Аспирин против Альцгеймера. Главное на QWERTY
[музыка]
Всем привет! Меня зовут Владимир. Сегодня понедельник, а это значит, что на научно-популярном канале QWERTY выпуск самых интересных новостей науки за прошедшую неделю. В этом ролике: уран, который положили на лопатки, аспирин против Альцгеймера, искусственные легкие для младенцев и многое другое. Все подробности будут по ссылкам в описании.
И напоминаю, что за самую интересную новость этого выпуска можно проголосовать на YouTube-канале во вкладке сообщества. Самые топовые новости прошлого выпуска вы посчитали безопасным редактированием ДНК.
Предлагаю не обсуждать в десятый раз механизм генетических ножниц и не сравнивать между собой статьи, в одних из которых говорится, что CRISPR вызывает рак, а в других — что все редактирование прошло успешно.
Предлагаю подумать о том, что наша медицина давно редактирует ДНК человечества в сторону ухудшения. Что будет, если дать человеку, страдающему, скажем, от бесплодия, возможность иметь детей, например, с помощью ЭКО или других методов? Если бесплодие вызвано генетическим заболеванием, то поломанных генов среди потомков популяция кажется больше, нарушается процесс естественного отбора, а система здравоохранения будет перегружена необходимостью помогать новым бесплодным людям.
И это именно то, что делает современная медицина: плодит сущности и меняет геном. Это могло бы быть тем самым случай, когда модификация генов была бы оправдана. Удаление ошибочных генов — перспективный ход для CRISPR, если такие гены убрать в одной из половых клеток, например, в мужской. Здоровая копия гена займет свое место в эмбрионе из другой половой клетки, женской. Это означает, что мы не вносим чужеродных элементов в геном, а именно этого часто боится общественность.
Ближайшее будущее полноценного редактирования человеческого генома с нуля, то есть с эмбриональной стадии — это именно корректировка наследственных заболеваний. Пока успешно проводили только редактирование генома во взрослых организмах, а эмбрионы по этическим соображениям уничтожали.
То есть менять пока будем характеристики, связанные с одним или несколькими генами. А вот изменить цвет глаз или повысить интеллект вряд ли возможно, за это отвечают уж слишком большие совокупности генов, неподвластные CRISPR.
Добро пожаловать на Уран — самую холодную планету солнечной системы, царство лютого мороза и льда, и, к тому же, имеющую очень странную ось вращения. Уран фактически лежит на боку, плоскость его экватора наклонена к плоскости его орбиты почти на 90 градусов. Учёные давно искали ответ на вопрос: «Что с тобой не так, Уран?» и предполагали, что в прошлом газовому гиганту здорово досталось от какой-нибудь выскочки. И вот очередное исследование снова разворошило прошлое Урана.
Учёные из до римского университета провели трехмерное гидродинамическое моделирование, в котором рассмотрели различные варианты столкновения Урана с какой-нибудь большой каменюкой. Всего было предложено 50 сценариев. По итогам моделирования учёные предположили, что, скорее всего, около 4 миллиардов лет назад Уран столкнулся с ледяной пробкой — планетой массой в 2 земных, состоящей из ядра и ледяной мантии.
Масса Урана в то время превосходила земную в 14 с половиной раз. Скорее всего, удар пришелся в бок по касательной, и он должен был быть достаточно сильным, чтобы наклонить ось Урана, но недостаточным для того, чтобы газовый гигант потерял много атмосферы. Остатки этой протопланеты, образовавшиеся в результате столкновения, скорее всего, стали материалом для образования многочисленных спутников Урана и его колец.
Радость материнства, к сожалению, не гарантирована. Бывают ситуации, когда из-за ряда заболеваний или особых видов терапии женщины теряют возможность иметь детей. Даже аутотрансплантация собственных тканей репродуктивной системы, взятых еще до начала лечения, например, химиотерапии, не спасает. Если была, например, лейкемия, она просто появляется вновь.
Медики считают, что выходом может стать использование искусственных яичников. Они взяли яичники у пациентов, которые те пожертвовали для исследований из-за раковых заболеваний: их все равно бы удаляли. Затем ученые очистили их от всех клеток, в том числе раковых, оставив только матрицу, строительные леса и соединительную ткань, и посадили туда человеческие фолликулы — клетки, содержащие незрелые яйцеклетки. В них раковой опасности нет. Этот искусственный яичник подсадили мыши.
Конечно, расчет был не на то, чтобы она кого-нибудь выносила. У неё была другая задача, и она с ней справилась: 25 процентов фолликулов выжили в течение трех недель. В настоящих яичниках фолликулы тоже постоянно гибнут. В самом начале их около 400 тысяч, а до логического завершения добирается только малая часть. Вокруг яичника образовались кровеносные сосуды, которые обеспечивали его жизнедеятельность. В общем, впервые яйцеклетки проживали в искусственном органе и чувствовали себя относительно неплохо.
А это значит, что когда-нибудь женщинам, потерявшим фертильность, можно будет вернуть радость настоящей беременности. 19 февраля мы рассказывали, что ученые вырастили настоящие человеческие яйцеклетки с нуля. В комбинации с этой новостью, искусственные яичники и половые клетки с нуля — варианты применения могут быть просто фантастическими.
Продолжаем тему воспроизводства. Среди органов человека легкие развиваются одними из последних, поэтому, когда дети рождаются заблаговременно, их легкие нуждаются в помощи. Но не всегда системы механической вентиляции справляются с насыщением крови кислородом, и медикам приходится принудительно обогащать кровь на разных мембранных системах вне организма. Учитывая особенности детского организма, приходится быть крайне изобретательным.
Поясню: первое, у малыша меньше поллитра крови, а значит, за пределами организма в аппарате может находиться не более 40 миллилитров. Второе, обеспечивать перекачку должна собственная сердца, потому что насосы дают перепады давления и могут повредить клетки крови. И третье, предпочтительно, чтобы кровь обогащалась обычным воздухом, а не купажом из газов или вообще чистым кислородом, хотя это некритично.
Канадская германская группа ученых придумали и сделали внешние искусственные легкие. Хотя на вид эти легкие также напоминают легкие, как коробка слива. Принцип работы взяли у искусственных плацент, она обеспечивает газообмен крови с другой средой без смешивания. Искусственные легкие — это очень приплюснутый параллелепипед, в котором помещены газообменные пористые мембраны. Таким образом, кровь в объеме не более 30 миллилитров может растечься по максимальной площади и хорошенько насытиться кислородом.
Между мембранами установлена сетка из квадратных колом размерами миллиметр на миллиметр: они формируют каналы для протекания крови, заставляют её хорошенько перемешиваться и сообщают жесткость конструкции. Кровь понять и счёт самостоятельно, а это уже победа.
Сложнейшей задачей было сохранить жесткость конструкции при минимальной толщине мембран, и в этом помогла армированная сталь. Кто бы мог подумать, но это и была основная загвоздка при проектировании таких систем. В общем, это первое устройство подобного типа и галочки по всем критериям.
Чтобы в пожилом возрасте помнить, куда вы положили свою вставную челюсть, ученые предлагают не бросать физическую активность, стимулировать мыслительные процессы различными тренингами и питаться как нормальный человек. Они, как футбольный фанат, — это немногие действенные на сегодня варианты предупреждения болезни Альцгеймера.
Болезнь сопровождается появлением в мозгу блокирующих связи между нейронами амилоидных бляшек — можно сказать, белкового мусора. Ну а он возникает из-за сломанных лизосом — мусороперерабатывающих заводов на клеточном уровне. Их восстановление и эта стратегия борьбы с Альцгеймером.
Что характерно, нормально работающие лизосомы помогают ацетилсалициловая кислота, ну или, по-нашему, по-простому, аспирин. Аспирин вообще лечит большой спектр расстройств, начиная от головной боли и артрита и заканчивая инсультами и бесплодием. До аспирин в некоторых случаях помогает предотвратить воспаление, который может вызвать выкидыш, а тут еще и Альцгеймер подъехал.
Но как это узнали? Особую линию генетически модифицированных мышей, очень быстро накапливающих вещества, способствующие появлению бляшек, кормили аспирином в малых дозах. Через месяц количество имеющихся бляшек в мозге грызунов уменьшилась за счет про стимулированных их работающих лизосом. Через сложные цепочки внутриклеточного взаимодействия аспирин стимулирует процессы очистки тканей от ненужных белковых элементов, а это минус бляшки и минус в перспективе Альцгеймер. Причем без рецепта! Но работает ли это на людях, еще надо испытывать.
А теперь новость — полное, с одной стороны мило и няшности, а с другой — тревоги. Посмотрите, это милахи-коалы. Они одни из самых популярных животных на планете, которые приносят Австралии миллионы долларов. Они удивительные, ведут необычный образ жизни, однако их популяция сокращается, что может привести к вымиранию вида. И недавно, чтобы понять, что к чему, в колье генетики и спасти их, ученые секвенировали геном коалы и стали очередным видом с полностью расшифрованным ДНК.
Цепочка ДНК у коал достаточно длинная. Например, человеческая ДНК состоит из 6,4 миллиардов пар оснований, а у коалы целых 7 миллиардов. К тому же, и самих генов у коалы на 5 тысяч больше, чем у человека.
Больше 26 тысяч. Коалы питаются исключительно некоторыми видами эвкалиптов. Ну, так и не избавились от пищевой конкуренции. Но листья эвкалиптов, между прочим, крайне ядовиты для большинства животных и к тому же мало питательны и волокнистые. В геноме ученые обнаружили, каким образом коалы и сумели приспособиться к такому рациону: у них удвоенное количество генов, которые отвечают за кодирование белков, разрушающих опасные вещества.
Они разлагают токсичные терпены и в коллектор и быстро выводят их из организма. Однако именно по этой же причине обычные антибиотики разрушаются в их печени и неэффективны для коал. Как же коалы выбирают нужные виды эвкалиптов из сотен доступных? У них есть целых 24 гена для определения горького вкуса и целых шесть генов для того, чтобы улавливать запахи не очень летучих веществ.
По этим параметрам они и рекордсмены Австралии. Также благодаря двойному набору гена аквапорина 5, коалы могут чувствовать вкус воды, то есть по запаху находить воду в листьях и определять её процентное содержание. Это очень полезное умение, ведь коалы и пьют воду только во время засухи, ну или когда они больны. А вот болеют они достаточно часто.
Больше интересного по ссылкам. Как часто вы моете руки? А как часто вы готовите? На первый взгляд эти вопросы не связаны между собой. Ан нет! Именно от вашей гигиены зависит, отравитесь ли вы за обедом или переживете еще один день. Чтобы проверить, сколько людей готовят пищу правильно, Минсельхоз США заказал целые исследования.
Сможете спрогнозировать результат? Барабанная дробь! Итак, 3 процента! Абсолютное большинство — 97 процентов людей не соблюдают правила гигиены при приготовлении пищи. В исследовании приняло участие 383 добровольца, которых разделили на 2 группы. Одной группе перед экспериментом показали обучающее видео, как пользоваться термометром при определении готовности после тепловой обработки мяса. Вторая группа выступала контрольной, поэтому ей не показали ничего про гигиену.
Кстати, тоже не было сказано ни слова. Участники под руководством шеф-поваров готовили гамбургер с индейкой, и мясо было намеренно заражено кишечной палочкой в незначительных концентрациях. В результате после приготовления пищи эта палочка распространилась по всей кухне, другим продуктам и даже смартфонам.
С вами передача «Смак», и сегодня мы будем готовить гамбургеры с кишечной палочкой. Для этого нам понадобится 2 чашки Петри. 25 процентов участников не стали пользоваться термометром, даже после того, как посмотрели видео, а готовность мяса определяли на вид или на ощупь. А в контрольной группе только 34 процента решили использовать термометр самостоятельно.
После манипуляции с мясом только каждый третий решил помыть руки. При этом 24 процента вообще не использовали мыло, а те, кто использовали, мыли руки все равно плохо. По правилам полагается мыть руки не менее 20 секунд с тщательной обработкой каждого участка. Из всей этой команды только 3 процента справились с правилами помывки рук.
Результаты неутешительны. Вот где оказалась кишечная палочка. Надеюсь, что вы, как зрители научно-популярного канала, будете не настолько опрометчивы, как участники американского исследования.
Ну что ж, а на этом сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте свое мнение в комментариях, делитесь этим видео со своими друзьями и ставьте ему лайк, если оно вам понравилось. Не забывайте подписываться на QWERTY здесь на YouTube, в Инстаграм и Телеграм. Там мы частенько публикуем логические задачки.
До скорых встреч! Пока. [музыка] Вот. [музыка]