Исследователи обнаружили, что матричная РНК модифицирована ничуть не меньше, чем ДНК, причём модификации касаются важнейших генов, участвующих в развитии самых разных заболеваний, от рака до шизофрении.

О том, что химические модификации ДНК или обслуживающих её белков влияют на активность генов, известно давно: это один из примеров эпигенетического кодирования. Но до сих пор в исследованиях эпигенетического кода не находилось места для РНК: исследователи были заняты ДНК и гистонами, упаковывающими ДНК в хромосому. Оттого результаты, полученные группой исследователей из Корнеллского университета (США), выглядят особенно интригующими.

Учёным удалось обнаружить многочисленные модификации в матричной РНК, и есть все основания полагать, что они вносят свой вклад в регуляцию генетической активности. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.

Модификация, о которой идёт речь в статье, превращает аденозин в N6-метиладенозин, то есть на букву А генетического кода в мРНК вешается метильная группа. По словам авторов работы, 20% мРНК человека несут эту модификацию, причём касается она самых разных генов. Следует сказать, что N6-метиладенозин в матричной РНК был обнаружен ещё в 1975 году, но тогда не было уверенности, что он принадлежит именно мРНК, что в ходе эксперимента к мРНК не примешались транспортная и рибосомная РНК, которые, в отличие от мРНК, модифицированы щедро и разнообразно. На этот раз исследователи сумели прочесть последовательность модифицированных мРНК и обнаружили в них копии самых разных генов, имеющих отношение ко множеству заболеваний, от рака до шизофрении.

Более того, удалось найти фермент, который может снимать эту модификацию с мРНК. Им оказался продукт гена FTO, мутации в котором часто бывают связаны с ожирением и диабетом. Причём к метаболическим расстройствам приводит именно гиперактивность гена FTO, поэтому исследователи делают вывод, что метилирование матричной РНК необходимо для поддержания правильного метаболизма. Что до фермента, который, наоборот, модифицировал бы мРНК, то его пока не нашли. Зато учёные узнали, где группируются модификации — преимущественно вблизи стоп-кодона. Вероятно, это как-то влияет на работу рибосом, хотя тут, как признаются авторы работы, остаётся только гадать: возможно, модифицированные основания служат, как и в ДНК, для привлечения каких-то регуляторных белков.

Метилирование мРНК было обнаружено у человека и мыши, причём его рисунок оказался довольно консервативным: в обоих случаях модификации происходили в сходных последовательностях. Хотя прямых доказательств тому, что метилирование мРНК влияет на активность белкового синтеза, пока не получено, исследователи не сомневаются, что так оно и есть. Возможно, это универсальный механизм регуляции генетической активности, подобный эпигенетическим модификациям ДНК. Если так, то с практической точки зрения биологи и медики получат дополнительный инструмент в борьбе со сложнейшими и тяжелейшими недугами: достаточно будет лишь притормозить или, наоборот, ускорить ферменты, занимающиеся модификациями мРНК, чтобы генетическая активность человека пришла в норму.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Гигантская черепаха появилась после исчезновения динозавров и жила в озере, где могла питаться небольшими крокодилами.

Палеонтологи из Университета Северной Каролины (США) обнаружили на территории Колумбии (Южная Америка) останки гигантской черепахи, жившей 60миллионов лет назад. По своим размерам она напоминает небольшой автомобиль, а из ее панциря получился бы детский бассейн.

Рептилия получила название Carbonemys cofrinii, что означает «угольная черепаха», так как ее останки были найдены в угольной шахте, близ местечка Керрехон. Эти отложения относятся к позднему палеоцену. Менее крупные родственники Carbonemys, относящиеся к бокошейным пеломедузоидным пресноводным черепахам, были современниками динозавров. Однако сама Carbonemys появилась спустя 5 миллионов лет после их исчезновения.

В это время на территории современной Южной Америки наблюдалась вспышка гигантизма среди рептилий. Так, в этой же угольной шахте Керрехон был найден гигантский удав Titanoboa. Скорее всего, после исчезновения динозавров оставшиеся рептилии пытались занять их экологическую нишу, чему способствовало обилие пищевых ресурсов и отсутствие хищников.

Длина панциря гигантской черепахи составляет 172 сантиметра, диаметр ее головы был равен 24 сантиметрам (размер футбольного мяча). «Когда мы четыре дня раскапывали ее панцирь, мы поняли, что перед нами – самая большая черепаха,которую когда-либо находили в этом районе и в это время. Найденный экземпляр –первое свидетельство гигантизма среди пресноводных черепах», -- рассказал Эдвин Кадвена, один из авторов работы, которая будет опубликована в журнале Journal of Systematic Palaeontology.

Мощные челюсти черепахи свидетельствуют о том, что она могла питаться самой разнообразной пищей – моллюсками, другими черепахами и даже небольшими крокодилами. Возможно, ее хищничеством объясняется и то, что палеонтологам удалось найти всего один экземпляр Carbonemys. Чтобы прокормить такого гиганта,требовалась большая площадь и много пищевых ресурсов. Скорее всего, в древнем озере могла обитать только одна такая черепаха, а все остальные не выживали.Палеонтологи говорят, что они находят много панцирей небольших бокошейных черепах со следами укусов крокодилов. Однако такому гиганту, как Carbonemys,крокодилы были не страшны.

Источник: infox.ru

Анализ костей ископаемых млекопитающих и древесины помог уточнить возраст Рейна.

Рейн, который протекает по территории Швейцарии, Австрии, Германии и Нидерландов и чья длина составляет более 1200 километров, является одной из крупнейших европейских рек. Однако возраст этой реки до последнего времени оставался загадкой. Авторы статьи, опубликованной в журнале PLoS ONE, считают,что им удалось ее разрешить.

Палеонтологи проанализировали более 300 новых находок млекопитающих, а также растительные остатки из отложений известного немецкого местонахождения Эппельсхайм. Первые кости млекопитающих были найдены в Эппельсхайме еще в начале XIX века, а сами отложения были отнесены к неогену (23-2,5 миллионов лет назад), однако более точная оценка их возраста вызывала споры на протяжении последующих двух столетий.

Ученые обнаружили в Эппельсхайме зубы оленей, живших в Центральной Европе в среднем миоцене. Из этого они сделали вывод, что возраст местонахождения составляет примерно 16-14 миллионов лет. «Результаты анализа растительности,найденной ниже и выше слоев, содержащих исследованные зубы, также подтверждает эту оценку», -- подчеркнул профессор Маделайн Беме, один из авторов работы.

Дело в том, что отложения Эппельсхайма содержат окремнелую древесину, а древесина окремневает лишь в условиях жаркого и влажного климата. В исследуемом регионе древесина окремневала лишь в конце карбона - начале перми – и во время климатического оптимума, который пришелся как раз на средний миоцен, что является еще одним доказательством корректности оценки возраста местонахождения.

Открытие, сделанное учеными, имеет важные следствия для изучения возраста Рейна, поскольку Эппельсхайм принадлежит к самым древними из известных отложений этой реки. Как отметил профессор Беме, возраст прото-Рейна,предшественник современной реки, насчитывает не менее 10 миллионов лет, что почти на 5 миллионов лет больше, чем предполагалось ранее.

Источник: infox.ru

Экзоскелет насекомых, состоящий из кутикулы, соединяет в себе несоединимое — исключительную жёсткость и беспримерную прочность.

Экзоскелет насекомых образован кутикулой, которая может быть мягкой и тонкой, а может — чрезвычайно прочной и плотной. Считается, что кутикула насекомых — второй по распространённости биоматериал после древесины; это неудивительно, учитывая многочисленность самих насекомых. Вместе с тем далеко не все свойства кутикулы изучены достаточно хорошо, что и следует из статьи в Journal of Experimental Biology, опубликованной учёными дублинского (Ирландия) Тринити-колледжа.

Исследователей интересовали биомеханические характеристики задних ног кузнечиков. Прыгучесть этих насекомых хорошо известна: они отталкиваются задними ногами и преодолевают расстояние, во много раз превышающее длину их тела. Очевидно, чтобы выдерживать такие нагрузки, ноги прямокрылых должны отличаться высочайшей жёсткостью, чтобы сила толчка не гасилась гибкостью. То есть при всей жёсткости задние ноги кузнечиков должны быть достаточно хрупки. Выяснилось, что это не так: кутикулярный экзоскелет прыгательных конечностей у кузнечиков не ломается, даже если на ногах специально сделать насечки, которые уменьшили бы прочность.

Иными словами, кутикула обеспечивает конечностям кузнечиков два, казалось бы, несовместимых качества — исключительную жёсткость и удивительную прочность. По словам авторов работы, прочность прыгательных ног кузнечиков вообще едва ли не наивысшая среди всех биоматериалов. Рога оленей или полорогих копытных ещё могут поспорить с кутикулярным экзоскелетом, но, скажем, обычные кости уже ему уступают. Правда, учёные отмечают, что биомеханические характеристики кутикулы сильно зависят от содержания воды: при недостатке влаги жёсткость увеличивается, но возрастает и ломкость.

В связи с этим возникает вопрос: как, например, прочность и жёсткость кутикулы варьируется от вида к виду? Будут ли ноги жуков демонстрировать такую же прочность, как и ноги кузнечиков? И только ли кутикуле конечности насекомых обязаны своей прочностью? Но в любом случае очевидно, что кутикула играет тут не последнюю роль, и, возможно, в будущем биоинженерам удастся создать искусственный материал с такими же механическими характеристиками.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Морская растительность удерживает столько же углерода в расчёте на гектар, сколько сухопутные леса.

Увы, это одна из самых уязвимых экосистем мира.

В прошлом веке планета потеряла 29% морской травы. Основные причины — загрязнение воды, дноуглубительные работы, изменение климата. Ежегодно площадь подводных лугов сокращается на 1,5% — а это значит, что в окружающую среду возвращается 299 млн т углерода.

На основании старых и новых данных о 946 лугах международная группа исследователей подсчитала, что ежегодно морская трава поглощает 27,4 млн углерода, запасая его в почве. В отличие от лесов, которые удерживают углерод примерно 60 лет, подводная экосистема хранит его со времён последнего ледникового периода.

Это означает, что сейчас в морской траве и в метровом слое почвы под ней лежит 19,9 млрд т углерода — в два раза больше, чем объёммировых выбросов при сжигании парниковых газов в 2010 году. Если морская трава исчезнет, мы очень быстро окажемся в теплице.

Эта мрачная перспектива усугубляется другим исследованием. Выяснилось, что потепление приводит к вымиранию средиземноморского растения Posidonia oceanica. Вид может полностью исчезнуть к середине века, что вызывает особое беспокойство: эта трава запасает примерно в 10 раз больше углерода, чем большинство других видов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Чтобы ненароком не съесть ядовитую амфибию, летучие мыши выработали комплексную стратегию охоты, с оценкой размера добычи с помощью эхолокации и химическим анализом на ядовитость.

Бахромчатогубые листоносы, живущие в американских тропических лесах, охотятся на местных лягушек и жаб. Но там, где обитают эти летучие мыши, высока вероятность наткнуться на ядовитую амфибию. Известно, что листоносы находят добычу по брачным крикам. Но во время охоты стратегия хищников несколько раз меняется, чтобы не ошибиться и не схватить ядовитую лягушку вместо съедобной.

Зоологи из Смитсоновского института исследований тропиков (США) экспериментировали с восемью бахромчатогубыми листоносами, пойманными в лесах Панамы. Исследователи использовали позывные съедобных лягушек, чтобы привлечь внимание летучих мышей, но вместе со съедобной добычей предлагали листоносам ещё и ядовитых амфибий.

В статье, опубликованной в журнале Naturwissenschaften, учёные пишут, что в первую очередь рукокрылые реагировали на крики лягушек. Но по мере приближения к добыче мыши меняли тактику, оценивая размер амфибии с помощью эхолокации. В тех же лесах, где охотятся листоносы, обитает и знаменитая жаба ага, которая могла бы быть удачной крупной добычей, не будь так ядовита. Поэтому, подлетая к потенциальной жертве, листоносы проверяют её размеры: соответствуют ли они обычной, безопасной «еде».

После того как летучие мыши хватали жертву, наступал черёд химического анализа. Если хищникам попадалась ядовитая лягушка, через какое-то время они просто выбрасывали её. Более того, листоносы избавлялись даже от съедобной лягушки, просто вымазанной ядом другого вида. Очевидно, рукокрылые могут как-то определять ядовитость — либо с помощью обоняния, либо на вкус.

То есть, как заключают учёные, не стоит думать, что летучие мыши слепо полагаются на свой слух. Он у них совершенен, спору нет, но сообщить всю необходимую информацию о «качестве пищи» не в силах. Поэтому листоносам пришлось выработать комплексную стратегию, чтобы случайно не отравиться неправильной лягушкой.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Взрослые носухи защищают детёнышей, ворующих пищу у других особей. Это происходит даже в том случае, если маленькие воришки не приходятся защитникам роднёй.

Южноамериканские носухи живут сообществами в несколько десятков особей. Несмотря на высокую социализацию, носухи ведут себя по отношению друг к другу довольно агрессивно, особенно если дело касается еды. Животные постоянно пытаются стянуть кусок у соседа, причём делают это невзирая на возрастные различия. При этом они могут объединяться в кратковременные альянсы, и логично было бы предположить, что такие союзы подразумевают кровное родство.

Зоологи из Смитсоновского института (США) три года наблюдали за поведением носух, обитающих на территории аргентинского национального парка Игуасу. Всего в поле зрения исследователей попало свыше полутора сотен особей. Несчётное число раз учёные видели, как молодые животные крадут пищу у взрослых и как другие взрослые им в этом помогают.

Носухи сумели удивить зоологов: данные генетического анализа показали, что в 57% случаев помощь приходила от особей, не связанных родственными узами с детёнышами.

В статье, опубликованной на сайте PLoS ONE, исследователи отмечают, что такая странность обнаруживалась только в недружественном, агрессивном поведении. Если носухи занимались, например, взаимным грумингом, то родственные отношения играли очень большую роль.

Почему же тогда, когда дело доходит до воровства, взрослые носухи защищают мелких от агрессии обворованной особи? Ответить на тот вопрос исследователи пока не могут. Более того, детёныши, заручившись поддержкой чужих, часто отбирают пищу даже у своей родни. Разумеется, у многих животных взрослые защищают детёнышей, но особенности поведения носух делают их в этом смысле абсолютно уникальными. Возможно, дальнейшие исследования помогут не только понять социальную структуру этих зверей, но и вообще лучше представить, как формировалась социальность у млекопитающих.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Находка древнейшего представителя одной из групп двуногих динозавров проливает свет на эволюцию конечностей крупнейших хищников мезозоя.

Палеонтологи обнаружили в средней юре Патагонии (Южная Америка) древнейшего представителя абелизаврид – двуногих хищных динозавров, дальних родственников знаменитого тираннозавра. Описание находки опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Возраст динозавра, получившего название Eoabelisaurus mefi, почти на 40миллионов лет превышает возраст самых древних абелизаврид, известных на сегодняшний день. «Абелизавриды были очень разнообразны и широко распространены в течение мелового периода, -- пояснил палеонтолог Оливер Раухут, соавтор работы, -- однако их происхождение до сих пор остается загадочным».

В то время как тираннозавры и их родичи населяли территорию современной Северной Америки и Азии, абелизавриды жили на древнем континенте Гондвана,частью которого и была Южная Америка. При этом, как подчеркивают авторы статью,находки хищных динозавров из южного полушария, особенно в период с середины юры до раннего мела, весьма скудны, поэтому обнаружение юрского абелизавра является большой ценностью.

Eoabelisaurus жил в то время, когда Гондвана окончательно еще не откололась от Пангеи, в состав которой входили все современные материки к началу юры.Поэтому не до конца понятно, почему эта группа динозавров не проникла и в другие регионы Земли. «Одно из возможных объяснений – существование в центре Пангеи пустынь, которые помешали абелизавридам перебраться из южного полушария в северное», -- рассказал другой автор статьи, аргентинский палеонтолог Диего Пол.

Найденный в Патагонии Eoabelisaurus также интересен тем, что позволяет проследить ранние этапы эволюции верхних конечностей у хищных двуногих динозавров (терапод), которые сильно редуцировались к концу мела. Часть верхней конечности, прилегающая к туловищу, у Eoabelisaurus имеет нормальный размер,однако пальцы и когти уже сильно уменьшены. Это подтверждает гипотезу о том,что редукция конечностей теропод начиналась не с плеча и пояса конечностей, а именно с кисти.

Источник: infox.ru

Среди существующих на сегодняшний день пород собак нет таких, которые были бы близки к первым одомашненным собакам.

Международный коллектив генетиков пришел к выводу, что разобраться с генеалогией современных пород собак практически невозможно, так как в результате межпородного скрещивания за прошедшие тысячелетия собаки генетически очень отдалились от своих первых одомашненных предков. Статья с таким заключением опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Всего исследователи изучили генотип 1375 собак 35 пород и 19 особей серого волка, от которого произошла домашняя собака. Кроме того, они проанализировали ископаемые останки собак, найденные в разных частях света: в Ираке, Северном Китае, Камчатке, где собаки присутствовали уже 12 тысяч лет назад.

Выяснилось, что собаки таких пород, как китайский шарпей, афганская борзая и японская акита, которые ранее считались наиболее близкими к общему предку собак, оказались не более древними, чем остальные. Кроме того, ни одна из пород, наиболее древних по данным генетического анализа, не происходит из тех регионов, в которых были найдены останки первых одомашненных собак.

Некоторые породы, например, африканская басенджи и австралийская динго,считавшиеся древнейшими, в действительности отличаются от остальных лишь в силу географической изоляции и не связаны с первыми одомашненными предками собак.

Согласно данным исследования, процесс одомашнивания собак начался около 15тысяч лет назад, однако в некоторые части света, такие, как Южная Америка и Южная Африка, собаки были завезены не ранее 1400 лет назад. Содержать собак в качестве домашних питомцев люди стали около 2 тысяч лет назад, до этого они использовали собак исключительно в служебных целях. Большинство пород являются еще менее древними и обязаны своим появлением усилиям селекционеров последних150 лет.

«Собаки всех пород подвергались скрещиванию между собой, и поэтому найти предков собак и разобраться с тем, как происходил процесс одомашнивания,очень сложно», -- пояснил Грегор Ларсен из Даремского университета(Великобритания), один из авторов работы.

Источник: infox.ru

За 160 миллионов лет состав чернил у головоногих моллюсков не изменился.

Группа американских палеонтологов из Университета Дьюка обнаружила в отложениях нижней (195 млн лет назад) и средней (162 млн лет) юры Англии колеоидных головоногих моллюсков с чернильными мешочками. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

К колеоидам принадлежит большинство современных головоногих, таких, как каракатицы, кальмары, осьминоги. Спасаясь бегством, они выпускают в воду чернильное облако, которое имеет темную окраску за счет присутствия эумеланина,одной из двух основных разновидностей меланина.

Ученые проанализировали химический состав чернильных мешочков древних колеоидов и обнаружили там эумеланин, ничем не отличающийся от эумеланина в чернилах современной каракатицы Sepia officinalis. «За 160 миллионов лет пигментация этого класса животных никак не изменилась, -- рассказал Джон Саймон, руководитель исследования. – Чернильный мешочек – это совершенный механизм, который, не изменяясь, безотказно работал у головоногих в течение многих эпох».

Палеонтологи подчеркивают, что выявить меланин им удалось благодаря новой методике. До этого следы органических молекул у ископаемых организмов выявляли лишь косвенным путем. В своей работе ученые подвергли вещество ископаемых чернил воздействию пероксида водорода (H₂O₂).

Оказалось, что продукты химической реакции, которые при этом выделились, не отличались от продуктов взаимодействия пероксида с меланином современной каракатицы, за исключением присутствия серы, которая объясняется воздействием бактерий при захоронении. Сходство молекул меланина подтвердили и данные резонансной спектроскопии.

Новый метод позволит выявлять в ископаемых организмах не только меланин, но и другие органические молекулы.

Источник: infox.ru