Новые Технологии. Регенерация биоткани человеческого тела и Память на искусственной ДНК

 

 

 

 

 

В ближайшие годы, благодаря открытию автралийских учёных, может появиться терапия, способная регенерировать повреждённые вследствие травмы, болезни или старения ткани.

По принципу действия терапия схожа с тем, как ящерицы отращивают хвост и имеет шансы изменить лицо регенеративной медицины.

Учёные перепрограммируют жировые и костные клетки в индуцированные мультипотентные стволовые клетки — иМС (induced multipotent stem cells — iMS).

Терапия была успешно опробована на мышах и по словам главы исследований является большим скачком вперёд по сравнению с другими терапиями стволовыми клетками, эффективность которых либо недоказана либо кране низка.

Испытания на людях должны начаться в конце 2017 года.

Терапия революционна тем, что иМС клетки способны регенерировать многие типы тканей и выгодно отличаются от эмбриональных стволовых клеток, которые при введении в организм, склонны к формированию опухолей. В природе во взрослом организме человека иМС клеток не присутсвует.

Для их создания учёные «отключают память» жировым и костным клеткам, а после этого превращают их в стволовые. Весь процесс включая выращивание иМС клеток занимает 2–3 недели.

Терапия схожа с отращиванием хвоста ящерицей, поскольку в случае с хвостом происходят схожие процессы: образуются иМС клетки, способные превращаться в разные типы тканей — от костей до кожи.

http://earth-chronicles.ru/news/2016-04-09-90955

**********

Память на искусственной ДНК

Создана система, сохраняющая различную информацию в синтезированных ДНК и извлекающая ее обратно без ошибок.

На завершившейся 6 апреля в Атланте (США) 21-й Международной конференции по архитектурной поддержке языков программирования и операционных систем исследователи из университета Вашингтона и фирмы Microsoft представили доклад, в котором описали систему хранения информации на синтезированных ДНК.

Им удалось не только сохранить этим способом различные виды информации (текст, изображения, звук), но и безошибочно прочитать их.

Молекулы ДНК, созданные природой для хранения генетической информации живых организмов, способны хранить информацию во много миллионов раз более плотно, чем все существующие технологии для цифровых запоминающих устройств – жесткие и оптические диски, флэш-накопители и др.

Кроме того, ДНК может надежно сохранять данные в течении нескольких столетий в отличие от срока от нескольких лет до двух–трех десятилетий для прочих устройств. По оценкам предел плотности записи на ДНК достигает 1 эксабайт на мм³ (10¹⁸ байт/мм³) при периоде полураспада более 500 лет.

Правда, пока доступ к записанной таким образом информации очень медленный (от десятков секунд до часов), так что такую систему можно использовать только для архивного хранения данных.

Кодирование осуществляется с помощью четырех основных строительных блоков ДНК: аденина (А), гуанина (G), цитозина (C) и тимина (T). Эти блоки соответствуют цифрам кода. Поскольку их четыре, то двоичные числа перед кодированием переводятся в код с другим основанием.

В простейшем случае, может использоваться система с основанием 4, тогда A, C, G, T сопоставляются цифрам 0, 1, 2, 3. Процесс кодирования, к примеру, двоичной последовательности 01110001 заключается в ее замене на код Хаффмена при основании 4 – 1301, а затем синтезе цепочки ДНК – СТАС.

Однако такое кодирование не позволяет уберечься от многочисленных ошибок , возникающих при синтезе ДНК, поэтому пришлось разработать специальный метод кодирования, уменьшающий вероятность ошибки, и кроме того, добавить к биотехнологиям схемы коррекции ошибок, используемые в компьютерной памяти.

Исследователи решили и проблему произвольного доступа к информации, записанной на большом количестве различных ДНК. Для этого они научились кодировать в них служебные данные («индексы»), позволяющие находить нужную информацию.

С помощью полимеразной цепной реакции, используемой в молекулярной биологии, они идентифицировали нужные индексы, а затем, используя методы  секвенирования (определения последовательности блоков) ДНК, читали данные.

Эта работа представляет большой интерес на фоне лавинообразного роста информации во всем мире. По прогнозам в 2017 году ее количество возрастет до значения более 16 зеттабайт (10²¹). Даже при условии, что далеко не все надо сохранять, это огромное число.

А наибольшая плотность коммерчески доступной памяти на ленточных картриджах составляет всего 10 гигабайт на мм³ (1 ГБ = 10⁹ Б), даже самые последние исследования обещают оптические диски с плотностью всего около 100 ГБ/мм³. Высота нужной стопки таких дисков будет больше расстояния до Луны.

Разумеется, пока стоимость и эффективность памяти на ДНК оставляют желать лучшего, но исследователи считают эти проблемы вполне решаемыми.

По материалам Университета штата Вашингтон

Автор: Алексей Понятов

Источник: nkj.ru

**********

Каждый человек мечтает о вечной молодости и сохранении здоровья.

Поэтому профессоры медицины и ученые непрестанно ищут способы омоложения человеческого организма. Развитие НТП дает возможность разрабатывать новые технологии – как в плане техники, так и в плане медицинского обслуживания.

Второе тысячелетие озадачено этими вопросами. Наряду с инновационными достижениями в медицине, апогей развития достиг и автомобилестроения. Сегодня такой автомобильной торговой маркой как Тойота создан целый ряд автомобилей, работающих на экотопливе.

А это немаловажно, так как загрязненный воздух становится причиной ряда заболеваний у людей всей планеты. Из-за дороговизны современное медицинское оборудование, работающих на экоприводе, доступно не всем. Особенно это касается нанотехологий – это удовольствие не из дешевых.

Но хотя подобные инновационные разработки и являются дорогостоящими, high-tech постепенно превращается из нереального будущего в реальное настоящее.

В настоящее время сущетсвуют наноэлектромеханические устройства – это прототипы нанороботов, которые несут в себе огромные перспективы.

Их использование направлено на лечение различных заболеваний. Сами же нанороботы представляют собой машины, размер которых – с молекулу. Они могут передвигаться, обрабатывать, выполнять заданные программы, а также передавать информацию.

Ученые во главе с Адриано Кавальканти (Adriano Cavalcanti) недавно предложили на рассмотрение всему миру трехмерную систему (3D) для изучения нанороботов, их поведения и взаимодействия с виртуальными биомолекулами в артериальных сосудах.

Эту систему назвали NCD (Nanorobot Control Design). Можно сказать, что это – революционный прорыв в области медицины. С помощью данной системы представится возможность визуализации процессов работы нанороботов внутри человеческого организма.

Благодаря NCD, будет ускорен процесс разработки и внедрения в тело человека медицинских нанороботов. Что же представляет собой подобный механизм наноробота и как он выглядит?

В данном современном устройстве есть мотор, а также пластины, благодаря которым он перемещается. Наличие распознающего или, другими словами, сортировочного винта даст возможность ориентироваться в среде, которую он попал. С помощью винта происходит распознание клеток, которые необходимо лечить.

Конусы его голубого цвета, они показывают радиус действия сенсоров. Предполагается, что контроль над такими нанороботами будет осуществляться при помощи мобильных телефонов, который будет поддерживать радиочастоты.

Что касается размеров нанороботов, то они должны иметь микронные размеры. Это позволит им беспрепятственно проникать даже в капилляры.

Главной задачей нанороботов является распознание болезни, доставка лекарства в необходимый участок человеческого тела, то есть к больным органам, избегая здоровых, чтобы не нанести вреда.

Также при необходимости с помощью таких современных медицинских механизмов выполняется хирургическое вмешательство.

http://forumlight.ru/tp6/cosmic-conversations-t1859-15.html

*****

подборка научных новостей создана на сайте

«Сознание Новой Волны»