке и попросили стать научным редактором одной новости. Прочитала я заметку. Потом новость. Потом оригинальную статью. Потом снова новость. Потом начала бить себя по голове и писать подругам генетику и молекулярщице, чтоб понять, кто из нас сошел с ума — я или престижный журнал, где эта статья вышла. Потом я пошла редактировать ту самую заметку и в какой-то момент от оригинальных ее слов осталось очень мало чего. В итоге издание решило такую сомнительную новость у себя не публиковать, а у меня в распоряжении остался текст-разбор, который возможно интересен уже моим читателям.

Итак, речь в оригинальной статье —  On the genetic basis of tail-loss evolution in humans and apes — идет о генетическом механизме, который возможно отвечает за редуцирование хвоста. Группа ученых провела эксперимент с использованием технологии CRISPR (той самой, которая все еще на хайпе, хотя уже появились и решения поновее), в результате которого они (вроде как) заставили потерять хвосты подопытных мышей.

Немного вводной инфы:

Считается, что хвост у предков человека был утерян около 25 миллионов лет назад, что помогло развиться прямохождению. Но как это случилось и почему, по-прежнему остается загадкой. В недавнем исследовании ученые, кажется, нашли на нее возможный ответ. В нашем геноме есть ген TBXT — T-box transcription factor T — этот ген отвечает за то, как будут работать или не работать другие гены, которые в период эмбрионального развития «строят» хорду, которая позднее заменяется на позвоночник. 

Но чтобы объяснить, что же скорее всего произошло, нужно описать немного теории: дело в том, что гены в организмах вроде нас с вами — то есть эукариотических, или ядерных, не записаны сплошным текстом. Один ген в геноме ядерного организма проще всего представить как глянцевый журнал с множеством картинок и рекламы. Полезная информация в таком журнале разбита на небольшие блоки, между которыми много страниц с рекламой. Кажется, что такая организация генов совсем не эффективна, но это только на первый взгляд. Когда ген считывается с двойной цепочки ДНК, сначала его текст превращается в одинарную цепочку РНК. На этой цепочке в этот момент после считывания находятся и «полезные информационные блоки» (они называются экзоны) и «реклама» (интроны). Теперь цепочка РНК должна созреть (да, это термин) — специальные молекулярные механизмы разрежут ее по «стыкам» между «рекламой» и «информацией». А другие молекулярные механизмы затем соберут и сошьют в одну новую зрелую цепочку РНК только информационные блоки — экзоны, выкинув ненужное — интроны. И вот тут-то самое интересное! Порядок в котором блоки будут сшиты может меняться. Они могут идти в обычном порядке — 1-2-3-4-5, а могут меняться местами — 2-1-3-5-4 или, скажем, 5-4-2-1-3, могут терять экзоны вместе с удаленными интронами — 1-2-4-5 или, например, 1-3-5… Просто подсчитайте, сколько теоретически* возможных комбинаций зрелой РНК возможно получить из одного записанного в ДНК гена! Это как конструктор, в котором можно переставлять блоки, получая новые фигуры. 

Цифровые двойники — это целый набор технологий. Их общий смысл — создание виртуального представления или модели физического объекта, или целой системы, или процесса.

Такой двойник — это цифровой аналог реального физического объекта.

По сути это просто математическая модель. Но с одной важной особенностью — эта модель меняется в реальном времени.