«Из грязи в князи»: генетический «мусор» — вовсе не мусор?

Одна из центральных догм всея молекулярной биологии гласит, что есть кодирующие участки ДНК, с которых считавшаяся РНК в итоге приводит к образованию белка, а также некодирующие, РНК которых представляет из себя что-то вроде «транскрипционного мусора». И эта догма имеет все шансы стать опровергнутой, так как учёные впервые связали одну из «шумовых» РНК с нормальным развитием мозга. Подробности этого, по сути, революционного заявления опубликованы в журнале EMBO.

Кросс-секция обонятельной луковицы мышонка. Зелёным светятся молодые нейробластные клетки, мигрировавшие сюда из субвентрикулярной зоны мозга. Credit: Francis Szele


Ранее предполагалось, что объём некодирующей ДНК составляет в нашем геноме около 95 процентов. Однако, после сообщения проекта ENCODE, которое появилось в 2012 году, стало ясно, что эти цифры сильно преувеличены. Как минимум около 76 процентов ДНК способны транскрибироваться в РНК, и ещё более 80 процентов в принципе биохимически функциональны.

Одним из первых подтверждений этого весьма спорного факта, который подвергся критике, стала нынешняя работа, которую осуществила коллаборация исследователей из Университетов Бата, Оксфорда и Эдинбурга. Они установили, что ​​некодирующая РНК, называемая Paupar, сильно влияет на то, как развивается мозг в самом начале своего развития. Оказалось, что Paupar организует белки, которые контролируют развитие нервной системы.

Учёные начали свою работу с всестороннего изучения гена KAP1, который кодирует белок, связанный с несколькими фундаментальными процессами нейрогенеза. Этот протеин работает регулятором нескольких других генов, которые отвечают за развитие разных типов клеток мозга. Используя методы молекулярной биологии, исследователи обнаружили, что Paupar становится переключателем, напрямую управляя деятельностью KAP1.

«Сейчас уже ясно, что на основе нашего генома получается множество некодирующих РНК, которые не превращаются в белок. Несмотря на это вокруг их функций постоянно разгораются жаркие споры. Некоторые группы утверждают, что эти РНК представляют собой результат транскрипционного шума без видимой пользы, в то время как другие считают, что подавляющее большинство из них должны осуществлять что-то важное. Мы продемонстрировали хорошее доказательство того, что как минимум одна из подобных РНК важна для развития мозга», — говорит доктор Кейт Ванс (Keith W Vance) из Университета Бата, один из ведущих исследователей группы.


Текст: Анна Хоружая

The long non‐coding RNA Paupar promotes KAP1‐dependent chromatin changes and regulates olfactory bulb neurogenesis by Ioanna Pavlaki, Farah Alammari, Bin Sun, Neil Clark, Tamara Sirey, Sheena Lee, Dan J Woodcock, Chris P Ponting, Francis G Szele, Keith W Vance in EMBO. Published online April 2018

DOI 10.15252/embj.201798219

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Открытая лекция в NeuroHub об интерфейсах мозг-компьютер

Уже завтра, 21 апреля, состоится открытая лекция о нейроинтерфейсе, которую проведет бизнес-аналитик Московской школы управления СКОЛКОВО, Data scientist «Neüro» и «Нейромафия» — Василий Александров.

Credit: Neurohub


Интерфейс мозг-компьютер или по-другому нейроинтерфейс – это технология, позволяющая распознавать и передавать электрические сигналы с коры головного мозга на компьютер. Этот метод открывает большие возможности для науки, а потому востребован во всем мире. Например, благодаря технологии нейроинтерфейса у людей с ограниченными возможностями появился шанс буквально силой мысли набирать текст на компьютере, управлять инвалидным креслом или движениями искусственной руки.

«Недавно для новой библиотеки, которая в конце мая откроется в Москве, мы сделали бесконтактный перелистыватель страниц для людей с ограниченными возможностями, — рассказывает Юрий Кардонов, руководитель сообщества CommON и проекта Neurohub. — А вот, например, давать советы по рекламе и маркетингу специализированным агентствам мы можем благодаря нейроинтерфейсу Emotiv Epoc, который, считывая электроэнцефалограмму человека, позволяет получить информацию об эмоциях, которые он испытывает при тестировании того или иного продукта».

Об этом, а также об устройстве мозга, работе электроэнцефалографа и нейроинтерфейса пойдет речь на лекции. В ходе встречи также будет продемонстрирована работа различных видов нейроинтерфейсов, а участники смогут протестировать их работу на себе.

Лекция состоится в рамках проекта Neurohub, который реализуется сообществом CommON при содействии Центра нейроинформационных технологий негосударственного института развития «Иннопрактика». Проект направлен на развитие нейро- и биотехнологий, искусственного интеллекта, виртуальной и дополненной реальности. Цель NeuroHub — привлечение молодежи к разработке нейротехнологий и созданию высокотехнологичной продукции, которые позволят России конкурировать на международном рынке.

Где: коворкинг-центр «Точка кипения», г. Москва, Малый Конюшковский переулок, д. 2.

Когда: 21 апреля (суббота), 18:00.

Регистрация: ­­­­­­­­­­­­ https://leader-id.ru/event/8299/

Все активности на площадке NeuroHub бесплатны.

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Нейросетевой микроскоп от Google обнаружит рак самостоятельно

Специалисты из компании Google продемонстрировали микроскоп с дополненной реальностью. Разработку, которая предназначена для гистологов, работающих с материалами биопсии, представили в виде доклада и статьи на ежегодной конференции Американской ассоциации по исследованию рака (American Association for Cancer Research, AACR) и рассказали о ней в блоге компании.

Детектирование метастаз в лимфоузлах на увеличении 10х


Важной особенностью разработки стало то, что для неё не обязательно строить новое «железо» — сам микроскоп. Новой нейросетью можно дополнить программное обеспечение цифровых микроскопов, уже имеющихся в наличии в клиниках и в исследовательских учреждениях. Во время изучения образца нейросеть сама анализирует изображение и обводит подозрительные области зелёным цветом на экране дополненной реальности.

Свёрточная нейросеть анализирует поле зрения микроскопа со скоростью 10 кадров в секунду, что позволяет ей «успевать», когда образец движется при смене увеличения. Прототип, получивший название «Микроскоп дополненной реальности»  — Augmented Reality Microscope, ARM – работает при увеличениях 4-40х).

Схема работы системы и сам микроскоп


Тренировка нейросети проходила на размеченных изображениях двух типов: гистологических образцах рака предстательной железы и метастазах в лимфатических узлах. Первых типов картинок в тренировочном наборе было 285, вторых – 399. В итоге прототип научился определять метастазы в лимфатических узлах с вероятностью в 0,98, а рак простаты – с вероятностью 0,96 – то есть, с точностью 98 и 96 процентов соответственно.


Текст: Алексей Паевский

An Augmented Reality Microscope for Real­time Automated Detection of Cancer by Po­Hsuan (Cameron) Chen, Krishna Gadepalli, Robert MacDonald,  Yun Liu, Kunal Nagpal, Timo Kohlberger, Greg S. Corrado,  Jason D. Hipp,  Martin C. Stumpe

Google AI Healthcare, Google Inc, Mountain View, CA, USA

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.