Дайджест новостей биотехнологии

Новый инструмент позволяет просматривать 3D-изображения стволовых клеток на разных стадиях деления

Институт клеточных наук им. Аллена недавно выпустил онлайн-программу, которая визуализирует митоз «Integrated Mitotic Stem Cell». Для создания 3D-изображений использовались человеческие полипотентные стволовые клетки.

«Integrated Mitotic Stem Cell» объединяет изображения 15 отдельных клеточных компонентов, создавая трехмерную карту того, как выглядит клетка на разных этапах деления клетки. Программа может помочь исследователям лучше понять, как отдельные этапы и различные компоненты ячейки работают вместе. Это также красиво и интересно, что делает «Integrated Mitotic Stem Cell» ценным образовательным инструментом.
«Самая важная задача визуализации – помочь людям понять трехмерные отношения структур относительно друг друга», – говорит Грэм Джонсон, директор команды Animated Cell в Институте Аллена.

Посмотреть на процесс митоза, визуализированный с помощью программы «Integrated Mitotic Stem Cell», можно в видеоролике ниже.

Покрутить клетку на разных стадиях деления в 3D: https://imsc.allencell.org/?page=3d-viewer

Самовосстанавливающийся бетон, получаемый с помощью бактерий

Бетон служит основой большинства современных зданий. Каждый год в мире производится около 10 миллиардов тонн этого материала. Несмотря на свою популярность в качестве строительного материала, бетон начинает изнашиваться уже в течение 10-20 лет, что создает головную боль строительным компаниям при обслуживании зданий. Например, США ежегодно тратят примерно 7,4 млрд евро на ремонт трещин только на бетонных мостах.

concrete_bac

Биотехнологическая компания Green Basilisk продает бетон, наделенный способностью восстанавливаться после повреждений так же, как царапины на нашей коже. Эта способность к самовосстановлению является результатом внесения в бетон бактерий рода Bacillus в форме спор. Споры этих бактерий являются выносливыми экстремофилами, способными в течение многих лет (по словам компании, до 200 лет) переносить жару, засуху и холод внутри бетона. В природе эти бактерии обнаруживаются в вулканах. Основной источник питания для этих бактерий – лактат кальция, а выделяют они карбонат кальция, основной компонент бетона, что позволяет «ремонтировать» трещины в бетоне. Лактат кальция добавляется в бетон вместе со спорами бактерий.

Как именно эти бактерии знают, когда нужно исправить повреждение? Ответ – вода. «Когда в бетоне возникает трещина, туда попадает влага», – говорит Барт ван дер Вурд, управляющий директор компании. «Это активирует споры, что приводит к росту микроорганизмов».

Видео компании Green Basilisk, демонстрирующее принцип работы бактерий (англ.):

Описание проекта 2015 года (англ.): http://www.basiliskconcrete.com/portfolio-items/groninger-forum/?lang=en

Пол генетически отредактированных цыплят можно узнать еще в яйце

В Иерусалиме биотех-стартап eggXYt разрабатывает технологию генетического редактирования цыплят, при которой самцы флуоресцируют внутри яйца. Это могло бы предотвратить страдания миллиардов птенцов мужского пола в яичной отрасли, так как в настоящее время петушки отбраковываются сразу после вылупления.

eggxyt_female_male

Рис. 2. Яйца с женским (слева) и мужским (справа) эмбрионами в ультрафиолетовом свете.

Родиться самцом на яичной ферме – плохое начало жизни. Петухи яичных пород, по понятным причинам неспособные откладывать яйца, также непригодны для выращивания на мясо, что приводит к отбраковке семи миллиардов цыплят в год. «Пятьдесят процентов птенцов (петушки) немедленно утилизируются, на что тратятся миллиарды долларов», – говорит один из представителей eggXYt. «Это серьезная финансовая и этическая проблема».

Решением этой задачи стало создание новой яичной породы кур. Генетически отредактированные с помощью CRISPR-Cas9, эти птицы экспрессируют флуоресцентный маркер на половых хромосомах. В ультрафиолете мужские эмбрионы флуоресцируют, что позволяет компаниям отбраковывать яйца сразу после откладывания. Этот шаг предотвращает страдания животных и экономит затраты и ручной труд по сортировке цыплят.
Основанная в 2016 году, компания рассчитывает коммерциализироваться к 2022 году.

Подробнее (англ): https://labiotech.eu/biotech-of-the-week/eggxyt-genetic-engineering-crispr/

Как бактерии, почти убитые антибиотиками, могут восстановиться и получить устойчивость к ним

Белок, который выкачивает токсичные химические вещества из бактериальных клеток кишечной палочки, может выиграть время даже для почти мертвых бактерий, которые в результате станут устойчивыми к антибиотикам. Протеин, известный как эффлюксный насос, обеспечивающий множественную лекарственную устойчивость, AcrAB-TolC, работает недостаточно хорошо, чтобы побеждать антибиотики. Но он может вывести достаточное количество молекул антибиотика из бактериальных клеток, чтобы позволить произвести белки, обеспечивающие устойчивость к данному антибиотику, сообщают исследователи в статье от 24 мая в журнале Science.

Бактерии часто обмениваются ДНК, включая некоторые гены устойчивости к антибиотикам. Этот процесс называется конъюгацией. Две бактерии вступают в контакт друг с другом; при этом плазмиды передаются от устойчивых к антибиотикам клеток чувствительным. Ранее считалось, что это происходит только в отсутствие антибиотиков, которые убивают чувствительные клетки.

Бактериальный генетик Кристиан Лестерлин из Национального центра научных исследований Университета Лиона во Франции и его коллеги хотели узнать больше о том, как бактерии передают устойчивость к антибиотикам друг другу. Исследователи заставили кишечную палочку производить флуоресцентные белки, что позволило команде наблюдать в реальном времени под микроскопом, как бактерии обмениваются плазмидами и производят антибиотикорезистентные белки.

Подробнее (англ): https://www.sciencenews.org/article/bacteria-nearly-killed-antibiotics-recover-gain-resistance

Дайджест новостей биотехнологии - май 2019

Технологическая карта