Первый полный коннектом насекомого, первая в мире карта метагенома почв, микроскопические биороботы из клеток трахеи человека и ГМО-фрикаделька из мяса мамонта ― вот лишь небольшой список запоминающихся событий 2023 г. в мире биологии и смежных наук. В течение всего уходящего года мы рассказывали о самых ярких научных новостях, записывали интервью и лекции с ведущими биологами, медиками, почвоведами и другими российскими учеными. Пришло время подвести итоги и вспомнить наиболее примечательные события уходящего года!

Дрозофилы снова в центре внимания

В 2023 г. американским и британским исследователям впервые удалось полностью картировать коннектом (совокупность всех нейронных связей в организме) насекомого. Этим насекомым оказалось одно из самых популярных лабораторных животных, без которого просто невозможно представить развитие биологии (и особенно генетики) ― плодовая мушка дрозофила. Карту всех синаптических связей в мозге личинки плодовой мушки Drosophila melanogaster впервые продемонстрировала международная команда ученых под руководством Университета Джонса Хопкинса и Кембриджского университета.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.

Мозг крошечной плодовой мушки ― достаточно сложный объект для полного картирования, ведь он состоит из нескольких тысяч нейронов и около полумиллиона синапсов. Ранее полный коннектом удалось получить только для более примитивных организмов, чей мозг состоит из нескольких сотен нейронов. На тот момент были известны три таких работы: коннектомы личинки оболочника Ciona intestinalis, круглого червя Caenorhabditis elegans и многощетинкового червя Platynereis dumerilii.

Несмотря на то что мозг человека в миллионы раз сложнее мозга дрозофилы, изучение архитектуры нейронной сети мозга этих насекомых вносит большой вклад в понимание принципов работы человеческого мозга.

В уходящем году в открытом доступе также появились 74 тыс. изображений нейронов мозга плодовой мушки, собранные за восемь лет от более 5 тыс. различных генетически модифицированных штаммов мух. Теперь все эти изображения находятся в свободном доступе, что позволяет ученым быстро и легко находить необходимые нейроны для исследований нервной системы. Официальная публикация этой базы данных предоставлена в журнале eLife.

В 2023 г. в открытом доступе появились 74 тыс. изображений нейронов мозга плодовой мушки. Изображения были собраны от более 5 тыс. различных генетически модифицированных штаммов мух. Фото: Geoffrey Meissner / FlyLight

Мясо мамонта как символ изменения климата и вымирания животных

Австралийская биотехнологическая компания Vow, специализирующая на создании синтетического мяса, совместно с учеными из Квинслендского университета представила миру мясо, выращенное с использованием ДНК шерстистого мамонта. Для проекта из открытых генетических баз была выбрана последовательность мамонтовой ДНК, отвечающая за производство мышечного белка миоглобина, от которого во многом зависят цвет, запах и вкус конечного продукта. Чтобы восполнить пробелы, ученые также задействовали генетический материал африканского слона, а затем использовали стволовые клетки мышц овцы.

Участки гена миоглобина ученые соединили с участками такого же гена от африканского слона и с помощью методов генной инженерии встроили их в овечью клетку, из которой и был выращен кусок мяса, ставший впоследствии фрикаделькой, которую, кстати, никому так и не довелось попробовать. Хотя недостатка в желающих продегустировать столь странный продукт не было, ученые исключили такую возможность: никто не знает, как употребление в пищу белка животного, жившего тысячи лет назад, скажется на организме человека.

ГМО-фрикаделька с использованием ДНК мамонта. Фото: Piroschka Van De Wouw / Reuters

Гигантская доисторическая фрикаделька была создана не для употребления в пищу, а для того чтобы привлечь внимание к продукции компании и продемонстрировать возможности получения еды с помощью биотехнологий. Еще одной целью проекта было в очередной раз напомнить об изменении климата и антропогенном влиянии на природу, связанном в том числе с сокращением естественной кормовой базы для животных.

Первая в мире карта метагенома почв

В этом году ученые Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского Южного Федерального университета (Ростов-на-Дону) разработали первую в России и в мире карту метагенома почв.