Достижения современной геномики приводят порой к парадоксальным выводам: каждое животное, включая плоских червей и голубых улиток, может претендовать на свое родство с гомо сапиенс. По крайней мере несколько десятков одинаковых генов можно найти и у тех, и у других, и у третьих. Но один из самых близких наших родственников, как это ни обидно для кого-то звучит, безусловно, свинья.
Судите сами: у человека и хавроньи почти совпадает содержание в крови гемоглобина и белков, размеры эритроцитов и группы крови; свинья, как и человек, всеядна, пищеварение у них (то есть у нас) протекает сходно. Кожа почти как у нас: свинья может даже загорать. Те же особенности в строении зубов, глаз, печени, почек. Свиное сердце весит 320 г., человеческое – 300 г., масса легких соответственно 800 г. и 790 г., почек – 260 и 280 г., печени – 1600 и 1800 г. Более того, болезни новорожденных поросят примерно такие же, как у грудных детей. По данным Института молекулярной биологии РАН, строение молекулы гормона роста свиньи и человека совпадает на 70%.
«Ученые из израильского института Вейсмана недавно смогли извлечь из человеческого зародыша семи-восьми недель небольшое число специально отобранных клеток и пересадить их в эмбрион 4-недельного поросенка, – рассказывает доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник РАН Александр Дубров. – Клетки начали развиваться и сформировали полноценно функционирующий орган – почки. Близкое сходство между клетками человека и свиньи позволяет ученым вырастить из поросячьих тканей органы, которые подходили бы и человеку. При этом такая важная проблема, как отторжение пересаженного органа, устраняется».
А ученые обнаружили, что во многих смыслах свиньи намного «роднее» человеку, нежели, казалось бы, более похожие на него приматы. Их органы сходны с человеческими не только по размерам и физиологии, но и по антигенному составу - то есть меньше других подвержены отторжению из организма человека.
Именно эти факты подвигли исследователей на эксперименты по ксенотрансплантации - пересадке тяжелобольным людям свиных органов. Дело в том, что человеческих органов для трансплантации катастрофически не хватает: во всех, даже наиболее развитых, странах в «листах ожидания» находятся сотни тысяч человек, многие из которых так и не доживают до спасительной операции.
И их органы в человеческом организме не отторгались?
Отторгались, но так, как это происходит при трансплантации от донора-человека. Точных данных нет, но, судя по публикациям, таких пересадок было сделано уже несколько, причем некоторые успешные.
Нельзя ли взять у человека гены, пересадить их в свинку и вырастить индивидуального донора?
В принципе, можно. Но тут есть одна особенность. Если видоспецифические белки гистосовместимости заменить можно, то индивидуально специфические (которыми отличается каждый человек не только от другого вида - свиньи, но и от другого человека), невероятно сложно. Их в организме столько, что для современной науки эта задача пока что неподъемная. Я уже не говорю о времени, поскольку больной, нуждающийся в пересадке, не может ждать долго. Поэтому сейчас готовят своеобразные заготовки органов - как для обычного банка донорских органов.
А если в организме свиньи просто выращивать человеческие органы?
Главное возражение - инфекции, имеющиеся в организме свиньи. Слишком реальна опасность того, что массивный перенос материала, в котором есть вирусы данного организма, в систему человека, приведет к их адаптации и появлению совершенно новых возбудителей, способных уничтожить миллионы людей. Не так давно австралийцы провели достаточно тревожный эксперимент. В вирус оспы мышей ввели мышиный же гормон роста, намереваясь получить средство для снижения поголовья этих грызунов. Но в результате получился возбудитель, который уничтожал всех мышей поголовно, включая иммунизированных. То есть от него не было защиты, и возникло опасение: если он выйдет из лаборатории, эволюционирует в организме животных, попадет в человека, то появится вирус, вызывающий мгновенную стопроцентную смертность! Вероятность, что такие переносы могут привести к очень тяжелым последствиям, подтверждается сегодня и экспериментально. Если человеческий орган вырастить в организме свиньи, то это будет еще хуже, поскольку в чужом организме он вместе с кровью получит целый набор вирусов, которые частично адаптируются к человеку и смогут эффективно противостоять его иммунной системе. Именно это является главным аргументом против пересадки свиных органов.
Помимо этого, при переносе генетического материала возник ряд нестандартных психологических задач, которые не имеют решения. К примеру, сколько генов человека нужно перенести в свинью, чтобы по видовой принадлежности ее можно было отнести к человеку? Обычно говорят: «все равно разумной она не будет». Но разум - это не видовой признак человека. Есть тяжелобольные, которых сложно назвать разумными - тем не менее, это люди. До недавнего времени эта проблема была абсолютно абстрактной, поскольку «слитые» воедино ядра человека и животного были нестабильны и очень быстро распадались.
Но несколько лет назад был проведен необычный эксперимент, который никто больше не пытался повторить. Взяли свиноматку, в утробе которой развивались поросята, и ввели в эмбрионы белую кровь человека (красная не содержит ядер, а значит, наследственной информации). Родились поросята. Взяв их кровь, ученые обнаружили клетки, содержащие большие участки человеческих и свиных хромосом. Поскольку таких клеток было очень мало, на внешности поросят это никак не сказалось. Неожиданным для ученых было то, что эти клетки не только появились, но и оказались устойчивыми: они сохранялись в организме через длительное время после рождения (все прежние попытки заканчивались тем, что полученная клетка просто распадалась). Таким образом, впервые был получен стабильный совмещенный геном «человека-свиньи»! По грубым оценкам, в нем содержалось до трети человеческого материала!
Думаю, авторы работы, забив поросят, обнаружили такие клетки не только в их крови, но и других тканях (хотя в опубликованной статье таких данных нет). Если взять такую клетку, клонировать и вырастить животное, то оно по своему геному на две трети будет свиньей, а на треть - человеком. Такое, естественно, никто не рискнул бы сделать даже на уровне первых делений - даже чтобы просто убедиться, пойдет ли процесс в принципе. Но что же делается реально, если судить лишь по опубликованным работам, сказать нельзя.
…Ученые действительно активно экспериментируют со свиными тканями и клетками. Так появился поросенок со светящимся пятачком, а чуть позже - и полностью светящаяся свинка. Добиться чуда оказалось не так уж сложно: достаточно было вставить в геном хрюшки ген медузы, кодирующий выработку соответствующего белка. Понятно, что особой пользы от такой живности нет, разве что вызывает положительные эмоции. Просто на каком-то этапе ученые столкнулись с серьезной проблемой: часто при изучении какого-нибудь гена очень сложно проследить его работу, поскольку его практически невозможно заметить. Так возникла потребность в специальных маркерах, которые «подсвечивают» ген без всякого при этом вреда для клетки.
Израильские ученые утверждают, что ценным источником донорских тканей могут стать свиные эмбрионы - но лишь в том случае, если находятся на определенном этапе развития. Есть работы, показывающие, что нервные клетки, взятые из свиного эмбриона, могут поставить на ноги парализованного человека (разумеется, не при всех заболеваниях). Впрочем, и взрослый «свин» вполне может послужить медицине. Так, известны случаи изготовления контактных линз из свиного коллагена, использования очищенных хрящевых клеток из свиных ушей для выращивания искусственной груди - взамен удаленной во время операции по поводу рака молочной железы.
Специалисты из университета Питсбурга создали свинью, которая вырабатывает вещества, полезные для сердца - так называемые жирные кислоты омега-3. Канадские и американские ученые предлагают пересаживать от молочных поросят клетки, продуцирующие инсулин, - мол, это поможет решить проблему диабета первого типа. А украинские ученые из Тернопольской медицинской академии им. И.Горбачевского предложили свой способ использования ксенотрансплантантов из свиной кожи - для лечения ожогов. Высушенную и сохраненную особым образом свиную кожу на два-три дня накладывают на рану. За это время организм успевает адаптироваться к травме, и после этого уже можно закрывать рану тонкими лоскутами кожи больного, взятыми с других участков тела.
Существуют далеко идущие планы по использованию свиноматок в качестве суррогатных матерей для вынашивания человеческих эмбрионов. На острове Мадагаскар найдены ископаемые останки крупных свиноголовых лемуров — мегаладаписов. Вместо свиных копыт они имели пятипалую «человеческую» руку.
Ученые сделали открытие, которое ранее уже существовало в некоторых религиях: ДНК свиньи и человека сходны на 99%. Когда человек ест мясо этого животного, отрицательные качества свиньи передаются ему.
В науке это называется процессом репликации ДНК, другими словами, в организме человека будет воспроизведена ДНК свиньи, т.к. она очень схожа с человеческим. Пост-наука развенчивает научные мифы и борется с общепринятыми заблуждениями.
Некоторыми учеными «доказано», что свиньи намного ближе к нам, чем обезьяны. Можно пересадить некоторые органы свиней человеку.
Человек имеет много общего со свиньями (некоторые особенно). Мы всеядные млекопитающие, которые легко набирают вес и восприимчивы к гриппу. Сам факт, что свиньи и люди являются млекопитающими означает, что мы разделяем некоторые гены, в этом проявляется сходство ДНК человека и свиньи.
Ученые ссылаются на результаты исследований, согласно которым ДНК свиньи и человека схожи на 98%, но при таком положении дел многие входят в заблуждение, считая, что человек на 98% является свиньей. Количество генетического материала, который мы разделяем с другими видами, зависит от того, что подлежит сравнению.
Все живые организмы имеют генетическую информацию, закодированную в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), разделенную на части, называемыми генами.
Ученые обнаружили около 20 тыс генов млекопитающих, которые кодируют белки с похожими основными функциями. Если сравнивать часть кодирующих белков человеческой ДНК, то наблюдается, что человек имеет много общего с большим количеством млекопитающих.
Мнение о том, что расшифровка генома домашних свиней очень важна для целого ряда научных областей, высказал собеседник «Правды.ру» доктор биологических наук из Института математических проблем биологии РАН Олег Кропоткинский:
«Известно, что свинья является самым похожим на человека созданием на Земле. Нас объединяет много общих физиологических черт, равно как и похожие потребности…Найти более подходящую биомедицинскую модель человека просто невозможно…Совпадает у нас и ряд параметров поведения, что тоже немаловажно для науки… Геном же может пополнить наши знания об этом животном виде, рассказать об истории его развития с древнейших биологических эпох».
Если взять последовательность геномов человека и других млекопитающих и посмотреть на кого они больше похожи, то станет понятно, что никакого чуда там не происходит. Человек больше всего похож на шимпанзе, дальше - горилла, другие приматы, потом грызуны. Свиньи далеко в этом ряде.
Если рассматривать этот случай, то результат будет забавный, потому что ближайшими родственниками свиньи окажутся бегемоты и киты. Это успех молекулярной эволюционной биологии, потому что киты настолько изменились, что по морфологическим признакам понять, на кого они похожи, было довольно трудно.
Возможным источником мифа может быть то, что у свиньи нет некоторых белков, которые делают ткани узнаваемыми иммунной системой человека. Свиные органы действительно наилучшим среди млекопитающих образом приспособлены для того, чтобы пересаживать их человеку, особенно если это генно-модифицированная свинья, у которой дополнительно подавлены некоторые гены. Шимпанзе больше подходят.
Международный консорциум учёных сообщает об очередном достижении в расшифровке генетического кода животных. На этот раз полностью секвенирован геном домашней свиньи (Sus scrofa domesticus) и её близкого родственника дикого кабана (Sus scrofa). Первые подробности нового исследования опубликованы в журнале Nature.
"Очень важно, что нам удалось раскрыть геном свиньи и сделать эту информацию общедоступной, — говорит соавтор исследований Ронни Грин (Ronnie Green) из университета штата Небраска. - Это не только поможет повысить эффективность выращивания животных и улучшить качество мяса, но и будет способствовать использованию свиней в качестве модели для биомедицинских исследований болезней человека".
ДНК свиньи состоит из 2,6 миллиарда нуклеотидных пар и содержит в себе почти 22 тысячи генов. Исследователи сравнили отдельные участки генетического кода хрюшек с геномами человека, мыши, собаки, лошади и коровы. Это позволило обнаружить новые детали эволюции свиней и раскрыть интересные особенности их физиологии.
Сравнив генетический код десяти разновидностей диких кабанов из разных регионов Европы и Азии, исследователи также восстановили картину миграции их давних предков по территории Евразии. Оказалось, что европейские и азиатские линии разделились почти миллион лет назад.
"Эти ветви разошлись так давно, что сейчас можно говорить о них, как о подвидах, — сообщает Лоуренс Шук (Lawrence Schook) из университета Иллинойса. - Мы нашли такое же различие между восточными и западными породами домашних свиней. Это ясно свидетельствует о том, что свиньи были независимо одомашнены в западной Евразии и Восточной Азии".
Учёные выяснили, что некоторые группы генов домашних свиней претерпевали довольно быстрые эволюционные изменения. Особенно это касается генов, отвечающих за иммунитет и обоняние. Например, у них обнаружено 39 генов, кодирующих белок интерферон , который противостоит вирусам. Это в два раза больше, чем у человека.
Интересно, что при хорошо развитом обонянии свиньи плохо чувствуют вкус. Так, у них очень мало генов, отвечающих за рецепторы горького вкуса. Это позволяет им с удовольствием поедать то, что человеку кажется отвратительным. Существенные различия выявлены также в рецепторах, различающих сладкую и солёную пищу.
Учёные предполагают, что эти особенности могут объяснить, почему именно свиньи были выбраны человеком в качестве домашних животных. Их можно кормить тем, что люди есть не станут.
Что же касается современной востребованности хрюшек, то здесь свою роль сыграло потрясающее сходство в анатомии отдельных органов и тканей свиней и человека. Благодаря этому свиньи стали основным объектом для изучения болезней человечества. И в этом отношении полученные в ходе секвенирования ДНК данные являются настоящим кладом для подобных работ.
"Мы нашли большое количество генов, которые связаны с такими болезнями людей, как ожирение, диабет, болезни Паркинсона и Альцгеймера ", — говорит руководитель работы Мартин Гройнен (Martien Groenen) из университета Вагенингена.
Последнее исследование принесёт пользу не только медикам, но и фермерам. Дикие двоюродные братья домашних свиней (кабаны) до сих пор в изобилии встречаются в дикой природе. Это значит, что исследователи смогут искать в дикой природе гены, которые можно использовать в племенных целях для придания домашним животным новых качеств.
Например, используя генетические инструменты, можно повысить качество производимой свинины, эффективность кормов и устойчивость животных к болезням.
Учеными доказано, что свиньи намного ближе к нам, чем обезьяны. Можно пересадить некоторые органы свиней человеку. Почему так, а не наоборот?
Нравится нам это или нет, мы все получили много общего со свиньями. Мы всеядные млекопитающие, которые легко набирают вес и восприимчивы к гриппу. Сам факт, что свиньи и люди являются млекопитающими означает, что мы разделяем некоторые гены, в этом проявляется сходство днк человека и свиньи.
Ученые ссылаются на результаты исследований, согласно которым днк свиньи и человека схожи на 98 процентов, но при таком положении дел многие входят в заблуждение, считая, что человек на 98% — свинья. Количество генетического материала, который мы разделяем с другими видами, зависит от того, что вы сравниваете.
Все живые организмы имеют генетическую информацию, закодированную в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК), разделенную на части, называемые генами. Информация передается от генов с помощью химического вещества, называемого рибонуклеиновой кислотой (РНК). Некоторые РНК переводится в цепи аминокислот, которые составляют белки – строительные блоки каждой живой клетки.
Ученые обнаружили около 20 000 генов млекопитающих, которые кодируют белки с похожими основными функциями. Так что, если вы сравните часть кодирующих белков нашей ДНК, то вы обнаружите, что мы имеем много общего с большим количеством млекопитающих.
Родословная млекопитающих на основании молекулярно-генетических данных. Видно, что свинья отстоит от человека дальше, чем мышь, кролик и дикобраз.
">