Ученые Поднебесной, как боги, теперь могут творить природные чудеса в лаборатории

Константин Ольшанский

 Китайские биологи сделали несколько сенсационных открытий. Они сумели полностью расшифровать геном кур. А также повысить эффективность фотосинтеза в лаборатории. Такие исследования будут особенно полезны для сельского хозяйства. Теперь, например, в лаборатории можно будет синтезировать экологические чистые углеводы или выводить новые породы.

«Медный» хлорофилл накормит человечество сахаром вместо свеклы

Фотосинтез — удивительный процесс. Именно он позволяет растением «питаться» энергией солнца, о чем мечтают йоги. Казалось бы, биохимические процессы в растительных клетках ужа давно и хорошо известны — их учат в каждой школе. На самом деле остается еще много темных пятен: фотосинтез уже много лет изучают клеточные биологи из Даляньского института химической физики Китайской академии наук.

Группа биологов под руководством профессора Ву Кайфэня недавно сумела «изобрести» фотосинтез еще более эффективный, чем придумала природа. Для этого воздействовали не обычным солнечным светом, как в живой природе, а специально синтезированным световым потоком. Результаты исследования китайские ученые опубликовали в журнале Nature Photonics.

В солнечном спектре есть как зримое глазу излучение, так и невидимое — инфракрасное. Оно лежит за пределами видимого спектра. Инфракрасные фотоны не такие энергетически заряженные, как видимые.

Инженеры давно были озабочены тем, чтобы научиться «улавливать» такие низкоэнергетические фотоны и преобразовывать их в энергию. Именно по такому принципу работают, например, солнечные батареи.

Если научиться улавливать всю инфракрасную энергию, которая поступает на поверхность Земли вместе с солнечным светом, то можно решить все энергетические проблемы человечества. Правда, созданные инженерами фотоэлементы (это главный компонент солнечных батарей) были или малоэффективными, или содержали редкие и токсичные металлы.

Относительно дешевые и экологически безопасные фотоэлементы, которые бы преобразовывали солнечный свет, еще предстоит разработать. И открытие ученых из Даляня — это огромный шаг в этом направлении.

Ученые много лет изучали фотосинтез на молекулярном уровне: как «работает» хлорофилл, преобразуя падающие на него фотоны в питательные вещества — углеводы. Затем эту квантовую модель перенесли… Нет, не живую растительную клетку. А в специальные катализаторы на основе меди, индия и селена. Они считаются экологичными и безвредными для окружающей среды.

— Уже столетие ученые изучают органический синтез в солнечном свете. Однако все предыдущие исследования ограничивались использованием видимых глазу фотонов, — говорит профессор Ву Кайфэнь.

Сейчас же китайские ученые в лаборатории воссоздали растительную клетку, которая способна «питать» себя сама за счет солнца и кислорода. Применять такую технологию можно где угодно — в «зеленой» энергетике, медицине, даже в сельском хозяйстве. Например, «выращивать» в лабораторных условиях экологические чистые сахара.

Бородатая курица из Гуандуна открыла мировые генетические секреты

Генетический прорыв совершили китайские ученые из нескольких НИИ, которую возглавляет профессора Сюй Луохао. Генетики поставили точку в разработках, которые вели почти два десятилетия.

Еще в 2004 году международная команда ученых разработала черновую карту генома домашней курицы. За основу взяли породу бородатой курицы из провинции Гуандун. Это местная порода, у которой очень вкусное мясо. Хотя ученые, конечно, выбрали бородатую курицу не поэтому — просто считается, что одомашнивание кур произошло именно в Китае. Так что информацию о «китайской» курице можно использовать как мировой эталон.

С 2004 года информация о геноме постоянно уточнялась — однако из-за ограничений технологии секвенирования карта генома всегда была неполной.

В новую исследовательскую группу вошли генетики из Ключевой лаборатории Министерства образования Китая и Школы наук о жизни Юго-Западного университета. Курицы имеют в общей сложности 39 хромосом разного размера.

В том числе 6 хромосом очень маленькие, их очень сложно секвенировать (то есть распознать) с помощью общепринятых технологий. Хотя именно эти хромосомы содержат много полезных генов со «спящими» функциями.

Предыдущая технология секвенирования требовала разрыва ДНК на небольшие фрагменты, а затем их приходилось «сшивать» заново. Новая технология же позволяет не нарушать целостность ДНК, а «сканировать» генетический материал крайне бережно. Таким образом ученые считали гены всех 6 недостающих хромосом, которые не могли описать предшественники, и, наконец, составили полную карту куриного генома.

Результаты исследования были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences. Причем генетическая карта общедоступна для всех ученых из любой точки планеты. Ранее генетики расшифровывали геномы лабораторных или редких животных — гориллы, белой акулы, мыши, даже малярийного комара. Домашняя курица — первое экономически важное животное, генокод которого был расшифрован.

Теперь ученые готовятся расшифровать генокод многих видов, в том числе таких экономически важных, как рис, кукуруза, корова, овца и даже тилапия.

Источник - Свободная Пресса .

• • 60
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5