
Учёные возродили молекулы из каменного века
Используя древнюю ДНК, биохимики преуспели в создании молекул, названных палеофуранами. Статью о новом исследовании опубликовали в журнале Science («Наука»). Работала над ним междисциплинарная группа учёных во главе с Институтом Лейбница по исследованию натуральных продуктов и биологии инфекций, Институтом эволюционной антропологии Макса Планка и Гарвардским университетом. Учёные реконструировали геномы ранее неизвестных бактерий, датируемых плейстоценом. Именуемая также ледниковым периодом, эта эпоха завершилась 11,7 тыс. лет назад. Используя данные о генетике, исследователи создали биотехнологическую платформу для возрождения веществ, производимых древними бактериями.
Микробы — величайшие химики природы, и среди полученного из них известно большое количество антибиотиков и других лекарств. Производить эти вещества непросто, и для этого бактерии полагаются на специализированные гены, которые кодируют соответствующий механизм.
Изучение продуктов микробиологического происхождения в значительной степени ограничено живыми бактериями. Однако микробы заселили Землю более 3 млрд лет тому назад, так что существует потенциал из древности, который нужно лишь обнаружить.
— Кристина Уориннер, адъюнкт-профессор антропологии Гарвардского университета, соавтор.
Другой соавтор, Пьер Столлфорт, профессор биоорганической химии и палеобиотехнологий Йенского университета имени Фридриха Шиллера, добавил, что цель исследования — наметить путь к открытию древних натуральных продуктов и сообщить об их потенциальном применении в будущем.
Когда организм умирает, его ДНК быстро разлагается и распадается на множество крошечных кусочков. Но учёные могут идентифицировать некоторые из этих фрагментов ДНК, сопоставляя их с базами данных. Однако в течение многих лет микробиологи-археологи боролись с тем фактом, что самая древняя ДНК не может быть сопоставлена ни с чем известным сегодня. Эта проблема долгое время беспокоила учёных, но последние достижения в вычислительной технике позволяют собирать фрагменты ДНК вместе, как головоломку, чтобы реконструировать неизвестные гены и геномы. Единственная проблема в том, что это не очень хорошо работает на сильно деградировавшей (распавшейся) и чрезвычайно короткой ДНК из плейстоцена.
Соавтор исследования Александр Хюбнер, постдокторант Института эволюционной антропологии Макса Планка, сказал, что для успеха пришлось полностью пересмотреть подход. По словам Хюбнера, за три года тестирования и оптимизации они достигли прорыва, получив участки реконструированной ДНК длиной более 100 тыс. пар оснований и восстановив широкий спектр древних генов и геномов. В итоге теперь наука может упорядочить фрагменты древней ДНК в давно утраченные бактериальные геномы ледникового периода.

Группа учёных сосредоточилась на реконструкции бактериальных геномов, заключённых в зубном камне 12 неандертальцев. Использованным древним зубам от 40 тыс. лет до 102 тыс. лет. Данные пещерных людей сравнили с останками 34 человек, датируемых примерно в пределах от 150 лет до 30 тыс. лет, а также с геномами 18 современных людей. Зубной камень — единственная часть организма, которая складывается в течение жизни, превращая живой зубной налёт в кладбище минерализованных бактерий.
Исследователи реконструировали многочисленные виды бактерий из полости рта, а также другие, более экзотические виды, геномы которых ранее не были описаны. Среди последних — неизвестный представитель рода хлоробий, которого обнаружили в зубном камне семи людей палеолита и неандертальцев.
Учёные использовали инструменты синтетической молекулярной биотехнологии, чтобы позволить живым бактериям производить химические вещества, кодируемые древними генами. Впервые этот подход был успешно применён к древним бактериям, и это привело к открытию нового семейства натуральных продуктов микробиологического происхождения, которых исследователи назвали палеофуранами.
Успех учёных — прямой результат сотрудничества между археологами, биоинформатиками, молекулярными биологами и химиками. Соавтор Мартин Клэппер, научный сотрудник Института Лейбница по исследованию натуральных продуктов и биологии инфекций, пояснил, что они сделали первый шаг к познанию скрытого химического разнообразия микробов из прошлого Земли. Заглядывая в будущее, коллеги надеются использовать технологию для поиска новых антибиотиков.
Микробы — величайшие химики природы, и среди полученного из них известно большое количество антибиотиков и других лекарств. Производить эти вещества непросто, и для этого бактерии полагаются на специализированные гены, которые кодируют соответствующий механизм.
Изучение продуктов микробиологического происхождения в значительной степени ограничено живыми бактериями. Однако микробы заселили Землю более 3 млрд лет тому назад, так что существует потенциал из древности, который нужно лишь обнаружить.
В этом исследовании мы достигли важной вехи в раскрытии огромного генетического и химического разнообразия нашего микробного прошлого
— Кристина Уориннер, адъюнкт-профессор антропологии Гарвардского университета, соавтор.
Другой соавтор, Пьер Столлфорт, профессор биоорганической химии и палеобиотехнологий Йенского университета имени Фридриха Шиллера, добавил, что цель исследования — наметить путь к открытию древних натуральных продуктов и сообщить об их потенциальном применении в будущем.
Когда организм умирает, его ДНК быстро разлагается и распадается на множество крошечных кусочков. Но учёные могут идентифицировать некоторые из этих фрагментов ДНК, сопоставляя их с базами данных. Однако в течение многих лет микробиологи-археологи боролись с тем фактом, что самая древняя ДНК не может быть сопоставлена ни с чем известным сегодня. Эта проблема долгое время беспокоила учёных, но последние достижения в вычислительной технике позволяют собирать фрагменты ДНК вместе, как головоломку, чтобы реконструировать неизвестные гены и геномы. Единственная проблема в том, что это не очень хорошо работает на сильно деградировавшей (распавшейся) и чрезвычайно короткой ДНК из плейстоцена.
Соавтор исследования Александр Хюбнер, постдокторант Института эволюционной антропологии Макса Планка, сказал, что для успеха пришлось полностью пересмотреть подход. По словам Хюбнера, за три года тестирования и оптимизации они достигли прорыва, получив участки реконструированной ДНК длиной более 100 тыс. пар оснований и восстановив широкий спектр древних генов и геномов. В итоге теперь наука может упорядочить фрагменты древней ДНК в давно утраченные бактериальные геномы ледникового периода.

Группа учёных сосредоточилась на реконструкции бактериальных геномов, заключённых в зубном камне 12 неандертальцев. Использованным древним зубам от 40 тыс. лет до 102 тыс. лет. Данные пещерных людей сравнили с останками 34 человек, датируемых примерно в пределах от 150 лет до 30 тыс. лет, а также с геномами 18 современных людей. Зубной камень — единственная часть организма, которая складывается в течение жизни, превращая живой зубной налёт в кладбище минерализованных бактерий.
Исследователи реконструировали многочисленные виды бактерий из полости рта, а также другие, более экзотические виды, геномы которых ранее не были описаны. Среди последних — неизвестный представитель рода хлоробий, которого обнаружили в зубном камне семи людей палеолита и неандертальцев.
Учёные использовали инструменты синтетической молекулярной биотехнологии, чтобы позволить живым бактериям производить химические вещества, кодируемые древними генами. Впервые этот подход был успешно применён к древним бактериям, и это привело к открытию нового семейства натуральных продуктов микробиологического происхождения, которых исследователи назвали палеофуранами.
Успех учёных — прямой результат сотрудничества между археологами, биоинформатиками, молекулярными биологами и химиками. Соавтор Мартин Клэппер, научный сотрудник Института Лейбница по исследованию натуральных продуктов и биологии инфекций, пояснил, что они сделали первый шаг к познанию скрытого химического разнообразия микробов из прошлого Земли. Заглядывая в будущее, коллеги надеются использовать технологию для поиска новых антибиотиков.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; www-genengnews-com.translate.goog
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

32 удивительных подарка за последние 20 лет: ученые пытаются понять, за что косатки «балуют» людей
Природная доброта? Любопытство? Желание выйти на контакт?...

Найдено идеальное место для жизни на Марсе
По словам ученых, оно похоже… на нашу Сибирь....

Уникальная находка в Нидерландах: археологи обнаружили римский лагерь далеко за пределами Империи
Как лидар и искусственный интеллект нашли объект-«невидимку» II века....

Тайна разгадана: стало известно, почему большинство кошек предпочитают спать строго на одном боку
Оказалось, что это древний защитный механизм, которому миллионы лет....

Эксперты обнаружили существ, переживших прямой удар астероида, который уничтожил динозавров
Почему конец света — это вовсе не повод, чтобы вымирать?...

«Вертолетная» конструкция да Винчи может сделать беспилотники тише, быстрее и даже дешевле
Ученые поражены, насколько разработка Леонардо опередила время....

Ученые хотят создать хранилище микробов, чтобы те… не вымерли
Звучит кошмарно, но на самом деле от этого зависит судьба всего человечества....