живи вечно

Cell Pisture Show - регулярный конкурс научной фотографии, который проводится издательством Cell Press, публикующим научные журналы. По итогам конкурса лучшие фотографии с описаниями рассылаются подписчикам CP на почту.

Этот выпуск посвящён синтетической биологии.

Биология Plug N' Play

Anne-CécileReymann, Manuel Théry, iRTSV в Гренобле, Франция

Когда Ваш жёсткий диск ломается, Вы заказываете новый онлайн и меняете их местами. Почему мы не можем сделать то же самое с биологическими системами? От ДНК-роботов и органов-на-чипе к нанощетинкам, захватывающим и высвобождающим лекарства, это слайд-шоу рассматривает две больших цели синтетической биологии: создавать новые биологические системы и перепроектировать существующие из не-биологических компонентов

Изображение: Филаменты актина нуклеированы в форме кругов диаметром 20-40 микрон с использованием микропаттернинга (см. далее) и сфотографированы путём эпифлуоресцентной микроскопии.

Выпуская актин

Anne-CécileReymann, Manuel Théry, iRTSV в Гренобле, Франция

Что регулирует архитектуру актина в клетке? Недавно (относительно - прим.пер.), Théry и коллеги продемонстрировали, что для организации F-актиновыхфиламентов (жёлтые) в параллельные пучки, какие встречаются в клетках, - без поперечных связей и клубков - нужна только правильная ориентация актиновых ядер.

Изображение:

Ядра актина размещены на покровном стекле в форме круга путём микропаттенрнинга с применением глубокой UV-литографии. Полимеризация актина вызвана последующим добавлением мономеров актина, профилина и комплекса Arp2/3. Плотная разветвлённая сеть филаментов образовалась на круге (ярко жёлтый), в то время как не-разветвлённые филаменты выросли снаружи от круга в виде параллельных пучков. 7% мономеров актина было помечено красителем Alexa568, который позволил сфотографировать их с применением классической эпифлуоресцентной микроскопии(прямой микроскоп Olympus BX61, сухой объектив x40).

источник

Перепрограммируя форму

Timothée Vignaud, Qingzong Tseng, Manuel Théry, iRTSV вГренобле, Франция

Микропаттернингтакже контролирует размер и форму клетки. Здесь, Théry и коллеги нанеслиадгезивные молекулы (фибронектин) на стёкла в разных формах - Т-образной(сверху справа) и H-образной (снизу справа). Когда они пересадили одну или двеклетки на полученный микропаттерн, те приняли соответствующую форму: клетка наT-форме стала треугольной, пара клеток на H-форме образовала квадрат. Если они"рисовали" паттерн рядом с клеткой, уже закрепившейся на подложке(слева), клетка постепенно распространялась на него и создавала стресс-волокна актина по краям.

Изображение:

Слева:клетка RPE1 экспрессирует LifeAct-GFP, который отмечает актиновый скелет в живых клетках. После того, как рядом с клеткой был нарисован микропаттерн,каждые 20 минут получали изображение на инвертированном микроскопе Nikon TE2000(объектив x100 с маслом).

Справа:единичная клетка RPE1 на Т-паттерне и пара клеток MCF10A на H-паттерне были пермеабилизованы параформальдегидом после посадки на микропаттернированное стекло. Актиновая сеть и фокальные контакты окрашены зелёным (фалоидин-FITC) и красным (антитела к винкулину/паксиллину), соответственно. Межклеточные контакты окрашены белым (антитела к бета-катенину). Изображения получены на микроскопе Leica DMRA (объектив x100 с маслом).

источник

ДНК-роботы

Campbell Strong, Shawn Douglas, Gael McGill, Wyss Institute forBiologically Inspired Engineering at Harvard University, Бостон, США

Одна из главных целей синтетической биологии - использовать строительные блоки живых систем (ДНК, РНК, протеины, липиды) для создания инструментов и устройств,которые не существуют в природе. Для примера, в "ДНК-оригами",длинные одноцепочечные молекулы ДНК с длиной свыше 1000 пар оснований складывались в кастомизированные формы за счёт взаимодействия с малыми"молекулами-образцами".

Изображение:

Дуглас и коллеги использовали подход "ДНК-оригами" для постройки бочонкообразного наноробота (35x35x45 нанометров), который может быть наполнен лекарствами, фрагментами антител (розовые) и другими наночастицами. Аптамер ДНК(зелёный) держит бочонок закрытым, но, когда робот контактирует с антителами к аптамеру, раскрывает его (например, на поверхности клетки). Робот был разработан при помощи программ Molecular Nay и CadNano.

источник

К минимальным клеткам

Jorge Bernardino de la Serna, University of Southern Denmark, Оденсе, Дания

Одним из самых амбициозных устремлений синтетической биологии является создание"минимальных клеток", которые полностью повторяют функции естественных клеток - потребление энергии, градиент ионов, хранение информации,изменчивость. Хотя такие технологии всё ещё далеко на горизонте, исследователи достигли большого прогресса в создании "полусинтетических клеток",которые имитируют определённые функции клеток, такие как синтез белков или липидных мембран. Многие из этих искусственных клеток обитают в липосомах или искусственных везикулах с билипидной мембраной.

Изображение:

Каждая микрофотография показывает гигантскую липосому диаметром 20-50 микрон,состоящую из жиров и протеинов поверхности альвеол лёгких млекопитающих без химической обработки. Липосомы были напрямую выделены из смывов с лёгкого.Каждая микрофотография получена при разных температурах или составах жиров и белков легочного сурфактанта. Изображения получены на лазерном сканирующем инвертированном микроскопе Zeiss LSM 510 (объектив x40 с водной иммерсией), при конвенциональном или двухфотонном возбуждении флуоресценции.

источник

Поймай-И-Отпусти

Joanna Aizenberg, Harvard School of Engineering and Applied Sciences, Бостон, США

Другая крупная цель синтетической биологии - создание из неестественных молекул и соединений инструментов и устройств, имитирующих свойства природных. Например,Joanna Aizenberg и её лаборатория стали пионерами использования само-организующихся синтетических нановолокон для создания устройств,захватывающих и отпускающих лекарства, которые выглядят поразительно похожими на маленькие щупальца (вы же не думали, что пост обойдётся без тентаклей? -прим. пер.).

Изображение:

Сканирующая электронная фотография наноразмерных щетинок, удерживающих сферу. Щетинки сделаны из эпоксидной смолы и погружены в жидкость. Пока щетинки засыхают, они захватывают то, что поблизости, например лекарства или наночастицы. Щетинки сохраняют энергию и их можно заставить высвободить захваченные частицы. Каждая щетинка примерно в тысячу раз тоньше человеческого волоса.

источник

Нанодреды

Joanna Aizenberg, Harvard School of Engineering and Applied Sciences, Бостон, США

Самоорганизующиеся нановолокна могут также быть использованы при создании наноструктур с уникальными спиральными формами и иерархической структурой, каковые часто могут наблюдаться в живых системах. Упорядоченная матрица нановолокон погружается в жидкость и, по мере испарения жидкости, формирует спиральные пучки и пучки пучков с заданными свойствами, зависящими от состава и расположения нановолокон в матрице.

Изображение:

Сканирующая электронная фотография наноразмерных щетинок, сформировавших иерархическую спираль по мере высыхания жидкости.

Больше здесь

Лёгкое на чипе

Donald Ingber, Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering atHarvard University, Бостон, США

Один из проявляющихся трендов синтетической биологии - симуляция функций и активности живых органов на микроустройствах, произведённых, как микрочипы и выстеленных живыми клетками человека. Donald Ingber и коллеги использовали эту стратегию для создания "лёгкого на чипе", которое содержит пустые каналы,разделённые гибкой пористой мембраной, выстеленной с одной стороны клетками эпителия альвеол, а с другой - клетками легочных капилляров. Подвергая межтканевой интерфейс циклической деформации, эти устройства имитируют дыхательные движения. Этот простой орган на чипе повторяет ответ лёгкого человека на инфекции, воспаление и токсины. Подобные устройства предлагают новый подход к изучению лекарств и оценке токсичности соединений.

источник

Синтезируя органы

Hidetaka Suga, Yoshiki Sasai, RIKEN Center for Developmental Biology, Кобе, Япония

Хотя обычно эти технологии не относят к одной группе, технологии использования стволовых клеток имеют большую общую цель с синтетической биологией: создание искусственных органов. Ранее Sasai и его команда создали сетчатку в 3D-культуре эмбриональных стволовых клеток (ESC) и, на момент выхода выпуска, им удалось"вырастить" вне организма часть гипофиза. В чём заключался секрет создания этой железы? В организации двух слоёв эпителиальных клеток (эктодермы и нейродермы), чтобы на их интерфейсе мог сформироваться зачаток гипофиза -карман Ратке.

Изображение:

Слева:натуральный орган, сагиттарльный срез развивающегося кармана Ратке (красный)эмбриона мыши на 12 день. Карман Ратке помечен красным при помощи антител кPitx1, в то время, как гипоталамус помечен зелёным за счёт антител к Rx.

Справа:искусственный орган, карманы Ратке (зелёные и белые) самообразовались в скоплениях эмбриональных клеток на 13 сутки. Зелёные, белые и красные цвета ассоциированы с антителами к Lim3, Pitx1 и Tuj1, соответственно. Для окраски ядер в синий цвет на обоих изображениях использовался Dapi.

источник

БОНУС: пчёлы-роботы

Alex Kushleyev, Daniel Mellinger, Vijay Kumar, University of Pennsylvaniaand KMel Robotics, Филадельфия, США

И, наконец,почему бы не обсудить "синтез" сложного биологического поведения?Один из наиболее часто повторяемых типов поведения - коллективный полёт пчёл и других насекомых, известный, как роение. Vijay Kumar и его группа сделали впечатляющий шаг к повторению роения у летающих дронов. Они использовали полностью автономные (без дистанционного управления!) квадрокоптеры, которые способны совместно маневрировать вокруг препятствий, лететь в определённой формации и объединяться в небольшие структуры.

You'll always find exciting science n Cell !

Маленькая девочка из японской семьи, ожидающей автобуса для отправки в «центр для перемещенных лиц» (фактически — концентрационный лагерь). США, Калифорния, апрель 1942 года.

Самые опасные животные на планете

Актёр театра Кабуки Утаэмон VI и Мисима Юкио.

Каменный дилдо & дрожжевое тесто в вагине. ТОП 5 исторических секс-дикостей

Интернет — рассадник разврата! До его появления люди вели себя гораздо сдержанней, меньше думали о сексе, реже слышали о сексе и занимались им только для воспроизведения потомства. Какие уж там извращения! Секс в Средневековье? Да они даже обувь не снимали во время этого дела — лишняя нагота вовсе ни к чему! Ага… Как бы не так.

Правда в том, что мужчины и женщины бесстыдно сношались ещё со времен Каменного века! И любовь свою они выражали способами, которые сегодня сочли бы безумными или даже преступными.

Такое ощущение, будто влюблённых мужчин и женщин эпохи Ренессанса волновали только два вопроса: «Как дать понять о своих намерениях избраннику?» и «Как влюбить в себя объект желания и уговорить заняться неистовым сексом на шкуре убитого медведя?»

Короче говоря, если женщина испытывала к мужчине чувства, она должна была приготовить для него специальный хлеб: тесто закладывалось в вульву и между ягодиц. Такая странная и слегка тревожная практика носила название испечь «хлеб-раковинку», потому что результат кулинарного творчества до боли напоминал моллюска. И не только моллюска, если вы понимаете.

Вдоволь наигравшись со своей «формочкой» и как следует предавшись пылким думам об избраннике в процессе этого, девушка могла испечь получившуюся заготовку и вручить любимому. И если он принимал подарок, девица могла в парне вообще не сомневаться. Раз он согласился откушать ТАКОЕ в знак своей любви и нежности, вряд ли он был настроен несерьёзно и, тем более, захочет повторить этот печальный гастрономический опыт с кем-то ещё. Пройти через это дважды? Точно нет.

В стародавние времена часы были нужны не только для определения времени, но ещё и для сохранения воспоминаний. Молоденькие девушки вставляли во внутреннюю часть крышки часов фотографии своих возлюбленных, отцы семейств наносили гравировки с напутственными словами в подарок сыновьям и умирающим от холеры близким.

Но у богатых, как известно, свои причуды. Пока менее удачливые обладатели часиков корчились в предсмертных судорогах и оплакивали недавно почивших родственничков, толстосумам картинки на часах помогли настроиться на нужный лад во время банальной мастурбации.

«Эротические часы» были основным элементом порноиндустрии с начала 18 века и пользовались бешеной популярностью среди тех, кто мог себе позволить их покупку. Сперва мужчины взяли моду увозить в часах фотографии  своих законных супруг в дальние путешествия.

Но родное сердцу лицо (названия половых органов, которые реально присутствовали на фото мы, пожалуй, опустим) быстро надоедало лихому страннику, и в часах отца семейства оказывались фотографии самых разных прелестниц. Они ему, ясное дело, не надоедали, поэтому фото жены в часы уже не возвращалось никогда.

Чтобы быть до конца честными, отметим:  эротические часы и по сей день остаются очень весомым элементом культурного и исторического наследия, бесценным вкладом в искусство мастеров тех времён.

Сегодня такую вещицу можно приобрести за сотни, тысячи долларов… Коллекционеры по всему миру отдают дань уважения маленьким слабостям своих беспечных предков.

28000 лет тому назад человечество развивалось куда медленнее, чем сегодня. У пещерного жителя не было лишнего времени на саморазвитие и изобретательство. Вся его жизнь заключалась в том, чтобы поедать животных ещё до того, как они съедят его самого. И это были очень большие животные, правда.

Сегодня мы изо всех сил стараемся сделать нечто такое, что останется в веках, будет напоминать о нас после смерти. Чтобы достичь цели, мы рвём задницы, а у первобытного человека это получилось само собой.

Да-да, кое-что изобрести в перерывах между беготнёй от мамонтов и за ними древний человек всё-таки сподобился. На долгие века с нами остался его бесценный каменный дилдо.

Первый, не вызывающий никаких сомнений в функциональной направленности, камень-дилдо, призванный нести оргазмы людям долохматого века, был обнаружен археологами в 2004 году в юго-западной части Германии. И длина его составляет ни много ни мало 20 см. И это не было каким-то религиозным фаллическим символом. Судя по шлифовке и рубцеванию камней, функций у этой дубинки было ровно две: разжигать огонь (при помощи искр) и доставлять сексуальное удовольствие хранительнице очага,  пока муж на охоте. Вот такая мультизадачность!

Важно отметить, что изобретение каменных орудий очень сильно повлияло на дальнейшее развитие всего человечества. Представьте: даже больше, чем изобретение письменности!

И ведь непростое это было занятие: взять и вырезать из каменной глыбы маленький половой член! Это не минуты — это часы кропотливого труда, который можно было потратить на охоту! Они даже рисовать толком не умели: сплошные чёрточки да палочки, а тут функциональная, идеально приближенная к оригиналу копия члена! Люди уже тогда хотели получать максимум удовольствия от секса!

В годы повышенной средневековой религиозности единственный приемлемый совет о сексе, который старшие поколения могли дать молодым парам, был «никогда не заниматься сексом. Ни-ког-да». Да, секс в Средневековье не отличался разнообразием.

И это ещё меньше способствовало познанию чудес сексуальной жизни молодыми семейными парами, которые 14 часов к ряду шарили руками в поисках тыквы в огороде, потом приходили домой, неумело шарили загрубевшими от работы руками друг у друга в трусах… На этом дело обычно и кончалось… Лень, усталость и мысль о том, что Боженька всё видит, брали верх.

Как бы то ни было, проблема вскоре решилась самым неожиданным образом. На рассвете эпохи Ренессанса один художник осмелился бросить вызов церкви и опубликовал иллюстрированную книгу о сексе: гид по позам. Это было замечательное пособие. В эпоху зарождения Ренессанса оно открыло молодёжи радости многочисленных оргазмов, а сегодня носит статус бесценного исторического артефакта.

Секс в Средневековье был важнейшим бизнесом. И как любой другой бизнес, его сопровождало изобилие правил, нормативных актов и политики.

Человек не мог считаться официально состоящим в браке до вступления с партнёром в половой акт. И, если кто-то из партнёров по какой-либо причине не мог заниматься сексом, то такой брак католическая церковь просто аннулировала.

Аннулирование браков в то время было процедурой весьма неприятной. Даже куда неприятнее, чем сегодня. Да-да. Развод мог просто разрушить репутацию благородного человека раз и навсегда! Плохой секс в Средневековье карался жестоко. О душевных терзаниях, разделе имущества, документальном волокитстве речи не идёт. Всё было куда хуже!

Развестись с супругом, потому что у него не стоит, было не так-то просто. Учёные мужи того времени (да и кто мы, чтобы ставить их действия под сомнение?) считали, что в любой непонятной ситуации нужно непременно разобраться. Будь то кража коровы или неработающий член.

Нужно ли говорить, что мужскую половую несостоятельность дамам приходилось доказывать прямо в суде, перед судьями, докторами и всеми остальными, кому просто нечего делать. Поприсутствовать на разбирательстве мог любой желающий зевака.

Конфуз начинался с обвинения жены: мол, «змея в трусах моего мужа уснула вечным сном». Далее тело мужчины исследовалось и испытывалось судьями и докторами на предмет потенции. Они задавали всякие вопросы, типа: «Можете ли вы поддерживать эрекцию?» и «В каком состоянии находится девственная плева вашей жены?»

Провалив это испытание (а нервы в такой ситуации сдали бы и у лучших представителей мужской половины человечества), непутёвому мужу оставалось только одно: обратиться в суд конгресса.

Правила в этом суде были примерно те же, что и в предыдущей инстанции: чтобы победить, мужчина должен был порвать девственную плеву своей жены и представить кровь суду.

Происходило всё следующим образом: муж и жена — которые были явно не в настроении заниматься сексом в этот момент, отправлялись в кровать, щедро освещенную множеством свечей, чтобы хирурги и акушеры могли лично удостовериться: был секс у молодожёнов или нет. Процесс мог продолжаться по несколько часов. Собраться с мыслями и испытать удовольствие получалось только у фетишистов, эксгибиционистов и любителей горячего воска.

Чтобы всё было по-честному, каждого мужчину перед исполнением супружеского долга тщательно досматривали на предмет сосудов с кровью. Часто мужья пытались пронести их с собой на суд, чтобы плеснуть кровь жене между ног. Это было бы доказательством его победы.

Если мужу удавалось реабилитироваться в этих спартанских условиях, то он получал право немедленно, прилюдно и безжалостно бросить свою бессовестную и, что самое главное, ОБЕСЧЕЩЕННУЮ жену. Спросом у мужчин строптивая ябеда с разорванной девственной плевой в последствии, ясное дело, не пользовалась.

Но если мужчина терпел фиаско во второй раз, то его жизнь была разрушена.

Вплоть до 1500-х такие «пенисные суды» были широко распространены. Более того, они настолько пользовались популярностью, что при желании можно было каждую пятничную ночь наблюдать за мытарствами какого-нибудь бастарда, пытающегося дефлорировать свою новобрачную жену. Это было шоу Джерри Спрингера того времени, своего рода представлением для французской аристократии, которая по этому важному случаю любила наряжаться и ставить ставки.

Эта модная забава прокатилась волной почти по всей Европе. В Англии все такие истории широко освещались в прессе.

Мы не видим Солнце, мы видим то место в нашем небе, где оно было 8 минут назад.

На самом деле, Солнце уже 8 минут назад скрылось за горизонтом, но мы все еще видим его закат.
На самом деле мы видим не луну, а то место ночного неба, где она была 2 секунды назад.
На самом деле многих звезд уже не существует. Придется смириться с тем, что многие из них уже давно погасли, а мы, видим лишь то, чем они когда-то были. Их свет...
Глядя в небо, мы всегда видим прошлое. Мы видим призраков вселенной...
Когда наше Солнце погаснет, мы узнаем об этом только через 8 минут. Если это будет ночью и при полной луне, то мы узнаем об этом только через 8 минут и 4 секунды.
Солнца не станет, но я успею выкурить целую сигарету, прежде чем пойму это.
Затем, мир погрузится в вечный полумрак давно погасших звезд. Нас и нашу планету будет освещать только то, чего уже давно нет.
Но еще долгие миллиарды лет, наше Солнце будет звездой в чьем-то небе. В чьем-то небе, но уже не в нашем...