Je dosť ľahké zabudnúť, že myšlienky, ktoré sa nám dnes zdajú samozrejmé, boli v priebehu storočí zdokonaľované kolektívom chytrí ľudia a neukázal sa len tak. To, že ich berieme ako samozrejmosť, je len špičkou ľadovca. zaujímavá história. Poďme hlbšie.

Uvedomenie si, že zvieratá môžu zmiznúť

Ak sa prejdete po pláži a nájdete zaujímavý fosílny kameň, okamžite pochopíte, že môže patriť k dávno vyhynutým druhom. Myšlienka, že druhy vymierajú, je nám taká známa, že je ťažké si čo i len predstaviť dobu, keď si ľudia mysleli, že samostatný typ stvorenia stále žijú kdekoľvek. Ľudia verili, že Boh stvoril všetko – prečo by tvoril niečo, čo nemôže prežiť?

George Cuvier bol prvým človekom, ktorý položil túto otázku. V roku 1796 napísal článok o slonoch, v ktorom opísal africké a ázijské odrody. Spomenul aj tretí typ slona, ​​ktorý veda pozná len z kostí. Cuvier zaznamenal kľúčové rozdiely v tvare čeľuste tretieho slona a navrhol, že tento druh musí byť úplne oddelený. Vedec to nazval mastodont, ale kde sú potom žijúci jedinci?

Podľa Cuviera „všetky tieto fakty sú vo vzájomnom súlade a nie sú v rozpore so žiadnym iným posolstvom, takže sa mi zdá možné dokázať existenciu sveta, ktorý predchádzal nášmu a bol zničený v dôsledku akejsi katastrofy“. Nezostal len pri tejto revolučnej myšlienke. Cuvier študoval fosílie iných starovekých zvierat – cestou vymyslel výraz „pterodaktyl“ – a zistil, že plazy boli kedysi dominantným druhom.

Prvé bunky vyrástli mimo tela

Ak chce biológ študovať vnútorné fungovanie živočíšnych buniek, je oveľa jednoduchšie, ak tieto bunky v tom čase nie sú súčasťou zvieraťa. V súčasnosti biológovia pestujú široké prúžky buniek v skúmavke, čo značne zjednodušuje úlohu. Prvý človek, ktorý sa pokúsil udržať bunky pri živote mimo tela hostiteľa, bol Wilhelm Roux, nemecký zoológ. V roku 1885 umiestnil časť kuracieho embrya do fyziologického roztoku a niekoľko dní ho udržiaval pri živote.

Niekoľko desaťročí výskum pokračoval pomocou tejto konkrétnej metódy, ale v roku 1907 sa niekto náhle rozhodol pestovať nové bunky v roztoku. Ross Harrison odobral tkanivá z embrya žaby a dokázal z nich vypestovať nové nervové vlákna, ktoré potom udržiaval pri živote mesiac. Dnes možno vzorky buniek udržiavať pri živote takmer neobmedzene – vedci stále experimentujú s bunkovými tkanivami ženy, ktorá zomrela pred 50 rokmi.

Objav homeostázy

O homeostáze ste už určite niečo počuli, no vo všeobecnosti je veľmi ľahké zabudnúť, aká je dôležitá. Homeostáza je jedným zo štyroch základných princípov modernej biológie spolu s evolúciou, genetikou a bunkovou teóriou. Hlavná myšlienka zapadá do krátkej frázy: organizmy regulujú svoje vnútorné prostredie. Ale ako v prípade iných dôležité pojmy, čo sa dá vtesnať do krátkej a priestrannej frázy - objekty s hmotnosťou sa navzájom priťahujú, Zem sa točí okolo Slnka, nie je tam žiadny háčik - to je skutočne dôležité pochopenie povahy nášho sveta.

Myšlienku homeostázy prvýkrát predložil Claude Bernard, plodný vedec z polovice 19. storočia, ktorého sláva Louisa Pasteura (hoci boli priatelia) nedala spávať. Bernard urobil vážny pokrok v chápaní fyziológie, napriek tomu, že jeho láska k vivisekcii zničila jeho prvé manželstvo - jeho manželka sa vzbúrila. Ale skutočný význam homeostázy – ktorú nazval milleu interieur – rozpoznali desaťročia po Bernardovej smrti.

Na prednáške v roku 1887 Bernard vysvetlil svoju teóriu takto: „Živé telo, hoci to potrebuje životné prostredie, relatívne nezávisle od nej. Táto nezávislosť od vonkajšieho prostredia vyplýva zo skutočnosti, že u živej bytosti sú tkanivá v podstate oddelené od priamych vonkajších vplyvov a chránené skutočným vnútorným prostredím, ktoré pozostáva najmä z tekutín cirkulujúcich v tele.

Učenci, ktorí predbehli dobu, často ostávajú nepoznaní, no Bernardova iná práca stačila na posilnenie jeho reputácie. Napriek tomu trvalo takmer 50 rokov, kým veda otestovala, potvrdila a vyhodnotila jeho najdôležitejšiu myšlienku. Záznam o tom v Encyclopedia Britannica z roku 1911 nehovorí vôbec nič o homeostáze. O šesť rokov neskôr rovnaký článok o Bernardovi nazýva homeostázu „najdôležitejším úspechom éry“.

Prvá izolácia enzýmu

Enzýmy sa zvyčajne najprv učia v škole, ale ak ste vynechávali hodiny, vysvetlite to: sú to veľké bielkoviny, ktoré pomáhajú toku chemické reakcie. Navyše na ich základe robia efektívny prací prášok. Poskytujú tiež desiatky tisíc chemických reakcií v živých organizmoch. Enzýmy (enzýmy) sú pre život rovnako dôležité ako DNA – náš genetický materiál sa bez nich nedokáže replikovať.

Prvým objaveným enzýmom bola amyláza, nazývaná aj diastáza, a práve ju máte v ústach. Rozkladá škrob na cukor a objavil ho francúzsky priemyselný chemik Anselme Payen v roku 1833. Izoloval enzým, ale zmes nebola veľmi čistá. Biológovia sa dlho domnievali, že extrahovanie čistého enzýmu môže byť nemožné.

Trvalo takmer 100 rokov, kým americký chemik James Batchler Sumner dokázal, že sa mýlia. Začiatkom 20. rokov začal Sumner izolovať enzým. Jeho ciele boli také trúfalé, že ho v skutočnosti stáli priateľstvo mnohých popredných odborníkov v tejto oblasti, ktorí si mysleli, že jeho plán zlyhá. Sumner pokračoval a v roku 1926 izoloval ureázu, enzým, ktorý štiepi močovinu na jej chemické zložky. Niektorí jeho kolegovia o výsledkoch roky pochybovali, no napokon aj oni museli rezignovať. Sumnerova práca mu v roku 1946 vyniesla Nobelovu cenu.

Predpoklad, že všetok život má spoločného predka

Kto ako prvý naznačil, že celý život sa vyvinul z jediného tvora? Poviete si: samozrejme, Charles Darwin. Áno, Darwin rozvinul túto myšlienku – vo svojom „Origin of Species“ napísal nasledovné: „V takomto pohľade na takýto život s jeho rôznymi prejavmi je určitá veľkosť, ktorá bola pôvodne stelesnená vo viacerých podobách alebo v jednej. " Napriek tomu, že v žiadnom prípade neminimalizujeme Darwinove úspechy, myšlienka spoločného predka bola predložená desaťročia skôr.

Slávny Francúz Pierre Louis Moreau de Maupertuis v roku 1740 naznačil, že „slepý osud“ vyprodukoval široké spektrum jedincov, z ktorých prežili len tí najschopnejší. V 90. rokoch 18. storočia Immanuel Kant poznamenal, že by to mohlo odkazovať na pôvodného predchodcu života. O päť rokov neskôr Erasmus Darwin napísal: „Bolo by príliš odvážne predpokladať, že všetky teplokrvné zvieratá pochádzajú z jedného živého vlákna?“. Jeho vnuk Charles usúdil, že toho nie je „príliš veľa“ a uhádol.

Vynález farbenia buniek

Ak ste niekedy videli fotografie buniek nasnímané mikroskopom (alebo ste si ich prezerali sami), existuje veľmi vysoká pravdepodobnosť, že boli prvýkrát zafarbené. Farbenie nám umožňuje vidieť tie časti bunky, ktoré zvyčajne nie sú viditeľné, a vo všeobecnosti zvyšuje jasnosť obrazu. Existuje mnoho rôznych metód na farbenie buniek a toto je jedna z najzákladnejších techník v mikrobiológii.

Prvým človekom, ktorý zafarbil preparát na vyšetrenie pod mikroskopom, bol holandský prírodovedec Jan Swammerdam. Swammerdam je známy najmä vďaka objavu červených krviniek, no kariéru si urobil aj tým, že sa na všetko pozrel pod mikroskopom. V 80. rokoch 17. storočia písal o „farebnom moku“ vypreparovaných červov, ktoré „umožňujú lepšie identifikovať vnútorné časti, pretože sú rovnakej farby“.

Na Swammerdamovu ľútosť nebol tento text publikovaný najmenej ďalších 50 rokov a v čase vydania bol Jan už mŕtvy. V tom istom čase prišiel s rovnakým nápadom aj jeho krajan a prírodovedec Anthony van Leeuwenhoek, nezávisle od Swammerdama. V roku 1719 použil Leeuwenhoek šafran na farbenie svalových vlákien na ďalšie vyšetrenie a je považovaný za otca tejto techniky.

Vývoj bunkovej teórie

„Každá živá bytosť sa skladá z buniek“ – táto veta je nám známa ako „Zem nie je plochá“. Dnes sa bunková teória považuje za samozrejmosť, ale v skutočnosti bola mimo našich vedomostí až do 19. storočia, 150 rokov po tom, čo Robert Hooke prvýkrát videl bunky cez mikroskop. V roku 1824 Henri Duroche o cele napísal: „Je evidentné, že je to základná jednotka usporiadaného štátu; naozaj všetko nakoniec pochádza z bunky.“

Okrem toho, že bunková teória je základnou jednotkou života, naznačuje aj to, že nové bunky vznikajú, keď sa iná bunka rozdelí na dve. Duroce túto časť preskočil (podľa jeho názoru sa vo vnútri ich rodiča tvoria nové bunky). Konečné pochopenie, že bunky sa delia, aby sa rozmnožovali, má na svedomí ďalší Francúz, Barthelemy Dumortier, ale boli aj iní ľudia, ktorí významne prispeli k rozvoju myšlienok o bunkách (Darwin, Galileo, Newton, Einstein). Bunková teória bola vytvorená v malých kúskoch, v podstate rovnakým spôsobom, akým je dnes moderná veda.

Sekvenovanie DNA

Britský vedec Frederick Sanger bol až do svojej nedávnej smrti jediným žijúcim človekom, ktorý získal dve Nobelove ceny. Práve práca za druhú cenu viedla k tomu, že sa dostal na náš zoznam. V roku 1980 získal najvyššiu vedeckú cenu spolu s Walterom Gilbertom, americkým biochemikom. V roku 1977 publikovali metódu na zistenie poradia stavebných blokov vo vlákne DNA.

Význam tohto prelomu sa odráža v tom, ako rýchlo Nobelov výbor odmenil vedcov. Nakoniec sa Sangerova metóda stala lacnejšou a jednoduchšou a stala sa štandardom na štvrťstoročie. Sanger pripravil pôdu pre revolúcie v oblasti trestného súdnictva, evolučnej biológie, medicíny a ďalších.

Objav vírusov

V 60. rokoch 19. storočia sa Louis Pasteur preslávil svojou teóriou zárodkov chorôb. Ale Pasteurove mikróby boli len polovicou úspechu. Prví zástancovia teórie zárodkov si mysleli, že všetky infekčné choroby sú spôsobené baktériami. No ukázalo sa, že nádchu, chrípku, HIV a ďalšie nekonečné zdravotné problémy spôsobuje niečo úplne iné – vírusy.

Martinus Beijerinck si ako prvý uvedomil, že za všetko nemôžu len baktérie. V roku 1898 odobral šťavu z tabakových rastlín trpiacich takzvanou mozaikovou chorobou. Potom som šťavu prefiltrovala cez sitko tak jemné, že by z nej mali odfiltrovať všetky baktérie. Keď Beijerinck pomazal zdravé rastliny šťavou, aj tak ochoreli. Pokus zopakoval – a aj tak ochorel. Beijerink dospel k záveru, že problém spôsobuje niečo iné, možno tekutina. Infekciu nazval vivum fluidum alebo rozpustné živé baktérie.

Beijerink tiež zdvihol staré anglické slovo„vírus“ a obdaril ich záhadným agentom. Zistenie, že vírusy neboli tekuté, patrí Američanovi Wendellovi Stanleymu. Narodil sa šesť rokov po objavení Beijerincka a očividne okamžite pochopil, čo treba urobiť. Stanley sa podelil o Nobelovu cenu za chémiu z roku 1946 za prácu o vírusoch. Pamätáte si, s kým ste zdieľali? Áno, s Jamesom Sumnerom za prácu na enzýmoch.

Odmietnutie preformizmu

Jednou z najneobvyklejších myšlienok v histórii bol preformizmus, kedysi vedúca teória o stvorení dieťaťa. Ako už názov napovedá, teória naznačovala, že všetky stvorenia boli vopred stvorené – to znamená, že ich forma bola pripravená už predtým, ako začali rásť. Jednoducho povedané, ľudia verili, že miniatúrne Ľudské telo bola vo vnútri každej spermie alebo vajíčka a hľadala miesto na rast. Tento maličký mužík sa volal homunkulus.

Jedným z kľúčových zástancov preformizmu bol Jan Swammerdam, vynálezca techniky farbenia buniek diskutovanej vyššie. Myšlienka bola populárna stovky rokov, od polovice 17. storočia až do konca 18. storočia.

Alternatívou k preformizmu bola epigenéza, myšlienka, že život vzniká v sérii procesov. Prvým človekom, ktorý predložil túto teóriu na pozadí lásky k preformacionizmu, bol Caspar Friedrich Wolff. V roku 1759 napísal článok, v ktorom opísal vývoj embrya z niekoľkých vrstiev buniek na človeka. Jeho práca bola v tom čase veľmi kontroverzná, ale vývoj mikroskopov dal všetko na svoje miesto. Embryonálny preformizmus ani zďaleka nebol v zárodku, ale zomrel, pardon za slovnú hračku.

Desať najväčších úspechov desaťročia v biológii a medicíne Verzia nezávislých expertov

Nové vysokovýkonné metódy sekvenovania DNA – „cena“ genómu klesá

MicroRNA – o čom genóm mlčal

Nové vysokovýkonné metódy sekvenovania DNA – „cena“ genómu klesá

Jeden zo zakladateľov slávnej spoločnosti „Intel“ G. Moore svojho času sformuloval empirický zákon, ktorý sa stále plní: výkon počítačov sa každé dva roky zdvojnásobí. Výkon sekvenátorov DNA, ktoré sa používajú na dešifrovanie nukleotidových sekvencií DNA a RNA, rastie ešte rýchlejšie ako podľa Moorovho zákona. V súlade s tým klesajú náklady na čítanie genómov.

Náklady na prácu na projekte „Human Genome“, ktorý bol dokončený v roku 2000, teda dosiahli 13 miliárd dolárov. Nové technológie hromadného sekvenovania, ktoré sa objavili neskôr, boli založené na paralelnej analýze mnohých fragmentov DNA (najskôr v mikrojamkách a teraz v miliónoch mikroskopických kvapiek). Výsledkom bolo napríklad rozlúštenie genómu slávneho biológa D. Watsona, jedného z autorov objavu štruktúry DNA, ktorý v roku 2007 stál 2 milióny dolárov, len o dva roky neskôr „stál“ 100-tisíc dolárov.

V roku 2011 Ion torrent, ktorý ponúkal nová metóda sekvenovanie založené na meraní koncentrácie vodíkových iónov uvoľnených počas činnosti enzýmov DNA polymerázy, prečítajte si genóm samotného Moorea. A hoci cena tohto diela nebola zverejnená, tvorcovia novej technológie sľubujú, že čítanie akéhokoľvek ľudského genómu by v budúcnosti nemalo presiahnuť 1000 dolárov. A ich konkurenti, tvorcovia ďalšej novej technológie, sekvenovania nanopórovej DNA, už tento rok predstavili prototyp zariadenia, na ktorom je možné za 15 minút za pár tisíc dolárov sekvenovať ľudský genóm.

Syntetická biológia a syntetická genomika – aké ľahké je stať sa Bohom

Informácie nahromadené počas pol storočia vývoja molekulárnej biológie dnes umožňujú vedcom vytvárať živé systémy, ktoré v prírode nikdy neexistovali. Ako sa ukázalo, nie je to ťažké urobiť, najmä ak začnete s niečím už známym a obmedzíte svoje nároky na také jednoduché organizmy, ako sú baktérie.

Dnes dokonca v USA prebieha špeciálna súťaž iGEM (International Genetically Engineered Machine), v ktorej študentské tímy súťažia, kto pomocou sady štandardných génov vymyslí najzaujímavejšiu modifikáciu bežných bakteriálnych kmeňov. Napríklad transplantované do známej Escherichia coli ( Escherichia coli) súbor jedenástich špecifických génov, je možné vytvoriť kolónie týchto baktérií, ktoré rastú v rovnomernej vrstve na Petriho miske, aby neustále menili farbu tam, kde na ne dopadá svetlo. Výsledkom je, že je možné získať ich pôvodné „fotografie“ s rozlíšením rovným veľkosti baktérie, t.j. asi 1 mikrón. Tvorcovia tohto systému mu dali názov „Koliroid“ skrížením druhového názvu baktérie a názvu slávnej spoločnosti Polaroid.

Aj táto oblasť má svoje megaprojekty. V spoločnosti jedného z otcov genomiky K. Ventera bol teda z jednotlivých nukleotidov syntetizovaný genóm mykoplazmovej baktérie, ktorý sa nepodobá žiadnemu z existujúcich mykoplazmatických genómov. Táto DNA bola uzavretá v „hotovom“ bakteriálnom obale usmrtenej mykoplazmy a bola získaná pracovná, t.j. živý organizmus s úplne syntetickým genómom.

Lieky na starnutie – cesta k „chemickej“ nesmrteľnosti?

Bez ohľadu na to, koľko ľudí sa tisíce rokov pokúšalo vytvoriť všeliek na starnutie, legendárny liek Makropulos zostal mimo dosahu. Ale aj v tomto zdanlivo fantastickom smere sa objavuje pokrok.

Začiatkom minulého desaťročia teda resveratrol, látka izolovaná zo šupky červeného hrozna, spôsobil v spoločnosti veľký boom. Po prvé, s jeho pomocou bolo možné výrazne predĺžiť životnosť buniek kvasiniek a potom mnohobunkových zvierat, mikroskopických háďatiek, ovocných mušiek, ovocných mušiek a dokonca aj akváriových rýb. Pozornosť odborníkov potom upútal rapamycín, antibiotikum po prvýkrát izolované z pôdnych baktérií-streptomycét z asi. Veľká noc. S jeho pomocou sa podarilo predĺžiť život nielen kvasinkovým bunkám, ale dokonca aj laboratórnym myšiam, ktoré žili o 10 – 15 % dlhšie.

Samotné tieto lieky pravdepodobne nebudú široko používané na predĺženie života: rovnaký rapamycín napríklad potláča imunitný systém a zvyšuje riziko infekčných chorôb. V súčasnosti však prebieha aktívny výskum mechanizmov účinku týchto a podobných látok. A ak sa to podarí, potom sen o bezpečí lieky ach, predĺženie života sa môže stať skutočnosťou.

Využitie kmeňových buniek v medicíne – čakáme na revolúciu

Databáza klinických skúšok amerického Národného inštitútu zdravia dnes uvádza takmer pol tisíca štúdií s použitím kmeňových buniek v rôznych štádiách výskumu.

Alarmujúce však je, že prvá, týkajúca sa využitia buniek nervového systému (oligodendrocytov) na liečbu poranení miechy, bola v novembri 2011 z neznámeho dôvodu prerušená. Potom americká spoločnosť "Geron Corporation" - jeden z priekopníkov v oblasti "kmeňovej" biológie, ktorá vykonala túto štúdiu, oznámila úplné obmedzenie svojej práce v tejto oblasti.

Rád by som tomu však veril lekárska aplikácia kmeňové bunky so všetkými ich magickými možnosťami sú hneď za rohom.

Staroveká DNA – od neandertálskeho človeka po morové baktérie

V roku 1993 bol natočený film „Park Jurský“, v ktorej po obrazovke chodili príšery, znovu vytvorené zo zvyškov DNA z krvi dinosaurov, uchovanej v žalúdku komára zaliateho v jantáre. V tom istom roku jedna z najväčších autorít v oblasti paleogenetiky, anglický biochemik T. Lindahl, uviedol, že ani za najpriaznivejších podmienok nie je možné z fosílií extrahovať DNA staršiu ako 1 milión rokov. Ukázalo sa, že skeptik mal pravdu – DNA dinosaura zostala nedostupná, ale pokroky v technickom zdokonaľovaní metód extrakcie, amplifikácie a sekvenovania mladšej DNA, ktoré sa dosiahli za posledné desaťročie, sú pôsobivé.

K dnešnému dňu boli úplne alebo čiastočne prečítané genómy neandertálskeho človeka, nedávno objaveného Denisovana a mnohých fosílnych pozostatkov. Homo sapiens, ako aj mamut, mastodont, jaskynný medveď ... Čo sa týka vzdialenejšej minulosti, DNA sa skúmala z rastlinných chloroplastov, ktorých vek sa datuje na 300-400 tisíc rokov a DNA baktérií starých 400-600 tisíc rokov.

Zo štúdií „mladšej“ DNA stojí za zmienku dekódovanie genómu kmeňa vírusu chrípky, ktorý v roku 1918 spôsobil epidémiu známej „španielskej chrípky“ a genómu kmeňa baktérie moru, ktorá zdevastovala Európa v 14. storočí; v oboch prípadoch boli materiály na analýzu izolované z pochovaných pozostatkov tých, ktorí zomreli na túto chorobu.

Neuroprotetika – človek alebo kyborg?

Tieto úspechy patria viac do inžinierstva ako do biologického myslenia, ale to neznamená, že vyzerajú menej fantasticky.

Vôbec najjednoduchší typ neuroprotéza – elektronický načúvací prístroj – bola vynájdená pred viac ako polstoročím. Mikrofón tohto prístroja sníma zvuk a prenáša elektrické impulzy priamo do sluchového nervu alebo mozgového kmeňa – tak je možné prinavrátiť sluch aj pacientom s úplne zničenými štruktúrami stredného a vnútorného ucha.

Explozívny rozvoj mikroelektroniky za posledných desať rokov umožnil vytvoriť také typy neuroprotéz, že je čas hovoriť o možnosti rýchlej premeny človeka na kyborga. Ide o umelé oko, ktoré funguje na rovnakom princípe ako načúvací prístroj; a elektronické supresory impulzov bolesti cez miechu; a automatické umelé končatiny schopné nielen prijímať riadiace impulzy z mozgu a vykonávať činnosti, ale aj prenášať vnemy späť do mozgu; a elektromagnetické stimulátory oblastí mozgu postihnutých Parkinsonovou chorobou.

Dnes už prebieha výskum týkajúci sa možnosti integrácie rôznych častí mozgu s počítačovými čipmi na zlepšenie mentálnych schopností. A hoci táto myšlienka nie je ani zďaleka zrealizovaná, videoklipy, na ktorých sú ľudia s umelými rukami sebavedome pri používaní noža a vidličky a pri hraní stolného futbalu, sú úžasné.

Nelineárna optika v mikroskopii - pozri neviditeľné

Z kurzu fyziky študenti pevne pochopili pojem difrakčnej limity: v najlepšom optickom mikroskope nie je možné vidieť objekt, ktorého rozmery sú menšie ako polovica vlnovej dĺžky delená indexom lomu média. Pri vlnovej dĺžke 400 nm (fialová oblasť viditeľného spektra) a indexe lomu približne jedna (ako vzduch) sú objekty menšie ako 200 nm nerozoznateľné. Totižto tento rozsah veľkosti zahŕňa napríklad vírusy a mnoho zaujímavých vnútrobunkových štruktúr.

Preto v posledné roky V biologickej mikroskopii sa široko rozvinuli metódy nelineárnej a fluorescenčnej optiky, pre ktoré je koncept difrakčného limitu nepoužiteľný. Teraz pomocou týchto metód je možné podrobne študovať vnútornú štruktúru buniek.

Dizajnérske proteíny - evolúcia in vitro

Rovnako ako v syntetickej biológii hovoríme o vytvorení niečoho, čo v prírode nemá obdobu, len tentoraz nie nové organizmy, ale jednotlivé proteíny s nezvyčajnými vlastnosťami. To možno dosiahnuť pomocou pokročilých metód počítačového modelovania a „in vitro evolúcie“ – napríklad uskutočniť selekciu umelých proteínov na povrchu bakteriofágov špeciálne vytvorených na tento účel.

V roku 2003 vedci z Washingtonskej univerzity pomocou metód počítačovej predpovede štruktúry vytvorili proteín Top7 – prvý proteín na svete, ktorého štruktúra nemá v prírode analógy. A na základe známych štruktúr takzvaných „zinkových prstov“ – prvkov proteínov, ktoré rozpoznávajú úseky DNA s rôznymi sekvenciami, bolo možné vytvoriť umelé enzýmy, ktoré štiepia DNA na akomkoľvek známom mieste. Takéto enzýmy sú teraz široko používané ako nástroje na manipuláciu s genómom: môžu sa napríklad použiť na odstránenie defektného génu z genómu ľudskej bunky a prinútiť bunku nahradiť ho normálnou kópiou.

Personalizovaná medicína – dostaneme genetické pasy

Myšlienka, že rôzni ľudia ochorejú a malo by sa s nimi zaobchádzať odlišne, nie je nová. Aj keď zabudneme na rozdielne pohlavie, vek a životný štýl a neberieme do úvahy geneticky podmienené dedičné choroby, predsa len naša individuálna sada génov dokáže jedinečným spôsobom ovplyvniť tak riziko vzniku mnohých chorôb, ako aj charakter pôsobenia liekov na organizmus.

Mnohí počuli o génoch, defektoch, ktoré zvyšujú riziko vzniku rakoviny. Ďalší príklad sa týka užívania hormonálnej antikoncepcie: ak je žena nositeľkou génu „leidenského“ faktora V (jeden z proteínov systému zrážania krvi), čo nie je pre Európanov nezvyčajné, prudko sa zvyšuje riziko trombózy, keďže oba hormóny aj tento génový variant zvyšujú zrážanlivosť krvi .

S rozvojom metód sekvenovania DNA bolo možné zostaviť individuálne mapy genetického zdravia: je možné určiť, ktoré známe varianty génov spojených s chorobami alebo s reakciou na lieky, sú prítomné v genóme konkrétnej osoby. Na základe tejto analýzy možno odporučiť najvhodnejšiu diétu, potrebné preventívne vyšetrenia a preventívne opatrenia pri užívaní niektorých liekov.

MicroRNA – o čom genóm mlčal

V 90. rokoch 20. storočia Bol objavený fenomén RNA interferencie – schopnosť malých dvojvláknových deoxyribonukleových kyselín znižovať aktivitu génov v dôsledku degradácie z nich čítaných messengerových RNA, na ktorých sa syntetizujú proteíny. Ukázalo sa, že bunky aktívne využívajú túto regulačnú dráhu, pričom syntetizujú miRNA, ktoré sú následne rozrezané na fragmenty požadovanej dĺžky.

Prvá mikroRNA bola objavená v roku 1993, druhá len o sedem rokov neskôr a obe štúdie použili háďatká Caenorhabditis elegans, ktorý teraz slúži ako jeden z hlavných experimentálnych objektov vo vývojovej biológii. Ale potom tie objavy pršali, ako z roh hojnosti.

Ukázalo sa, že sú zapojené aj miRNA embryonálny vývojčloveka a v patogenéze onkologických, kardiovaskulárnych a nervových ochorení. A keď bolo možné súčasne čítať sekvencie všetkých RNA v ľudskej bunke, ukázalo sa, že veľká časť nášho genómu, ktorá bola predtým považovaná za „tichú“, pretože neobsahuje gény kódujúce proteíny, v skutočnosti slúži ako templát na čítanie mikroRNA a iných nekódujúcich RNA.

D. b. n. D. O. Zharkov (Chemický ústav
biológia a základná medicína
SB RAS, Novosibirsk)­

Nedávne pokroky v biológii viedli k vzniku úplne nových smerov vo vede. Stanovenie molekulárnej povahy génu teda slúžilo ako základ pre genetické inžinierstvo - súbor metód, ktoré umožňujú skonštruovať pro- a eukaryotické bunky s novým genetickým programom. Na tomto základe bola založená priemyselná výroba antibiotík, hormónov (inzulínu), interferónu, vitamínov, enzýmov a iných biologicky aktívnych liečiv.
Medzi úspechy biológie možno zaznamenať opis Vysoké číslo druhov živých organizmov, ktoré existujú na Zemi, tvorba bunkovej, evolučnej, chromozómovej teórie, dešifrovanie štruktúry bielkovín a nukleových kyselín atď. V praxi to prispelo k zvýšeniu efektívnosti poľnohospodárskej výroby, rozvoju medicíny, biotechnológií a vytvoreniu základov racionálneho environmentálneho manažmentu.

Tí, ktorí nasledujú pokroky v molekulárnej biológii Určite ste si už zvykli, že v tejto mladej vede, ktorá vstúpila len do tretej dekády svojej existencie, dochádza často, ba veľmi často k veľkým objavom. Len pred 17 rokmi Američan James Watson a Angličan Francis Crick navrhli hypotézu o štruktúre molekuly DNA, ktorá bola podľa ich názoru, ktorý však v tom čase nezdieľala väčšina biológov. genetickej informácie. Veľmi skoro, vo fantasticky krátkom čase, bol experimentálne dokázaný názor Watsona a Cricka, že DNA skutočne obsahuje záznam všetkých génov organizmu. Začiatkom šesťdesiatych rokov sa ukázalo, že genetická informácia z molekúl DNA sa prenáša na molekuly RNA, ktoré majú podobnú štruktúru. Tie sú spojené so špeciálnymi bunkovými štruktúrami - ribozómami, v ktorých dochádza k syntéze bielkovín. O niečo skôr G. Gamov (USA), F. Crick a ďalší vytvorili logicky úplný model genetického kódu. Najdôležitejšie bolo, že bolo striktne uvedené, prečo bunka potrebuje genetickú informáciu (syntéza špecifických bielkovín, ktoré určujú vlastnosti života a možnosti realizácie rôznorodých životných funkcií). Ukázalo sa tiež, ako jednotlivé prvky molekuly DNA (podľa Gamowa, s ktorým všetci súhlasili, trojice nukleotidov umiestnené pozdĺž reťazca DNA) kódujú štruktúru proteínov syntetizovaných v ribozómoch.
Málokto čakal – dokonca aj medzi veľmi bystrými genetikmi – že už v roku 1961 sa Crick a jeho traja asistenti „vyrovnajú“ s problémom všeobecnej povahy genetického kódu. Pravda, cestu k rozlúšteniu zloženia jednotlivých tripletov kódujúcich aminokyseliny otvorila práca M. Nirenberga a D. Matteiho, ohlásená v Moskve v lete toho istého roku 2000. A bolo absolútne ťažké predpokladať, že len za dva a pol roka Američania M. Nirenberg a F. Leder ponúknu metódu, ktorá umožní zistiť presnú štruktúru všetkých 64 kódových slov génov. O rok neskôr poznali genetici dedičnú abecedu prírody.

Ale riešenie týchto problémov nezvýšilo naše znalosti o presnej štruktúre génu, presnej štruktúre molekúl jednotlivých messengerových a transportných RNA. V rokoch 1964-1965 Holly v USA a A. Baev v Ruskej federácii rozlúštili prvú, najmenšiu z molekúl, ktoré slúžia genetickým záhadám – molekuly transportnej RNA. V roku 1967 sa v laboratóriu A. Kornberga v USA po mnohých rokoch neúspešných pokusov podarilo syntetizovať účinnú molekulu DNA fágu 0X174. O rok neskôr sa G. Koranovi (Indovi, ktorý sa presťahoval do USA) v dômyselnom experimente podarilo syntetizovať prvý gén pre kvasinkovú transferovú RNA. A teraz, len o rok neskôr, bol zo živých izolovaný čistý gén molekuly DNA!
Paradoxne, tento experiment, grandiózny svojim dizajnom, realizáciou a dôsledkami pre vedu, nebol samoúčelný. Beckwith, známy špecialista v oblasti molekulárnych základov realizácie genetickej informácie, v predslove naznačuje hlavný cieľ, ktorý on a jeho kolegovia sledovali pri nástupe do práce. Bolo pre nich dôležité nájsť kľúče k vyriešeniu dlhoročného sporu o tom, kedy dochádza k regulácii aktivity génov. Boli dva návrhy: Podľa prvého môže byť arénou regulácie samotných desať (to znamená segment DNA s presne definovanou sekvenciou nukleotidov). V tomto prípade bude messenger RNA odpísaná z aktivovaných génov a k takémuto odpisu nedôjde z potlačených génov.

Biológia je teda pomerne mladá, ale pomerne progresívna veda, ktorá je pre človeka celkom užitočná.

MEDICÍNA V XX STOROČÍ

v 1901 - Landsteiner objavil krvné skupiny, začiatok transfúzie krvi.

v 1904- nobelová cena v odbore fyziológia a medicína získal Ivan Petrovič Pavlov za objav podmienených reflexov.

v 1906 - prvá kadaverózna transplantácia rohovky.

v 1910 - Thomas Morgan objavil chromozómy - organely dedičnosti.

v 1912- Banting a Best objavili inzulín a príčinu cukrovky.

v 1926 - Meller objavil mutagénne účinky žiarenia a chemických látok.

v 1936 - boli získané prvé enzýmy v kryštalickom stave.

v 1944 - Oswald Avery a McLean McCarthy dokázali, že izolovaná DNA je integrovaná do genómu baktérií, čím sa mení ich fenotyp.

v 1951 - prvý koronárny bypass (koronárny bypass).

v 1953 - James Watson a Francis Crick objavili dvojitú špirálu DNA.

v 1955 - prvá transplantácia obličky.

v 1956 - prvá koronárna angioplastika.

v 1961 - Marshall Nirenberg rozlúštil genetický kód (slovník) DNA. Prvé transplantácie hematogénnych kmeňových buniek na záchranu pacientov odsúdených na zánik.

v 1964 - Charles Janowski potvrdil lineárnu zhodu génov a proteínov baktérií.

v 1967 - prvá transplantácia srdca a pečene.

v 1969 - skupina výskumníkov z Harvardu zdravotnícka škola izoloval prvý ľudský gén.

v 1974 - Stanley Cohen a Herbert Boyer transplantovali gén žaby bakteriálna bunka. Začiatok genetického inžinierstva.

v 1976 - bola vytvorená prvá biotechnologická spoločnosť Genentech; začala sa transplantácia ľudských génov do buniek mikroorganizmov na priemyselnú výrobu inzulínu, interferónu a iných užitočných proteínov.

v 1980 - Martin Klein vytvoril prvú transgénnu myš transplantáciou ľudského génu do oplodneného myšacieho vajíčka.

v 1982 - geneticky upravený inzulín produkovaný baktériami je schválený na použitie v medicíne.

v 1983 - bola objavená polymerázová reťazová reakcia (technika na viacnásobné klonovanie krátkych reťazcov DNA) - bolo možné súčasne študovať prácu mnohých génov.

v 1985 - technika "genetického odtlačku" DNA sa začala používať vo svetovej forenznej medicíne.

v 1985 - prvé transplantácie fetálneho nervového tkaniva na liečbu Parkinsonovej choroby.

v 1988 - vydaný prvý patent na geneticky modifikované zviera.

v 1990 - začiatok prác na medzinárodnom projekte Human Genome.

v 1997 - klonovaný prvý cicavec - ovca menom Dolly; nasledovali úspešné klonovacie experimenty na myšiach a iných cicavcoch.

v 1997-1998 - izolácia ľudských embryonálnych kmeňových buniek ako nesmrteľných línií.

v 1998 - vytvorenie metód pre súčasnú registráciu aktivity 1000-2000 génov v genóme človeka a cicavcov.

v 1999-2000 - kompletné dekódovanie genómu 10 baktérií, kvasiniek. Identifikácia a umiestnenie polovice génov v ľudských chromozómoch.

v 2001 - úplná transkripcia ľudského genómu

CHRONOLÓGIA KLONOVANIA

v 1883 - objav vajíčka nemeckým cytológom Oscarom Hertwigom (Hertwig, 1849-1922).

v 1943 - Časopis "Science" informoval o úspešnom oplodnení vajíčka "in vitro".

v 1953 - R. Briggs a T. King informovali o úspešnom vývoji metódy "nukleotransferu" - prenosu bunkového jadra do obrovských vajíčok africkej žaby pazúrikovanej "xenopus".

v 1973 - Profesor L. Shetles z Kolumbijskej univerzity v New Yorku oznámil, že je pripravený porodiť prvé „dieťa zo skúmavky“, po čom nasledovali kategorické zákazy Vatikánu a Presbyteriánskej cirkvi USA.

v 1977 - skončila sa séria článkov o práci profesora zoológie Oxfordskej univerzity J. Gurdona, počas ktorej bolo naklonovaných viac ako päťdesiat žiab. Z ich vajíčok boli odstránené jadrá a do zvyšného „cytoplazmatického vaku“ bolo transplantované jadro somatickej bunky. Prvýkrát v histórii vedy bolo na miesto haploidného jadra vaječnej bunky s jednou sadou chromozómov zavedené diploidné jadro somatickej bunky s dvojnásobným počtom nosičov genetickej informácie.

v 1978 - v Anglicku sa narodila Louise Brownová, prvé dieťa zo skúmavky.

v 1981 - Shetles dostane tri klonované ľudské embryá (plod), ale zastaví ich vývoj.

v 1982 - Carl Ilmensee zo Ženevskej univerzity a jeho kolega Peter Hoppe z Jacksonovho laboratória v Bar Harbor v štáte Maine, ktorý chová myši od roku 1925, získali sivé myši prenosom jadier buniek zo sivého embrya do cytoplazmy embrya. vaječná bunka získaná od čiernej samice, po ktorej boli embryá prenesené na biele samice, ktoré niesli potomstvo. Výsledky neboli replikované v iných laboratóriách, čo viedlo k obvineniu Ilmensee z falšovania.

v 1985 – 4. januára sa na jednej z kliník v severnom Londýne narodilo dievčatko pani Cottonovej – prvej náhradnej matke na svete, ktorá nie je biologickou matkou (teda „baby Cotton“, ako sa dievča volalo, nebolo počaté z vajíčka pani Cottonovej). Bol vydaný parlamentný zákaz experimentov s ľudskými embryami staršími ako štrnásť dní.

v 1987 - špecialistom z University of George Washington sa pomocou špeciálneho enzýmu podarilo rozdeliť bunky ľudského embrya a naklonovať ich do štádia tridsiatich dvoch buniek (blasty, blastoméry), po čom boli embryá zničené. Americká administratíva pohrozila, že odoberie laboratóriám dotácie z federálnych fondov, ak sa v nich budú vykonávať takéto experimenty.

v 1996 - 7. marca časopis Nature publikuje prvý článok tímu autorov z Roslin Institute v Edinburghu, ktorí informovali o narodení piatich jahniat získaných bez účasti barana: jadrá kultúry embryonálnych buniek získaných z iného embrya sa preniesli do cytoplazmatických vakov vajíčok. Administratíva Billa Clintona opätovne potvrdzuje svoj zámer zadržať federálne prostriedky každému, kto má v úmysle experimentovať s ľudskými embryami; o dotácie tak prišiel výskumník z Washingtonskej univerzity, ktorý vykonal rozbor pohlavia embrya a rozbor defektných génov v štádiu ôsmich buniek.

v 1997 - 27. februára Nature predstavila na svojej obálke - na pozadí mikrofotografie vajíčka - slávnu ovcu Dolly, ktorá sa narodila v tom istom Roslinovom inštitúte v Edinburghu. Koncom júna Clintonová predložila Kongresu návrh zákona, ktorý zakazuje „vytvorenie ľudskej bytosti klonovaním a jadrovým prenosom somatických buniek“.

v 1997 - na samom konci decembra časopis Science informoval o narodení šiestich oviec získaných Roslinovou metódou. Tri z nich, vrátane ovce Polly, boli nositeľmi ľudského génu pre „faktor IX“ („faktor 9“) alebo hemostatický proteín, ktorý je potrebný pre ľudí trpiacich hemofíliou, teda nezrážanlivosťou krvi.

v 1997 – v USA vyšla kniha Michaela Smitha „Clones“, ktorá rozpráva o klonovaní ľudí v r. podzemné tunely v okolí Los Angeles (pozri Knowledge is Power, 1998, č. 4).

v 1998 - Chicagský fyzik Sid oznámil vytvorenie laboratória na klonovanie ľudí: tvrdí, že neskončí u klientov.

v 1998, začiatok marca - Francúzski vedci oznámili narodenie klonovanej jalovice.

v 1999. Holandskí vedci majú v úmysle naklonovať mamuta. Využívajú na to genetický materiál prehistorického cicavca, ktorý sa nedávno našiel na Sibíri a ktorý zomrel pred 20 380 rokmi.

v 2000. V laboratóriu poľnohospodárskeho inštitútu prefektúry Kagošima sa z bunky už vyklonovaného býka zrodilo klonované teľa. Toto teľa sa tak stalo prvým zvieraťom druhej generácie klonov pomerne veľkých cicavcov.

v 2000. Britskí vedci, ktorí naklonovali ovcu Dolly, vytvorili päť prasiatok pomocou rovnakej metódy.

v 2001. Americkí vedci deklarujú zásadnú možnosť klonovania ľudí. Snemovňa lordov britského parlamentu po mnohých hodinách diskusie schválila návrh zákona, ktorý umožňuje klonovanie ľudských embryí

KRONIKA OBJEVOV V CHÉMII

v 2500 - 2000 pred Kr e. Prienik medi z východu do Európy. V Babylone boli vynájdené váhy – nástroj na meranie množstva zlata a iných materiálov. Ako prototyp im slúžilo jarmo nositeľa.

v 2000 - 1500 pred Kr e. IN egyptské pyramídy našli sa vzorky skla a kujného železa.

v 1300 - 1000 pred Kr e. IN Staroveké Grécko je známa meď, železo, cín, olovo, kalenie ocele a účinok hnoja ako hnojív.

v 1 palec BC e. V básni „O povahe vecí“ od Lucretia Cara sú neviditeľné atómy v protiklade k neexistujúcim bohom, pomocou ktorých je vysvetlená celá škála javov okolitého sveta, vrátane vetrov a búrok, šírenia pachov. , vyparovanie a kondenzácia vody.

v 700 – 1000 Arabský alchymista Jabir ibn Hayyan a jeho nasledovníci v dôsledku neúspešných pokusov premeniť základné kovy na zlato použili pri čistení chemikálií kryštalizáciu a filtráciu; opísal výrobu kyseliny sírovej, dusičnej, octovej a aqua regia (ukázala na jej schopnosť rozpúšťať zlato); pripravený dusičnan strieborný, sublimát, amoniak a biely arzén (kyselina arzén).

v 1000 – 1200 Arabský vedec Al-Kazini v knihe The Book of the Scale of Wisdom uvádza špecifickú hmotnosť 50 rôznych látok. V "Knihe tajomstiev" Abu-ar-Razi sú po prvýkrát všetky látky klasifikované na zemité (minerálne), rastlinné a živočíšne; opisuje sa kalcinácia (praženie) kovov a iných látok, rozpúšťanie, sublimácia, tavenie, destilácia, algamácia, zahusťovanie atď.

v 1280. Arnaldo Villanovansky opísal prípravu éterických olejov.

v 1300 – 1400 mníchovi Bertholdovi Schwarzovi sa pripisuje vynález strelného prachu (v Európe). (V Číne bol pušný prach známy už na začiatku nášho letopočtu).

v 1452 - 1519 Veľký taliansky umelec Leonardo da Vinci horením sviečky pod nádobou prevrátenou nad vodou dokazuje, že pri spaľovaní sa spotrebúva vzduch, ale nie všetok.

v 16. storočí Alchymista Vasilij Valentin v traktáte „Triumfálny voz antimónu“ opisuje kyselinu chlorovodíkovú, antimón, bizmut (získavanie a vlastnosti); vyvinuli myšlienky, že kovy pozostávajú z troch „začiatkov“: ortuti, síry a soli.

v 1493 - 1541 Paracelsus premieňa alchýmiu na iatrochémiu a verí, že hlavnou úlohou chémie je slúžiť medicíne ako výroba liekov. Od neho pochádza prvé, opakovane opakované pozorovanie, že na spaľovanie je potrebný vzduch a kovy, keď sa menia na šupiny, zvyšujú svoju hmotnosť.

v 1556. Práca G. Agricolu „12 kníh o kovoch“ zhŕňa informácie o rudách, mineráloch a kovoch; podrobne sú popísané hutnícke procesy a jemnosti ťažby; je daná systematika kovov podľa vonkajších znakov.

v 1586 - 1592 G. Galileo navrhol hydrostatické váhy na určenie hustoty pevných látok (1586), vynašiel teplomer (1592).

ZROD VEDECKEJ CHÉMIE

v 1660 - 65 rokov. R. Boyle v knihe „Skeptic Chemist“ sformuloval hlavnú úlohu chémie (štúdium zloženia rôznych telies, hľadanie nových prvkov), rozvinul myšlienku konceptu „chemického prvku“ a zdôraznil dôležitosť experimentálnej metódy v chémii. Zaviedol pojem „analýza“ vo vzťahu k chemickému výskumu, stanovil nepriamu úmernosť objemu vzduchu k hodnote tlaku, aplikoval indikátory na stanovenie kyselín a zásad.

v 1668. O. Takheny zaviedol pojem soľ ako produkt interakcie kyseliny s alkáliou.

v 1669. H. Brandt izoloval fosfor ako produkt destilácie moču (prvý datovaný objav prvku).

v 1675. N. Lemery definoval chémiu ako umenie „oddeľovania rôzne látky obsiahnuté v zmiešaných telách“ (minerálne, rastlinné a živočíšne).

v 1676. E. Mariotte vyjadril závislosť objemu vzduchu od tlaku.

v 1707. I. Betger dostal biely fosfor.

v 1721. I. Genkel dostal kovový zinok.

v 1722. F. Hoffman opísal výrobu sírovodíka.

v 1723. G. Stahl navrhol teóriu flogistónu ako materiálneho princípu horľavosti.

v 1724. D. Fahrenheit objavil závislosť teploty varu vody od tlaku a jav podchladenia vody.

v 1730 - 33 rokov. R. Reaumur vynašiel liehový teplomer (1730). Ukázal, že roztoky rôzneho zloženia majú rôznu hustotu (1733).

v 1735. G. Brandt objavil kobalt.

v 1741 - 50 rokov. M. V. Lomonosov definoval prvok (atóm), telieska (molekula), jednoduché a zmiešané látky a začal rozvíjať svoju korpuskulárnu teóriu (1741). Sformuloval hlavné ustanovenia molekulárno-kinetickej teórie tepla (1744), objavil zákon zachovania hmotnosti látok (1745). Pozorovaný jav pasivácie kovov v konc. HNO3

v 1751. A. Cronstedt objavil nikel.

v 1757. D. Blake ukázal, že pri fermentácii sa uvoľňuje oxid uhličitý.

v 1763. M. V. Lomonosov načrtol základy banského a skúšobného umenia, opísal spôsoby získavania kovov z rúd.

v 1766. G. Cavendish objavil vodík.

v 1768. A. Baume vynašiel prístroj na zisťovanie hustoty kvapalín – hustomer.

v 1772. D. Rutherford objavil dusík.

v 1772 - 73 rokov. J. Priestley objavil chlorovodík, "smejúci plyn" (N 2 O) (1772), kyslík ("deflogistický vzduch"), opísal vlastnosti amoniaku (1773).

v 1774. A. Lavoisier navrhol, že atmosférický vzduch má komplexné zloženie. K. Scheele objavil mangán, bárium, opísal vlastnosti chlóru.

v 1775 - 77 rokov. A. Lavoisier (nezávisle od J. Priestleyho) objavil kyslík, opísal jeho vlastnosti a sformuloval základy kyslíkovej teórie horenia.

v 1778 - 81 rokov. K. Scheele objavil molybdén, volfrám; dostal glycerín, kyselinu mliečnu, kyselinu kyanovodíkovú a acetaldehyd.

v 1781. G. Cavendish ukázal, že voda vzniká pri spaľovaní vodíka.

v 1782. J. Müller von Reichenstein objavil telúr.

v 1785. T. E. Lovitz objavil fenomén adsorpcie dreveným uhlím z roztokov.

v 1787. A. Crawford a W. Cruikshank objavili stroncium. J. Charles stanovil rovnicu pre závislosť tlaku plynu od teploty.

v 1789. M. Klaproth objavil zirkón a urán.I. Richter sformuloval zákon ekvivalentov.

v 1794. Yu Gadolin objavil ytrium, ktoré znamenalo začiatok chémie prvkov vzácnych zemín.

v 1796. S. Tennart a W. Wollaston dokázali, že diamant pozostáva z uhlíka.

v 1797. L. Vauquelin objavil chróm.

v 1798. T. E. Lovitz predstavil koncept presýteného roztoku.

v 1800. W. Nicholson a A. Carlyle uskutočnili elektrolýzu vody.