Форум
RSS
Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
Кишечные бактерии обеспечивают здоровую старость

От бактерий, которые живут в нашем кишечнике, мы получаем массу пользы – они не только помогают переваривать еду, но и вообще поддерживают здоровый обмен веществ, кроме того, кишечные микробы необходимы для правильной настройки иммунитета. 

Проблемы с микрофлорой могут закончиться разными неприятностями, от диабета до аутоиммунных болезней. Но это все, если можно так сказать, косвенная польза. А вот исследователи из Университета Эмори пишут в своей статье в PNAS, что некоторые желудочно-кишечные бактерии напрямую дают нам вещество, которое в буквальном смысле обеспечивает здоровую старость, хотя и не увеличивает время жизни. 

Речь идет об индоле. Он образуется при расщеплении аминокислоты триптофана, в больших концентрациях пахнет крайне неприятно (он и его производное скатол придают фекалиям характерный омерзительный запах), в небольших же концентрациях он пахнет жасмином и используется в парфюмерной промышленности. 

Некоторое время назад сотрудники лаборатории Дэниэла Калмана (Daniel Kalman) обратили внимание на то, что индол и родственные ему молекулы, которые появляются в кишечнике в результате деятельности бактерий, делают мышей и круглых червей (или нематод) более устойчивыми к инфекциям и другим стрессовым воздействиям. 

Тогда исследователи накормили круглых червей кишечной палочкой, производящей индол, чтобы оценить, как такие черви будут стареть. Когда земной путь нематоды подходит к концу, червь становится малоактивным, меньше двигается, плохо питается и сильнее реагирует на стрессовые раздражители.

Оказалось, что «индольные» бактерии ослабляют признаки старения: старые нематоды активно двигались, были довольно устойчивы к перегреву и хорошо глотали все, что могли проглотить. Более того, такие черви даже дольше размножались: если обычно нематоды прекращают половую деятельность на пятый день жизни, то с кишечной палочкой, обеспечивающей их индолом, они продолжали размножаться вплоть до двенадцатого дня. 

Похожие результаты получились и с дрозофилами, и с мышами. Очень старые мыши, которым исполнилось 28 месяцев, оставались подвижными и активными, и они сохраняли здоровый вес, если в их кишечнике жила кишечная палочка, производящая индол. Более того, индол хорошо влиял и на молодых животных тоже, которые с его помощью, например, лучше переносили высокие дозы радиоактивного излучения.

Однако, как мы сказали в самом начале, несмотря на оздоровляющее действие, общее время жизни индол никак не увеличивал: животные погибали в свой обычный среднестатический срок, несмотря на подвижность и хороший аппетит. Как показал генетический анализ «индольных» червей, на молекулярном уровне индол стимулирует активность генов, но совсем не тех, которые могут увеличить продолжительность жизни. 

Как именно действует индол, еще предстоит выяснить, но, очевидно, его оздоравливающий эффект связан с кишечником – возможно, здесь он подавляет воспаление и не дает проникать в организм каким-то ненужным веществам. Не исключено, что на основе индола удастся разработать лекарства, более эффективные, чем сам индол, которые позволят пожилым людям забыть, по крайней мере, о некоторых возрастных болезнях.


Как пользоваться межклеточной почтой

Наши клетки общаются по-разному, и если между ними, например, есть какое-то мало-мальски большое расстояние, то клетки либо просто выделяют сигнальные вещества наружу в расчете, что они доплывут до получателя, либо упаковывают сообщение в особые мембранные пузырьки. Они называются везикулами – добравшись до другой клетки, они садятся на ее внешнюю мембрану, и содержимое посылки оказывается в цитоплазме. 

Сообщения в везикулах могут быть разные, однако известно, что клетка упаковывает в такие посылки вещества, которые сама же чаще всего и использует. Это значит, например, что стволовые клетки отправляют по везикулярной почте молекулы, которые стимулируют клеточное деление и некоторые другие процессы, свойственные стволовым клеткам. 

Теперь представим, что в какой-то ткани возникли проблемы, что в каком-то органе нужно срочно заменить погибшие клетки новыми, а собственных ресурсов органа почему-то не на это не хватает. В таком случае, если мы заставим какие-нибудь другие клетки послать туда химическую посылку, то проблему удастся решить быстрее. Иными словами, мембранные везикулы, которые клетки выделяют из себя, могли бы сыграть большую роль в медицине. 

Действительно, их терапевтический потенциал уже успели оценить в экспериментах, в которых моделировались повреждения почек, сердца, печени и даже нервной ткани. Было бы очень удобно, если бы такие «посылки» можно было нарабатывать в лаборатории, чтобы потом применять в нужное время в нужном месте. 

Некоторые вещества побуждают клетки выделять везикулы – к таким веществам относится цитохалазин В. Это токсин из грибов, который легко проникает в клетку и парализует некоторые процессы, связанные со сборкой и разборкой цитоскелета, вследствие чего, как мы только что сказали, клетки производят много мембранных пузырьков-«посылок».

Такие пузырьки, возникшие из-за цитохалазина, так же, как и обычные везикулы, вполне способны взаимодействовать с другими клетками – они несут на себе все необходимые рецепторы и аппарат «стыковки». Их можно собрать, заправить каким-нибудь веществом – например, молекулами лекарства или наночастицами – и отправить в организм. 

Но что насчет их собственных свойств – несут ли они собственные вещества клетки, или из-за такого способа получения мембранные посылки теряют биологическую активность? Сотрудники Казанского университета вместе с коллегами из нескольких зарубежных научных центров использовали цитохалазин В на клетках нейробластомы человека. 

Нейробластомная опухоль формирует в себе много кровеносных сосудов, а это значит, что ее клетки содержат много соответствующих сигнальных веществ; известно, что стволовые клетки соединительной ткани, оказавшись рядом с клетками нейробластомы, начинают активно строить капилляры. 

В статье в Oncotarget Альберт Ризванов и его коллеги пишут, что везикулы, которые клетки нейробластомы активно выделяли под действием цитохалазина, по биологической активности оказались ровно такими же, как и ожидалось – они побуждали стволовые клетки к строительству сосудистой сети. В сигнальных «посылках» было много фактора роста эндотелия сосудов (этот белок активирует формирование кровеносных сосудов), по размеру и по другим параметрам они также были схожи с обычными везикулами. 

Конечно, в данном случае эксперименты ставили со злокачественными клетками, однако результаты позволяют с уверенностью предполагать, что и все прочие типы клеток можно также «доить» цитохалазином. И если мы знаем, что вещество из какого-то типа клеток может помочь другому типу клеток, то нам не нужно манипулировать целыми клетками, переносить их из одного места в другое, опасаясь при этом побочных эффектов – достаточно воспользоваться везикулярной почтой, ведь мембранные пузырьки для того и нужны, чтобы передавать сообщения. 

Те же раковые клетки не только заставляют другие клетки формировать сосуды для опухоли – известно, что они также рассылают особые сообщения, которые либо превращают здоровую клетку в раковую, либо готовят здоровую ткань к прибытию опухолевых метастазов. Но и раковые клетки, в свою очередь, можно бомбардировать сигналами от других клеток, которые будут понуждать их к гибели, и вполне вероятно, что противоопухолевая «пузырьковая терапия» в скором времени появится и в клинике. 


Миникишечник на чипе оказался похож на настоящий

Когда мы создаем какое-то лекарство, то рано или поздно приходится проверять его на живом объекте, и прежде всего это клеточные культуры. Но клетки, пусть и в «коллективе», все же сильно отличаются от полноценного организма, или органа, или даже ткани. Для более корректных результатов нужны испытания на животных и на людях. Но с животными и людьми невозможно в деталях проследить все процессы, которые происходят у них внутри, и о каких-то реакциях приходится догадываться по очень косвенным признакам.

Кроме того, организм – система очень сложная и взаимосвязанная, и с ним очень трудно бывает понять, из-за чего случились изменения – из-за непосредственного ли воздействия нашего вещества на изучаемый орган, либо же от косвенного влияния каких-то других факторов. 

В идеале, конечно, нужен метод, который позволял бы обращаться с отдельными органами так, как с лабораторными животными. Именно таких методов пока что нет, но зато есть кое-что другое. В последнее время исследователи все чаще используют либо органоиды – очень маленькие подобия тех или иных органов, выращенные из стволовых клеток, либо так называемые органы на чипах. 

Органоиды воспроизводят не весь орган целиком, но какой-то элемент его структуры – для примера можно вспомнить микрожелудок, созданный в прямом смысле слова в пробирке. Такие микроорганы довольно сильно похожи на настоящие, разумеется, с поправкой на размеры и ограниченную функциональность. 

Органы на чипе делают иначе: клетки высаживают на какой-то сложноустроенный чип, который сделан так, чтобы вместе с клетками имитировать некий биологический процесс. Например, есть так называемые «легкие на чипе»: несколько слоев клеток контактируют, с одной стороны, с кровью, с другой – с воздухом, при этом клеточные слои то растягивают, то сжимают, как в настоящих дышащих легких. А не так давно мы рассказывали о том, как исследователи из Северо-Западного университета сумели посадить на чип женскую половую систему, и наблюдали на таком чипе все стадии менструального цикла.

Сотрудники Лейденского университета вместе с коллегами из биотехнологической компании Mimetas и фармацевтической компании Roche описывают в своей статье в Nature Communications еще один пример органа на чипе – на сей раз это кишечник. Нельзя сказать, что раньше таких кишечных чипов не появлялось, однако, по словам авторов работы, другие чипы не учитывают несколько важных особенностей кишечного эпителия. 

Кишечник, по сути, трубка со всасывающими стенками, и кишечный чип – это очень много микротрубочек-микроканальцев, выстланных эпителиальными клетками кишки. По трубкам идут разные растворы с разными веществами, и мы наблюдаем, как клетки на них реагируют. Они, как известно, должны не только переправлять нужные вещества в кровь и лимфу, но еще и служить барьером против ненужных веществ. Если эпителиальный барьер дает течь, то можно ожидать проблем со здоровьем, и как раз такие микропробои на клеточном уровне было бы очень удобно наблюдать на чипах. 

В настоящем кишечнике клетки контактируют не только друг с другом – позади них находится еще внеклеточный матрикс – особая субстанция, состоящая из белков, гликопротеинов, протеогликанов и других биомолекул. Матрикс служит клеткам для опоры, через него они обмениваются разными химическими сигналами. В кишечнике внеклеточный матрикс помогает эпителиальным клеткам «держать строй», от него же во многом зависит их способность правильно реагировать на химические сигнальные молекулы. 

Новая модель кишечного чипа отличается от прежних как раз тем, что в ней клетки в каналах чипа сидят на особой гелеобразной массе, имитирующей внеклеточный матрикс. Кроме того, слой клеток формируется в потоке питательной среды, под действием гидродинамических сил, подобно тому, как это происходит в самом кишечнике. 

На одном таком чипе расположены целых 357 кишечных микротрубок, так что тут можно проверить на совместимость с кишечником довольно много различных соединений одновременно. Но когда мы испытываем какие-то потенциальные лекарства, нам важно знать не только то, оказывают ли они положительный эффект, но и возможные негативные побочные последствия. Можно ли такие побочные последствия увидеть на чипе? 

Чтобы узнать это, исследователи добавили в кишечные микротрубки обычный аспирин, который, как известно, повреждает эпителий – из-за аспирина в нем появляются те самые микропробои, перфорации в клеточном слое. Оказалось, что аспирин вредит и кишечнику на чипе тоже, и что с таким устройством можно точно рассчитать диапазон концентраций и время, за которое в эпителии появятся дыры. 

Авторы работы утверждают, что эпителиальные клетки в чипе были похожи по молекулярным характеристикам на те клетки, что выстилают настоящий кишечник – в целом новый чип довольно сильно похож на настоящий орган (что подтверждается и его реакцией на аспирин). То, что на нем можно выполнять большое количество измерений, делает его удобным для разнообразных биомедицинских тестов. Так что в будущем, возможно, подобные устройства смогут заменить подопытных животных в лабораториях – тем более, что на такой чип можно посадить и другие типы клеток.


 
XFEL вступил в строй

Рентгеновский лазер на свободных электронах собственно лазером, то есть особого рода источником оптического излучения, не является. Такое название получило устройство, в котором рентгеновское излучение, аналогичное по свойствам лазерному излучению, создает пучок электронов, разогнанный до скоростей, близких к скорости света. 

В крупнейшем в мире Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах XFEL (x-ray free electron laser) для этого используется самый большой в мире сверхпроводящий линейный ускоритель длиной 1,7 км. Ускоренные электроны попадают в ондулятор – устройство, создающее в пространстве периодически изменяющееся магнитное поле. Двигаясь в нем по зигзагообразной траектории, электроны излучают в рентгеновском диапазоне. 

Новая уникальная установка будет генерировать ультракороткие рентгеновские вспышки с рекордной частотой - 27 000 раз в секунду, а ее пиковая яркость ожидается в миллиард раз выше существующих источников рентгеновского излучения.

В международном проекте по созданию XFEL приняли участие 12 стран (Германия, Россия, Венгрия, Дания, Испания, Италия, Польша, Словакия, Франция, Швеция, Швейцария). Вклад России — второй по значимости после Германии и составляет 27% от общей стоимости проекта XFEL (1,22 миллиарда евро в ценах 2005 года). 

Численность российских научных специалистов в штате XFEL также на втором месте после германских коллег. Кроме того, в основе установки лежат идеи, высказанные отечественными физиками.  А первоисточником стала статья новосибирских ученых, опубликованная еще в 1980 году.

Выделение времени для работы на новой установке — так называемого пучкового времени — будет осуществляться с учетом вклада каждой страны в создание установки. Россия входят в тройку лидеров по числу заявок на первые эксперименты, которые начнутся с середины сентября. 

В начале 2017 года более 60 научных коллективов подали заявки на проведение экспериментов на этих станциях: очередность устанавливала специальная международная экспертная комиссия. В результате были отобраны первые 14 групп исследователей, которые в сентябре приступят к работе.

Проект разрабатывался при участии 300 институтов из 36 стран. Россию в нем представляли НИЦ «Курчатовский институт» (Москва), ИЯИ РАН (Москва), ИК РАН (Москва), ИЯФ СО РАН (Новосибирск), НИИЭФА им. Ефремова (Санкт-Петербург), ОИЯИ (Дубна), Физтех им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург), МИФИ (Москва), МФТИ (Москва), МГУ (Москва) и др.  

Роль научного координатора и руководителя от России играл НИЦ «Курчатовский институт».  Строительство установки начато в 2009 году. Большую часть вложенных средств российские организации получили в виде заказов на разработку и производство научного оборудования.

XFEL – уникальный комплекс для проведения исследований в нано- и биотехнологиях. С помощью рекордно ярких и очень коротких импульсов рентгеновского излучения исследователи смогут увидеть не только расположение атомов в молекулах, но и происходящие там процессы. Это позволит выйти на новый уровень в исследованиях в области физики, химии, материаловедения, наук о жизни, биомедицине. 

Например, при создании новых лекарств специалисты, зная точное расположение атомов в молекулах белков, смогут подобрать вещества, которые будут блокировать или, наоборот, стимулировать их работу. Знание же структуры кристаллов позволит разрабатывать материалы с заданными свойствами.

Биологи получат возможность посмотреть «вживую» на процесс фотосинтеза – превращения света в химическую энергию. А на приборе «Станция для исследования отдельных кластеров и биомолекул и параллельной фемтосекундной кристаллографии» (SPB / SFX)  исследователи смогут проводить анализ мельчайших структур (вирусов и макромолекул) на атомном уровне.

Церемония открытия крупнейшего в мире Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL прошла в Гамбурге (Германия) 1 сентября 2017 года. Российскую делегацию на церемонии возглавляет помощник президента РФ по науке А.А. Фурсенко. На инструменте SPB / SFX гости нажали кнопку, чтобы начать первый эксперимент по определению структуры биомолекулы. Ее структура  уже известна, что позволит исследователям проверить работоспособность установки.

Загрузка плеера


Создан работающий прототип поезда Hyperloop

Студенты из Университета Цинциннати (штат Огайо, США) собрали работающий прототип поезда Hyperloop на магнитной подушке. Разработчикам удалось добиться подъема модели транспортной капсулы (четыре метра длиной) на высоту более 0,5 сантиметра. Для этого использовали восемь двигателей, создающих магнитное поле. Видео испытания опубликовали на YouTube-канале uofcincinnati.

Группа из 60 учащихся университета принимает участие в конкурсе Hyperloop competition, который финансируется компанией SpaceX, основанной американским предпринимателем Илоном Маском. Она стала одной из 30 команд, которые должны будут испытать свой прототип на испытательной трассе в январе 2017 года. Всего в конкурсе участвовало около 1000 заявителей.

Hyperloop — проект вакуумного поезда, который был предложен Маском в 2012-2013 годах. Одна из ранних концепций транспорта предусматривала наличие воздушной подушки и отвергала более дорогую магнитную левитацию.

Британские ученые пообещали миллион долларов за разгадку шахматной задачи

Ученые из Сент-Эндрюсского университета (Великобритания) предложили миллион долларов за разгадку старинной шахматной задачи. Об этом сообщается на сайте университета.

Так называемая «Задача о восьми ферзях» (Eight queens puzzle) была сформулирована в середине девятнадцатого века. Ее суть заключается в том, чтобы расставить на шахматной доске восемь ферзей таким образом, чтобы ни один из них не попадал под удар другого. Подразумевается, что ферзь бьет все клетки, расположенные по вертикалям, горизонталям и обеим диагоналям.

Решение для стандартной доски в 64 клетки было найдено еще в 1850 году. С увеличением размеров поля и количества фигур задача усложняется. Исследователи обнаружили, что если размер доски увеличить до 1000 на 1000 клеток, компьютерные программы начинают зависать.

По мнению профессора Яна Гента (Ian Gent), тот, кто сумеет создать алгоритм быстрого решения этой задачи, сможет адаптировать свою программу для других проблем, в том числе и дешифровки кодов в интернете.


Изменено: Елена Сальникова - 03.09.2017 10:39:39
 
Открыты звезды, перемещающиеся с огромной скоростью

Ян Хуан – астроном из Японии – внимательно изучая небосвод через 4-метровый телескоп LAMOST, сумел открыть две новые звезды, перемещающиеся в космосе с невероятно быстрой скоростью. Сомневаться в его достижении не приходится, ведь используемый ученым телескоп является одним из наиболее крупных во всём мире.

Первая звезда такого типа «сверхскоростная» была открыта в 2014 году (при помощи того же телескопа, что сказалось на имени небесного тела – LAMOST-HSV1). И вот в полку сверхбыстрых звезд прибыло – теперь их три (добавились LAMOST-HSV2 и LAMOST-HSV3).

Обе найденные звезды обладают синим цветовым спектром. Помимо цвета, похожи и температуры на поверхности звезд – они крайне высокие и по предварительным данным составляют 20 000 градусов по Цельсию.

Обе звезды больше нашего Солнца, причём одна в 7, а другая в 4 раза.  Примерная скорость, с которой движутся обнаруженные звезды, превышает 300 км/с.

Ранее мы писали о звезде, которая может уничтожить Солнечную систему.

Ученые обнаружили снежную планету в созвездии Скорпиона

Благодаря микролинзированию, ученым удалось обнаружить планету размером и орбитой как у Земли. Обнаружить планету удалось в созвездии Скорпиона.

После предварительных исследований, они отметили, что на планете не может быть жизни, так как она покрыта толстым слоем снега и льда. Масса планеты составляет примерно 7,8% от массы Солнца. Сейчас экспертам сложно проводить дальнейшие исследования, так как система очень тусклая. Они используют несколько телескопов, но даже это не упрощает задачу.

Ученые добавили, что сейчас они достигли своего предела и не могут определить количество похожих планет в Млечном Пути.


Астрофизики развеяли миф о возможной жизни на экзопланетах

В издании ScienceAlert появилась интересная статья о невозможности существования жизни на экзопланетах. Астрофизики из Гарвардского университета сообщили, что на красных карликах не может зародиться жизнь из-за недостаточного количества ультрафиолетовго света. Данное открытие позволит сузить зону поиска миров пригодных для жизни организмов.

Как известно, ультрафиолетовое излучение необходимо для формирования рибонуклеиновых кислот, участвующих в передаче генетической информации от ДНК к синтезирующим белок рибосомам. Существует гипотеза, что рибонуклеиновые кислоты могли копировать себя, поэтому были первыми в мире ферментами.

Ученые провели исследование и выяснили, что на экзопланетах количество ультрафиолетового излучения в сотни раз меньше, чем было на Земле до формирования первых клеток. Именно по этой причине они пришли к выводу, что жизнь не может зародиться на красных карликах.

 
На Земле зафиксирована сильнейшая магнитная буря четвертого уровня

На Земле зафиксирована сильнейшая магнитная буря четвертого уровня. Причиной этому явлению стала вспышка на Солнце, в результате чего было выброшено плазменное облако, достигшее Земли. Информация была подтверждена представителем ФИАН Сергеем Богачевым.

Согласно словам Богачева, облако достигло Земли в два ночи, что почти на двенадцать часов быстрее, чем ожидалось.

«Это значит, что скорость превысила ожидаемую более чем в полтора раза, а потому и удар по Земле был произведен с большей силой. Для нашей планеты направление выброса является неблагоприятным. Магнитное поле противоположно земному и на данный момент «сжигает» линии поля Земли», — пояснил Сергей Богачев.

Магнитная буря наблюдается на территории всей Земли. В некоторых регионах наблюдается полярные сияния, не свойственные областям.

Загрузка плеера



Роскосмос опубликовал занимательное видео с работой космонавтов за бортом МКС.

Согласно предоставленной информации, российские космонавты Федор Юрчихин и Сергей Рязанский работали в открытом космосе более семи часов. За это время они протестировали новый скафандр «Орлан-МКС», запустили несколько мини-спутников и сняли пробы с обшивки с МКС.

Снять весь процесс работы, им удалось благодаря камере GoPro. Пользователи в буквальном смысле могут увидеть работу космонавтов от первого лица.

Загрузка плеера


Раскаленное облако, образовавшееся после вспышки на Солнце, может уничтожить Землю

Ранее мы уже сообщали о том, какие последствия могут быть у произошедшей 6 сентября вспышки на Солнце.

Но на этом последствия не заканчиваются, тем более что затем произошла другая вспышка, не уступающая по мощности предыдущей. И в этот раз всё куда плачевнее, сообщают специалисты. Случившийся в ночь на 8 сентября выброс солнечной энергии может полностью уничтожить нашу цивилизацию.

Отмечает, что часть раскаленной солнечной плазмы отлетела в сторону от светила. Примерная скорость выброса приравнивается к 1000 км/с. И если подобное раскаленное облако достигнет Земли, то это может спровоцировать ряд катастроф, после которых раскаленное облако окутает нашу планету.

При этом ученые подчеркивают, что у Земли есть естественная защита в виде линий магнитного поля планеты. Противостояние магнитного поля нашей планеты и достигающей её солнечной энергии нередко оборачивается полярным сиянием (причем не только на полюсах, но и в других частях земного шара). Но если к Земле долетит огромная часть подобной энергии, то последствия спрогнозировать невозможно – вероятно, они будут более разрушительными.


 
Земные белки возникли просто

Зарождение жизни на Земле обычно ассоциируется с какими-то необычайными катаклизмами. Дело в том, что биологические молекулы устроены сложно, а химические соединения в «дожизненные» времена были довольно простыми. В лабораторных условиях «слепить» биологические молекулы из простых компонентов – задача не из легких, и долгое время считалось, что подобные реакции требовали огромного количества энергии и могли протекать лишь в исключительных условиях – с помощью сильного УФ-излучения, на фоне сверкающих молний и пылающих вулканов. 

Но кто сказал, что сложные биологические молекулы на самом деле образовались за один прием? Вероятно, на деле все происходило в несколько этапов и с множеством промежуточных веществ, которые, в свою очередь, помогали процессу «жизнестроительства» продвигаться дальше, вплоть до появления биомолекулы. Такой точки зрения придерживаются исследователи из Технологического института Джорджии, предложившие сценарий возникновения первых белков на нашей планете. 

По мнению Джея Форсайта (Jay Forsythe) и его коллег, все началось с депсипептидов – белковоподобных молекул, содержащих в своём составе, кроме аминокислот, ещё и гидроксикислоты. Так называют структурные аналоги аминокислот, которые часто находят на метеоритах и в которых не было недостатка ни тогда, ни сейчас. (Например, к гидроксикислотам относят лимонную, молочную и яблочную кислоты.) Гидроксикислоты гораздо легче связываются с аминокислотами, чем аминокислоты – между собой. С другой стороны, их связи с аминокислотами очень легко разрушаются водой, тогда как связи аминокислот друг с другом в водных растворах очень устойчивы. 

Если представить, что депсипептиды то «высыхают», то опять попадают в воду, гидроксикислоты из них будут вымываться, а в освобождающиеся места будут встраиваться аминокислоты с «водостойкими» связями, и через какое-то время депсипептиды будут состоять уже только из одних аминокислот. Стоит подчеркнуть, что сами по себе, без посредничества гидроксикислот, аминокислоты при обычных условиях соединяться не стали бы, особенно в такие большие структуры. 

Это не просто отвлеченная гипотеза – превращение депсипептидов в белки исследователи наблюдали в лабораторном эксперименте. Более того, оказалось, что таким способом можно получить молекулы самого разного строения, а где есть разнообразие, там есть и эволюционный отбор. В естественных условиях такая реакция могла происходить где-нибудь в прибрежной зоне мелких, насыщенных органическими веществами водоемов, на камнях, куда депсипептиды приносило волнами и где они высыхали на солнце, а затем с брызгами и дождем снова «сползали» обратно – и так много раз подряд. Полностью результаты исследований опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences. 

Как новые результаты соотносятся с общими представлениями о появлении жизни, которые бытуют в современной науке? Ни для кого не секрет, что аминокислоты у нас в клетках никогда не собираются в белки сами по себе. Для сборки белков существует специальная молекулярная машина, которая присоединяет аминокислоты в строго определенной последовательности, прописанной в геноме. Поэтому долгое время все недоумевали, как на этапе зарождения жизни белок мог появиться раньше, чем нуклеиновая кислота, если информация о его структуре закодирована именно в ней? Оставалось только допустить, что так было не всегда. Появилась гипотеза, что «на заре времен» белки ничем не кодировались и возникали в результате самосборки. 

Такой «изначальный биосинтез» попытались осуществить в лабораторных условиях, стараясь сымитировать условия, в которых химические соединения находились на планете миллиарды лет назад: через реакционные смеси пропускали электрические разряды, разогревали их до аномальных по современным меркам температур и пр. Что-то в итоге получалось, но получалось плохо: до таких изящных экспериментов, как с депсипептидами, было ещё далеко. 

Другая проблема с белковой гипотезой касалась наследственности. Если аминокислоты в белке выстраиваются всякий раз в случайную последовательность, и последовательность эта нигде не кодируется (по белковой гипотезе, нуклеиновых кислот еще нет), то структуру конкретного белка просто невозможно повторить – не может появиться второго поколения молекул, которые повторяли бы «предков». 

Но для того, чтобы получилась самая примитивная клетка с самым примитивным обменом веществ, нужно иметь на руках довольно внушительный комплект белков. Вероятность того, что они все могли бы получиться одновременно, исчезающе мала. Такое могло бы произойти, если бы информация о них хранилась долгое время, тогда те, кто появился раньше, воспроизводя себя в следующих поколениях, могли бы дождаться остальных. Но копировать сами себя белки не могут, а посторонних носителей информации тогда, повторим, еще не было. 

Решение проблемы с передачей наследственной информации появилось с открытием у нуклеиновых кислот исключительно важных свойств. Клетки синтезируют и РНК, и ДНК с помощью ферментов – белков, которые облегчают реакцию присоединения нуклеотидов (составных частей нуклеиновых кислот) друг к другу. 

Ферментативные свойства долгое время считались уникальными для белков, но в 1970-е их вдруг обнаружили и у некоторых разновидностей рибонуклеиновой кислоты. Оказалось, что некоторые РНК способны катализировать присоединение нуклеотидов – то есть РНК синтезировала РНК. И, что важно, при синтезе нуклеиновая кислота воспроизводила собственную нуклеотидов последовательность. Иными словами, можно представить себе древний мир биомолекул, которые передают информацию о самих себе из поколения в поколение, только биомолекулы эти – не белки, а РНК. Появилась гипотеза «мира РНК», которая остаётся общепринятой и по сей день. 

Копируя самих себя, нуклеиновые кислоты неизбежно допускали ошибки, так что «потомки» выходили, хоть в целом и похожими на «родителей», но все-таки с отличиями. Под влиянием условий среды из таких разнообразных потомков преимущество получали лишь некоторые – например, те, которые копировали себя быстрее остальных. 

В дальнейшем оказалось, что быстрее всего дело идет с помощью других молекул – например, белков, так что в итоге в эволюционной гонке вперед вырвались те, кто научился симбиозу с белками. По мере развития нуклеиново-белковых «отношений» возник генетический код, когда нуклеиновые кислоты научились кодировать аминокислотную последовательность своих «напарников», а РНК уступила место ДНК как главной наследственной молекуле. 

В гипотезе «мира РНК» все ещё много умозрительных допущений, однако тут постепенно появляются новые исследования, позволяющие вполне удовлетворительно проиллюстрировать некоторые темные места – так, эксперименты с депсипептидами показывают, что у древних нуклеиновых кислот мог быть широкий выбор в смысле белковых молекул для сотрудничества.

Ну а что касается самого исходного сырья, из которого должны были получиться биомолекулы, то с этим, как теперь известно, проблем не было – все необходимые строительные соединения легко могли появиться в земном «первичном супе».


Диагностика колоректального рака

Врачи могут использовать несколько методов для скрининга колоректального рака. Самыми простыми являются цифровое ректальное обследование и исследование крови. Пациенты должны избегать употребления в пищу редкого мяса и других продуктов, которые могут повлиять на результаты теста.

Другие тесты, которые могут быть использованы для диагностики колоректального рака, включают:

Анализы крови на маркеры опухолей, вещества, которые могут быть проанализированы для выявления наличия рака.

Клизма бария. Барий в форме клизмы дают покрытие накладки кишки. Воздух затем вдувается в толстую кишку, чтобы заполнить ее. Полученный рентгеновский снимок может быть использован для обнаружения предраковых полипов, а также раковых опухолей.

Сигмоидоскопия. Сигмоидоскоп представляет собой гибкую облученную трубку, которая может быть вставлена в прямую кишку и используется для исследования последних 0,6 м. кишки. Это можно сделать в кабинете врача, но не дает представления обо всей толстой кишке. Если полип или опухоль обнаружена, врач рекомендует провести колоноскопию, чтобы проверить верхнюю часть толстой кишки.

Колоноскоп — это длинная гибкая трубка, прикрепленная к видеокамере и монитору, позволяющая врачу исследовать всю длину кишки пациента. Пациент обязан принимать слабительное, чтобы очистить кишечник, и ему может быть назначено успокаивающее средство в кабинете врача, чтобы сделать их более удобными. Врач может удалить полипы во время колоноскопии или взять образцы тканей для анализа.

Виртуальная колоноскопия. Эта методика использует компьютерную томографию (КТ) для получения изображений двоеточия пациента, но пока недоступна во всех медицинских центрах. Хотя виртуальная колоноскопия не включает вставку трубки в прямую кишку пациента, пациент должен все еще принимать слабительное накануне, чтобы опорожнить кишечник.
Лечение

Первый шаг в лечении колоректального рака называется стадией. Этап описывает местонахождение рака, его размер, насколько он проник в здоровую ткань и распространился ли он на другие части тела.

Большинство колоректальных раков вначале лечат каким-либо видом хирургического вмешательства.

Малые опухоли стадии 0 могут быть полностью удалены во время колоноскопии. Некоторые более крупные полипы можно также удалить, вставив хирургические инструменты через брюшную стенку в процедуру, называемую лапароскопией.

Рак стадии I или стадии II можно лечить путем удаления участка толстой кишки, который содержит опухоль, а затем снова подключить разрезанные концы кишечника. Если пересоединение невозможно, или если рак находится на нижнем конце прямой кишки, врачу может потребоваться колостомия. Отходы организма человека проходят через стому и собираются в специальный мешок, прикрепленный к внешней стороне тела.

Если рак развит, хирургия вряд ли его вылечит. Тем не менее, хирург может удалить часть опухоли, чтобы облегчить боль и кровотечение.

Если колоректальный рак распространился только на печень и здоровье пациента в остальном хорошее, хирург может удалить раковую часть печени с колоректальной опухолью. Лучевая терапия или химиотерапия могут быть использованы после операции для снижения риска рецидива. Химиотерапию часто используют для лечения пациентов со стадией III или IV стадии рака в течение 6-8 месяцев после операции. Лучевая терапия используется чаще для лечения рака прямой кишки стадии III, хотя она также может быть назначена пациентам с раком толстой кишки для облегчения боли или сокращения опухолей до операции.

Ученые рассказали, как долго человек сможет прожить на других планетах

На сегодняшний день в качестве альтернативного места проживания людей рассматриваются лишь Марс и Луна, на которых возможно создать условия, пригодные для существования человека, однако в Солнечной системе присутствуют еще 6 планет, как же дело обстоит с ними?

Ученые составили прогноз того, как долго человек сможет выжить на каждой из пяти  соседних с Землей планет (Уран и Нептун даже не рассматривались из-за своей удаленности). По оценке специалистов, даже на Марсе сегодня человек не продержится более нескольких суток, а на остальных умрет практически мгновенно.

Так, продолжительность человеческой жизни на Меркурии, температура поверхности которого колеблется от -180 до +430°С, составит не более 0,03 секунды, а на Венере с ее «убийственной» атмосферой с облаками из серной кислоты и давлением, превышающим земное в 92 раза, удастся прожить чуть дольше — 0,94 секунды.

Жизнь на газовых гигантах Солнечной системы — Юпитере и Сатурне — продлится, как утверждают ученые, также недолго — от 0,02 до 0,03 секунды.


 
Ученые из Китая создали двигатель, нарушающий законы физики

Ученые из КНР разработали образец двигателя EmDrive, работа которого до сих пор не может быть объяснена законом сохранения. Об этом сообщает Lenta.ru ссылаясь на китайские СМИ. В иностранных СМИ появилось соответствующее видео, раскрывающее некоторые подробности о новой разработке китайских ученых.

Разработчики двигателя решили не распространять его технические характеристики. Они лишь сообщили, что в скором времени EmDrive будет испытан в космосе. Стоит отметить, что после появления ролика, многие посчитали его «пропагандистским». При этом известно, что успешные тесты уже проводились в космической лаборатории «Тяньгун-2» в середине декабря прошлого года.

Двигатель представляет собой устройство из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. По внешнему виду он напоминаем ведро, положенное на бок. Как сообщили разработчики, благодаря их прорыву, достигнуть края Солнечной системы удастся не за несколько десятилетий, а всего за несколько месяцев. Слова о потенциальной скорости в космосе подобного двигателя подтвердили и представители NASA. Но до практических испытаний в космосе это остаётся лишь теорией.

Загрузка плеера

Археологи с помощью рентгена прочитали тексты на мумиях в закрытых саркофагах

Британские ученые из нескольких ведущих вузов придумали способ прочитать тексты на египетских мумиях, не вскрывая при этом саркофаг. Для того, чтобы прочесть записи на папирусах, ученые с использованием ускорителя частиц лаборатории Беркли, способного разгонять частицы практически до скорости света, разработали специальную рентгеновскую систему.

Так, в случае увеличения длины волны рентгеновские лучи отлично освещают саркофаги, вступают во взаимодействие с железом и химическими элементами, из которых изготовлены чернила, что позволяет получить подробное изображение всех слоев папируса.

Как известно, при мумификации древние египтяне использовали клочки исписанного папируса, которым пользовались жрецы. Информация на этих клочках имеет большое значение для археологов, занимающихся изучением культуры и быта древних народов, населяющих Египет.

Это обусловлено тем, что записи велись не учеными или же писателями, а простыми людьми, документировавшими повседневные хлопоты. Так, на одной из записей специалисты идентифицировали купеческие контракты, на другой – письма и дневниковые записи ипохондрика.


В 2021 году на МКС отправят нового российского робота

Уникального робота, способного функционировать в открытом космосе, создают российские инженеры. Как сообщают СМИ, в 2021 году он будет готов к эксплуатации и начнет работать на околоземной орбите.

Робота отправят на МКС посте того, как машина пройдет все необходимые испытания, сообщили в «Роскосмосе». Опытный образец планируют представить публике в 2019 году.

По словам авторов разработки, новый робот будет полной противоположностью уже известному «Федору», конструкция которого позволяет функционировать внутри космической станции. Астронавтам нужна еще одна машина для выполнения задач снаружи – в открытом космосе.

Конструкция нового робота основана на модульном принципе. Это позволит легко производить ремонт и быстро менять функционал, поясняют специалисты. Вероятно, благодаря этому роботу космонавтам больше не придется покидать МКС, что является очень рискованным действием. Все необходимые работы будет осуществлять манипулятор на дистанционном управлении.


 
Археологов озадачила странная могила с нечеловеческими останками

Археологи сумели найти странные остатки, занимаясь археологическими работами на острове Шапель Дом Хью. Издание The Guardian сообщает, что во время раскопок ученые сумели найти могилу со странными останками.

Как позже выяснилось, захоронение принадлежит к 14-му веку, а в могиле были кости морской свиньи. Ученые пришли в замешательство от такой находки, так как они не понимают, зачем в древности люди похоронили животное. Его убили, чтобы съесть или содрать шкуру, но зачем после этого был проведен обряд захоронения, археологам не ясно.

Первое версией, которую выдвинули археологи, стало то, что в средневековье таким образом хоронили животных, чтобы потом съесть. Теория возникла, так как возле костей были обнаружены останки соли. Останки морской свиньи были изъяты, и теперь эксперты занимаются их изучением, чтобы выяснить больше подробностей.


Извержение итальянского супервулкана грозит всей планете

В 80-х годах прошлого столетия Флегрейские поля стали пристальным объектом внимания ученых. Дело в том, что в этой местности происходили подземные толчки, которые и вызвали интерес не только сейсмологов, но и вулканологов. Оказывается, под Флегрейскими полями находится плотное магматическое образование. И сама магма постоянно давит на поверхность планеты.

Но только сейчас ученые забили тревогу. Фактически, Флегрейские поля являются супервулканом, и могут угрожать не только жителям Италии, но и всему миру. Вулканологи отмечают, что давление магмы сильно возросло, и можно ожидать извержения в любой момент. Хорошо, если это случится на дне океана, но существует и пессимистический сценарий. Если прорыв будет на поверхности планеты, то нас ожидает вулканическая зима.


Мировой океан может оказаться на грани катастрофы из-за таяния льдов

Не смотря на то, что сегодня основной угрозой человечеству считают Солнце, не стоит забывать и том, что катастрофы могут наступить и под влиянием внутренних факторов. Одним из таких называют Мировой океан. Ученые пришли к выводу, что таяние льдов вполне вероятно может привести к катаклизмам на Земле. Уже сегодня, в результате активного таяния льдов, Мировой океан вышел за свои пределы на 30 миль.

Это, в свою очередь, приведет к тому, что близлежащие территории будут затоплены. Исследователи также обнаружили взаимосвязь между состоянием водоемов и климатом нашей планеты. К этому стоит еще добавить вероятность смены полюсов, которую прогнозируют в 2018 году. Бороться с проблемой можно лишь остановив таяние льдов. Но, успокаивают те же ученые, в ближайшем будущем человечество может не опасаться глобальных катастроф.


 
Ученые смогли разгадать тайну исполинских истуканов на острове Пасхи

В первой половине XVIII века европейцы впервые вступили на берега острова Пасхи и были сильно удивлены, когда обнаружили на нем десятки гигантских истуканов. Лишь сейчас ученые смогли разгадать тайну их происхождения.

При первом посещении острова его население составляло около 1,5-3 тысяч человек. Разумеется, столь небольшое число людей не могло справиться с созданием и транспортировкой огромных статуй. По этой причине некоторые ученые начали думать, что их установили представители внеземной расы.

Однако ученые из калифорнийского университета уверены, что истуканы все же были созданы и размещены людьми. По их расчетам, на территории острова в дни его расцвета обитало примерно 17,5 тысяч человек. Этого количества вполне достаточно для изготовления каменных идолов. Затем в результате постоянных конфликтов между племенами и истощения почвы численность туземцев, проживающих на Пасхе, значительно уменьшилась.


Искусственный интеллект называют опасным для человечества

При проведении очередного исследования ученые из США пришли к выводу, что искусственный интеллект может сильно навредить человечеству. Они уверены, что технологии и техника должны улучшаться постепенно без каких-либо значительных скачков.

В ходе проведенного ими опроса было выяснено, что 90 процентов респондентов не против интегрирования в их гаджеты искусственного интеллекта, направленного на улучшение работы мобильных устройств. Опрошенные уверены, что их планшеты и смартфоны не способны нанести им вред.

Однако исследователи заявили, что уже свыше 60 процентов обладателей современных девайсов в значительной степени зависят от них, а внедрение настоящего Al лишь увеличит их зависимость. Если же искусственный интеллект решит прекратить служить людям, то это может привести к настоящей катастрофе.


Палеонтологи нашли «дьявольскую» лягушку, питавшуюся динозаврами

На Мадагаскаре палеонтологами были найдены останки большой «дьявольской» лягушки, способной вести охоту на динозавров определенных размеров. По словам исследователей, эта амфибия проживала на Земле более 68 миллионов лет назад.

В длину эта ужасная лягушка вырастала до 40-45 сантиметров, а ее вес составлял около 4,5 килограмм. Ее было решено назвать вельзебуфом в честь Вельзевула, так как на голове найденного экземпляра были обнаружены наросты, похожие на рога.

Разумеется, атаковать крупных динозавров вельзебуф не мог, однако он был способен запросто утащить в воду детенышей древних рептилий или существовавших тогда млекопитающих.

 


Ученые нашли древнюю Атлантиду в самом сердце США

Российским научным сотрудникам удалось обнаружить невероятно древнюю конструкцию кристаллической формы, созданной атлантами, практически в самом центре Соединенных Штатов Америки.

Ученые отмечают, что они искали затерянную Атлантиду, используя военный спутник. Космический объект занимался наблюдением за территорией Северной Америки и внезапно нашел необычную формацию, находящуюся на глубине в сотни километров. Она была сформирована под влиянием «пьезоэлектрического» заряда, распространившегося по большей части центральных регионов США.

К тому же специалисты смогли связать между собой появление Атлантиды и начало Всемирного потопа. Многие народы Северной Америки, жившие здесь до прибытия европейцев, в своих мифах и легендах рассказывают о таинственных великанах, прибывших на их родину незадолго до начала библейского катаклизма.

Источник
Изменено: Елена Сальникова - 25.09.2017 21:22:57
 

Ученые из США приблизились к созданию «эликсира бессмертия»

Недавно американские исследователи сообщили, что получили положительный результат в изучении вопроса о долголетии. Они отмечают, что в скором времени им удастся разработать «эликсир бессмертия».

Информацию об этом рассказал Брайан Кеннеди, который вот уже несколько десятилетий изучает процесс старения у разнообразных созданий. Его главная цель заключается в повышении продолжительности жизни у людей. В настоящее время его коллективу удалось повысить срок жизни у некоторых зверей. Они также доказали, что у живых существ нет гена, который отвечает на старение.

В ближайшем будущем ученые собираются сделать несколько тестов на добровольцах, которые хотят увеличить среднюю продолжительность своей жизни. Для этого испытуемым придется опробовать тот самый «эликсир бессмертия».


Физики из Китая провели первую в мире межконтинентальную «телепортацию»

Исследователи из КНР и Австрии смогли организовать первую в мире «телепортацию» частиц между материками, воспользовавшись уникальным квантовым спутником. Затем ими была проведена конференц-связь.

«Мы смогли организовать передачу квантовых ключиков на огромное расстояние и провести уникальный эксперимент по телепортации на орбите планеты. В результате было в двадцать раз улучшено качество связи, если сравнивать с традиционными механизмами», – сообщили исследователи.

Квантовая запутанность предполагает, что 2 фотона в одно и тоже время находятся в одном месте, хоть их разделяют тысячи километров. В результате при изменении состояния одного из них меняется и другой. В будущем это явление можно будет использовать для мгновенной телепортации различных вещей.


Академик решил раскритиковать идею Илона Маска о ракетных перелетах вокруг Земли

Андрей Ионин, академик из России, назвал никому не нужной идею Илона Маска о создании системы ракетных перелетов, которые должны будут осуществляться вокруг Земли. Напомним, что глава SpaceX недавно продемонстрировал новую разработку компании, которая сможет перевозить пассажиров с одного конца света на другой в течение одного часа.

Ученый уверен, что Маск не сможет побороть законодательные барьеры. Быстрые перелеты вполне возможны, однако Ионин считает, что ими никто не будет пользоваться. Все это является лишь маркетинговым ходом.

По мнению академика, пассажиры делятся на две категории. Первая из них не станет переплачивать на сверхбыстрый перелет, а воспользуется обычным рейсом. Вторая же сможет позволить себе подобную роскошь, однако эта группа будет состоять из крайне малого числа людей, поэтому данная затея попросту не окупится.

Изменено: Елена Сальникова - 30.09.2017 13:39:31
Читают тему (гостей: 2)