Клеточное кино, охотник за экзопланетами и зубная эмаль по-научному. Новости на QWERTY
[Музыка] Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир. В этом выпуске самых интересных новостей науки за прошедшую неделю: биологическая переработка пластиковых отходов, запуск охотника за экзопланетами, клеточное кино и многое другое.
За дополнительными событиями из мира науки добро пожаловать в наш Telegram, там все работает. Дорогие зрители, в прошлом выпуске вы посчитали новый с прогой в Stream и изменения климата. Самый полноводный, поэтому вот небольшой бонус: замедление Гольфстрима может стать причиной климатических бед в Европе.
Ведь объем тепла, переносимого течением, может значительно уменьшиться. Считается, что малый ледниковый период 14-19 веков, стартовавший в Европе, суровых зим, дождливых лет, гибели урожая и массового голода в 14 веке, был вызван замедлением Гольфстрима около 1300 года. Одной из причин нынешнего замедления Гольфстрима называют таяние арктических льдов.
Выходит, что глобальное потепление вызывает локальное замерзание. Но как Гольфстрим образуется? Во время переливы избытка воды из теплого мексиканского залива в Атлантику он многим обязан селе кори алиса и взаимодействует с разной степенью солености. Таяние ледников значительно опресняет воду в северном полушарии и меняет ее свойства, а конкретно уменьшает плотность.
Это ведет к тому, что воды Гольфстрима начинают уходить на глубину раньше прежнего, и теплые потоки не успевают достичь Европы. Перед малым ледниковым периодом мы имели средневековый климатический оптимум с повышенной температурой. Сейчас мы имеем антропогенное глобальное потепление, а Гольфстрим опять замедляется.
Просто факты: в 2017 году ученые подсчитали, что за всю историю человечества было произведено 8 миллиардов тонн пластиковых изделий, и из них две трети уже отправились на свалку. Большую часть пластика, между прочим, не берет ни один микроб. Поэтому мы заслуженно получаем горы мусора и мусорные пятна в океане, которые будут сопровождать нас сотни и тысячи лет, пока не поглотят весь мир полностью.
Стоп, стоп! Ученые отменяют этот сценарий. Они нашли и улучшили фермент, который перерабатывает пластик. Еще в 2016 году в Японии рядом с пластиковым заводом в почве обнаружили бактерию, которая питалась пластиком ПЭТ, расщепляя его на безобидные составляющие. Ясное дело, за эту аэробную бактерию, палочку видной формы, взялись основательно.
Выделили у нее особый фермент — бытаз, который отвечал за поедание пластика. Жутко медленно, конечно, но это лучше, чем сжигание. И вот, изучая структуру фермента и воссоздавая ее с помощью сложнейшего оборудования, ученые решили несколько ее изменить, чтобы подтвердить гипотезу эволюции бактерий от некоторых предполагаемых родственников.
Ведь откуда-то возникла бактерия, питающаяся материалом, которого не было в природе до сороковых годов! Это изменение должно было уменьшить эффективность фермента, как бы откатить эволюцию назад. Но не тут-то было! Новый фермент заработал на 20 процентов лучше и, кроме того, «накинулся» не только на ПЭТ, но и на другую разновидность пластика.
Естественно, ученые уже думают над тем, чтобы внедрить гены, отвечающие за производство бытаза, в другие более активные организмы, а заодно и натравить их на всякие ПЭЛ и ППС и иже с ними. Но даже без этого производить показу вполне можно промышленным способом. Так что хочется верить, что переработка пластиковых отходов не за горами.
Есть такие клетки — омела бласты. Они создают зубную эмаль и вероломно исчезают перед прорезыванием зубов. Затем поврежденную эмаль восстанавливать уже некому. Стоматологи советуют следить за эмалью на драйве зубы и зубными пастами, содержащими фториды, ведь нужно как-то возмещать потерю утраченных минералов.
И вот, наконец, ученые протестировали вещество, которое может восстанавливать утраченную эмаль и даже залечивать дырки. Она основана на пептиде амелагенин. Пептиды — это такие вещества, состоящие из нескольких связанных между собой аминокислот, кирпичиков жизни. Амелагенин в человеческом организме как раз отвечает за развитие зубов и формирование эмали.
Поэтому попытки приспособить его к восстановлению утраченной от пищи кислотности микроорганизмов и даже скрежета зубовной эмали ведутся уже давно. Новое лекарство, содержащее производную амелагенин, была протестирована на зубах. Она улавливает ионы фосфатов и кальция и помогает им закрепиться на эмали, тем самым восстанавливая и залечивая ее со скоростью от 10 до 50 микрометров после каждого использования.
Причем свежее покрытие весьма близко по структуре к стоковой эмали. Хорошо бы увидеть это средство после доработки в средствах ежедневной гигиены: как бы лучше намазать и подождать, чем уколоть и посверлить. Только комбо!
Новость здесь и Элон Маск, и Иоганн Кеплер, и NASA, и MT, и почти 400 миллионов долларов на всё про всё. 19 апреля в 2 часа ночи по Москве состоялся успешный запуск космического телескопа ТЕСТ на орбиту матушки-Земли. Он будет искать экзопланеты, причем ученые рассчитывают, что он сможет найти не менее 300 Землеподобных.
Выводили груз на орбиту с мыса Канаверал ракета Falcon 9 небезызвестной компании SpaceX. Через две с половиной минуты после запуска первая ступень ракеты отделилась и благополучно приземлилась на посадочную площадку в Атлантическом океане. Заданная орбита весьма вытянутая или перейти в 108 тысячах километров от Земли, апогей — в 375 тысячах километров, период обращения почти 14 суток.
ТЕСТ призван заменить ставший уже легендарным телескоп Кеплер, который открыл две с половиной тысячи экзопланет и работал в диапазоне до 3 тысяч световых лет. Но через несколько месяцев у него кончится топливо. ТЕСТ будет работать по объектам не далее 300 световых лет. По факту это не один телескоп, а четыре, но работают они в связке, формируя поле зрения в виде вытянутой полосы.
За два года астрономы планируют создать карту 85 процентов всей небесной сферы, а вот Кеплер постоянно следил всего за четвертью процента неба. Метод поиска, конечно же, транзитный, при нём измеряется изменение светимости звезды, когда проходящая планета затмевает собой диск. Так можно определить даже некоторые характеристики планеты вроде её размера.
Если появится кандидатка на экзопланету, утверждением её существования и дальнейшими исследованиями будут заниматься уже наземные телескопы. А заодно и космический телескоп ХЕОПС, который уже построен, но запустят только в 2019 году. Ну и телескоп Джеймс Уэбб, запуск которого отложили до 2020 года.
Учёные хорошенько протёрли от всяких разводов окно в клеточный мир, комбинируя две технологии построения визуальных изображений. Они научились разглядывать в 3D доселе невиданные вещи. В 2014 году пионеры по преодолению дифракционного предела разрешения светового микроскопа и заодно по методу флуоресцентной визуализации получили Нобелевку.
В феврале, кстати, мы рассказывали о прогрессе в подобных работах. Но у одного из последних передовых методов микроскопии, светового листа с дискретным освещением, есть проблемы. Образец сканируется тонким плоским пучком света, создавая много двумерных изображений, которые затем компонуются в 3D. Да, метод отлично визуализирует быстрые динамические процессы, но имеет место искажения сигнала из-за неоднородности тканей, что уменьшает разрешение картинки.
А еще высокая степень облучения, который может повредить живому образцу. Новая работа обходит все ограничения и сочетает несколько техник микроскопии к методу светового листа, то есть доработаны флуоресцентные микроскопии. Добавили возможности адаптивной оптики, грубо говоря, это способ корректировки фокусировки.
Учёные засняли просто уйму динамических процессов внутри живых организмов. Высоком разрешении клеточные органеллы, рост отростков нейронов, формирующийся спинном мозге и даже забег иммунных клеток во внутреннем ухе у бриона рыбки данио-рерио. А вот именно сейчас клетки иммунитета преследуют молекулы сахара.
Методы адаптивной оптики применяются, например, в наземных телескопах, но прекрасно адаптируются к нуждам микроскопии. В новой технике искажения на микроскопическом уровне измеряются и корректируются при помощи адаптивного зеркала. А фототоксичность пучка света уменьшается за счет концентрации света на очень тонкой плоскости без заливки светом всего объема образца.
Конечно, применить эту методику захочет каждый исследователь клеточного мира, но пока что оборудование занимает 3-метровый стол и имеет соответствующую стоимость. Хотите почти мимимишную новость? В двухстах километрах от Коста-Рики, на глубине в 3000 метров, учёные случайно обнаружили тусовку из 600 самок осьминога, которые на небольшой территории устроили настоящую ясельную группу.
Учёные охотились за термальными источниками на дне Тихого океана и анализировали сотни часов видео уже не первой свежести. И в одном месте в теплых водах источника обнаружили детсад осьминогов неизвестного вида. Самки розовые, размером с обеденную тарелку, с огромными глазами, сбились в группы вплоть до сотни штук. Они плавали, охраняли кладки яиц или просто сидели.
Вообще видов осьминогов около 300: есть глубоководные, есть не очень. Самки ухаживают за яйцами вплоть до вылупления потомства, даже грязь с них стряхивают. Буквально не пьют, не едят. Инкубация яиц занимает разное время: чем глубже осьминог, тем холоднее вода, тем дольше стадия развития яйца. Рекорд составляет почти четыре с половиной года.
Но оказывается, мы о Луне знаем больше, чем о подводном мире, потому что учёные удивились и глубине находки, и количеству найденных осьминогов. Обычно это одиночки, и тому, что они расположились в тёплой воде, до 12 градусов Цельсия. В воде ведь глубоководные виды не переносят тепло, от этого у них ускоряется обмен веществ и требуется больше кислорода, чем может обеспечить глубокая тёплая вода.
А это смертельно опасно. И в обнаруженных яйцах эмбрионы не развивались. Немного по мысли учёные предположили, что осьминоги и не специально облюбовали смертельно опасные термальные источники. Похоже, большая часть популяции все же отложила яйца в расщелинах, куда теплая вода не попадает. Это заметно на видеозаписях, но источники коварны, и теплые потоки могут возникнуть внезапно.
Осьминоги не могут перенести свою кладку и предпочитают остаться рядом с ней, возможно, даже умереть. Исследование, конечно, проливает свет на глубинную жизнь, но вопросов о возможных миллионах таких биоценозов, популяции неожиданных открытий — просто океан.
Кто самые лучшие программисты в мире: китайцы, индийцы, гугловцы? Этого мы не знаем, но наши студенты взяли две из четырех золотых медалей на международной студенческой олимпиаде по программированию в Пекине. 140 команд — лучшее из 60 тысяч студентов со всего мира, целой недели соревнований.
И первое место — команде из МГ, 9 задач из 11 финала. И второе место — еще одно золото команде из МВД и 8 задач. Среди призеров также Уральский федеральный университет с бронзой. Кстати, прежде шесть раз подряд победителями были студенты ИТМО, которые на этот раз получили только бронзу.
Еще два золота отправились в университеты Пекина и Токио. Кстати, за пределами США эта олимпиада вышла только в 1999 году. Есть порох в пороховницах, и хотелось бы, чтобы эти достижения и этот потенциал нашли применение в развитии российских программных продуктов.
Спасибо вам за просмотр! Напишите, какая новость показалась вам наиболее интересной. Если вам понравился этот выпуск, то вы можете поставить ему лайк и поделиться им со своими друзьями. Подпишитесь на QWERTY здесь, на YouTube, в Instagram и Telegram. И до скорых встреч! Пока! [Музыка]