научные открытия 2025

Учёные из Техасского университета в Остине разработали методику редактирования генов, в основе которой лежат ретроны — крошечные фрагменты бактериальной ДНК, помогающие клеткам защищаться от вирусов. В отличие от привычных методов редактирования, позволяющих менять одну мутацию за раз, ретрон научился исправлять сразу несколько ошибок в ДНК. Это делает метод перспективным для лечения таких сложных заболеваний, как муковисцидоз или гемофилия, где у каждого пациента может быть свой уникальный набор мутаций.

Команда ученых смогла повысить эффективность редактирования с 1–2% до 30%. При этом ретроны можно доставлять в организм с помощью липидных наночастиц — так же, как в современных мРНК-вакцинах. Такой универсальный подход делает генную терапию доступнее, ведь один «редактор» поможет пациентам без необходимости разработки отдельных препаратов.

Сейчас исследователи проводят эксперименты на клетках муковисцидоза. Их цель — заменить повреждённые участки гена CFTR, ответственного за болезнь, и доказать, что технология позволяет лечить орфанные заболевания.

1. Муковисцидоз могут вызвать около 2000 мутаций, что приводит к тяжелым нарушениям органов дыхания, а иногда к дисфункции желудочно-кишечного тракта. Новый метод позволит вносить изменения сразу в нескольких генах, что поможет лечить такие болезни, как муковисцидоз (Источник: Unsplash)

Почему именно Homo sapiens уцелели, тогда как наши близкие родственники, неандертальцы и денисовцы, исчезли? Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего предположили, что дело в устойчивости нашего мозга к свинцу. Ученые показали, что древние приматы часто подвергались воздействию свинца, и этот тяжёлый металл мог оказывать разрушительное влияние на развитие нервной системы.

Источником свинца могли быть природные породы, через которые протекала питьевая вода, или же растения, впитавшие частички металла из почвы. Кроме того, древние приматы использовали каменные орудия, содержащие свинец, и могли получать его с пищей, загрязненной пылью или осадками. В отличие от неандертальцев, наши предки смогли выработать защитные генетические механизмы, позволившие их мозгу сохранять устойчивость и формировать более сложные формы общения.

Команда ученых создала миниатюрные «мозги» — органоиды, содержащие как современные, так и неандертальские варианты ключевого гена NOVA1, регулирующего развитие нейронных связей. Затем эти структуры подвергли воздействию свинца. В результате клетки с древними вариантами гена NOVA1 повреждались, а современные — нет. Это позволило предположить, что в ходе эволюции человек приобрел защитные варианты генов, уменьшающие токсическое действие свинца. Если теория верна, то способность Homo sapiens к выживанию могла быть не только вопросом интеллекта, но и биохимической устойчивости.

2. Вероятно мозг неандертальцев оказался не приспособлен к взаимодействию со свинцом (Источник: Freepik)

Человеческий нос способен различать миллиарды ароматов, хотя в его распоряжении всего четыре сотни обонятельных рецепторов. Как именно мозг расшифровывает поток запахов, до сих пор остаётся одной из самых сложных загадок сенсорной биологии. Главная трудность заключается в том, что обонятельные рецепторы не удавалось заставить работать вне носовой ткани. Клеточные культуры «отказывались» правильно собирать эти белки. Швейцарские ученые предложили решение: изменить хвостовую часть молекулы белковых рецепторов, чтобы те могли стабильно работать в культурах человеческих клеток.

Оказалось, что некоторые рецепторы реагируют исключительно на одну конкретную молекулу, а не на их совокупность. Это открытие ставит под сомнение классическую модель комбинаторного кодирования, согласно которой каждый аромат воспринимается как сочетание сигналов от множества рецепторов. Возможно, у отдельных запахов есть свои уникальные рецепторы.

Если результаты подтвердятся, это не только изменит наше понимание сенсорной биологии, но и откроет дорогу новым технологиям в парфюмерии и вкусовой индустрии. Возможно, в будущем мы увидим духи, созданные не на основе субъективных описаний ароматов, а с точным молекулярным расчётом, когда каждая нота запаха будет активировать свой уникальный рецептор. Или продукты с ароматом, способные вызывать определённые эмоции, потому что воздействуют на конкретные участки обонятельной системы.

3. Благодаря клеткам с обонянием ученые узнали, что один рецептор воспринимает только одну уникальную молекулу. Но это не значит, что в апельсине и имбире лишь по одной ароматной молекуле (Источник: Unsplash)

Обычно белки представлены в виде свернутых компактных структур, где каждая складка и изгиб выполняют строгое биохимическое значение. Именно на этом принципе построены современные программы по предсказыванию формы белков. Но почти треть человеческих белков не имеет устойчивой структуры вообще. Эти внутренне неупорядоченные белки ВНБ существуют в состоянии динамического хаоса, постоянно меняясь и ускользая от привычных методов анализа.

Группа исследователей из Гарварда и Северо-Западного университета создала систему машинного обучения, которая моделирует физическое поведение белка, наблюдая, как аминокислоты взаимодействуют друг с другом в пространстве. Метод позволяет буквально «конструировать» неупорядоченные белки с нужными свойствами, подбирая последовательности, способные изгибаться, сцепляться или реагировать на изменения среды. Так белки можно заставить выполнять конкретные функции — служить соединителями между другими белками, или реагировать на химические сигналы.

Главное достижение в том, что этот метод не требует огромных баз данных или дорогостоящих экспериментов, так как учится на том, как реальные молекулы двигаются и взаимодействуют. Такой подход открывает путь к созданию новых биоматериалов и лекарств, где можно проектировать белки под конкретные задачи.

4. Искусственный интеллект поможет создавать белки с заданными свойствами (Источник: Unsplash)

Гренландский кит весом 80 тонн, с плотным панцирем из жира и привычкой пробивать арктический лед лбом, живёт дольше любого другого млекопитающего на Земле — более двух столетий. И всё это время его тело не поддается старению, раку и разрушению, которые в обычных условиях неизбежно приходят с возрастом. Учёные нашли в клетках кита белок, активирующийся при низких температурах и способный восстанавливать повреждения ДНК. Этот механизм защищает геном от накопления ошибок, которые со временем разрушают ткани и ускоряют старение.

Исследователи из Рочестерского университета изучили ткани кита, добытые во время легальной охоты на Аляске. В лаборатории они сравнили работу его клеток с человеческими и обнаружили, что китовые клетки легче становились злокачественными при искусственном мутагенезе, но при этом сами мутации возникали значительно реже. Причина в особом белке CIRBP, который «включается» в ответ на холод и быстро устраняет повреждения ДНК. Когда этот белок ввели человеческим клеткам, их способность к восстановлению резко выросла. А у плодовых мушек с тем же белком увеличилась продолжительность жизни и устойчивость к радиации.

Секрет долголетия кита кроется в связи генетики с арктической средой. Молекулярные механизмы, поддерживающие жизнь этих животных, могут стать основой для будущих технологий замедления старения у человека. Эволюция уже создала белок, способный защищать ДНК от времени, и остаётся научиться использовать его так же эффективно, как это делает гигант ледяных морей.

5. Связь генетики и окружающей среды делает Гренландскому киту возможность жить более 200 лет (Источник: Unsplash)