Истоки чумы, генетика супербактерий и ручьи на Марсе. Главное на QWERTY.
[музыка] Приветствую вас на канале QWERTY. Меня зовут Владимир, и это выпуск самых интересных новостей науки за прошедшую неделю.
В этом ролике: истоки чумы, генетический способ борьбы с супербактериями, ручки на Марсе, тренировки против старения мозга и многое другое. Все подробности и ссылки вы, конечно же, найдёте в описании. Поехали!
Что может быть более экзистенциальным, чем чума? Если что-то есть по вашему мнению, то перечитайте Альбера Камю ещё раз. Зло, присущее жизни в целом, появилось в древние века и до сих пор не искренен, и до конца.
Две-три тысячи заболевших ежегодно со смертностью до семи процентов. Чтобы понять истоки чумы, биологи исследовали зубы и кости из захоронения времён верхнего неолита, то есть конца каменного века и начала бронзового века.
В шести образцах обнаружился полный геном чумной палочки. Расположение этих образцов по современной карте отмечены в Германии, Литве, России, Хорватии и Эстонии. То, чем самым старым, было порядка 4,8 тысячи лет, обнаружены они в России и Эстонии.
Генетически и по возрасту один из этих штаммов совпадает с ДНК чумной палочки, которую обнаружили в захоронениях Алтая. Хронологически выстраивается следующая цепочка: от 4,8 до 4,6 тысяч лет назад люди начали миграцию с территории современной России и Украины в Восточную Европу и захватили с собой.
Учёные сравнили бактерии каменного века и бронзового века и поняли, что штаммы очень родственны между собой. Выходит, несмотря на большие расстояния между поселениями, чума ходила, способ творит свои черные дела. Она начала свой путь по миру с территории России и разгуливала многажды, например, во время юстиниана.
Учитывая чумы 6-7 веков, от первой пандемии чумы умерло до 100 миллионов человек. Первые клонированные млекопитающие — овечка Долли — навсегда останется в сердцах людей как первопроходец естественных наук и просто герой.
Если этическая сторона клонирования до сих пор вызывает бурное обсуждение, то проблемы, возникающие исключительно уклонов со здоровьем, учёные поставили под сомнение. Долли была клонирована с помощью соматической, то есть не участвующей в половом размножении клетки в 1996 году. Эксперимент стал настоящим прорывом в области естественных наук.
Она прожила недолгую жизнь — всего шесть лет и восемь месяцев, заработав на шестом году жизни остеоартрит и подхватив легочную инфекцию, из-за которой её и усыпили. Часто преждевременную смерть овечки связывали с клонированием.
Дескать, теломеры соматической клетки взрослого животного укорачивались в течение всей жизни, поэтому Долли состарилась раньше времени. Но учёные из Ноттингемского и Бристольского университетов усомнились в этой теории и решили её проверить.
В их распоряжении были остатки животного, несколько клонов, полученных из той же линии, собственно, потомство многострадальной овцы и обычной овечки, полученные, так сказать, естественным путем. Для определения степени тяжести артрита учёные использовали рентгеновский анализ, который также применяется для определения остеоартрита и у людей.
Сначала учёные проверили клонов и выяснили, что у всех особей был артрит, но не тяжёлой формы. Затем учёные исследовали Долли и её дочь Бонни, зачатую естественным путем, а потом Меган и Морог, первых двух овец, клонированных из дифференцированных клеток, но эмбриональных, они взрослых, как Долли, и сравнили все результаты с обычными не клонированными овцами.
Выяснилось, что степень тяжести заболевания Долли соответствовала среднему состоянию не клонированных овец, а степень артрита Угон и Меган была даже существенно тяжелее. Не стоит забывать, что Доля была многодетной матерью, а беременность — это фактор риска у овец.
Таким образом, авторы заявили, что ни у Долли, ни у современных клонов не было более выраженной предрасположенности к артриту, чем в среднем по больнице. Риски болезни отличаются от рисков обычных овец, и возраст клонов не принципиален, так что вопрос клонирования всё еще остается открытым.
Иногда бактерии вырабатывают резистентность к антибиотикам. Это может и хорошо для бактерий, но плохо для человечества, потому что мы других эффективных методов борьбы с ними еще не придумали. Одна из страшилок гласит, что к 2050 году около 50 миллионов человек умрут от супербактерий. Это как об чёрной смерти в 14 веке.
Среди разных вариантов предлагается генетический способ, который исследуют учёные из Университета Монреаля. Резистентность бактерий к антибиотикам, как и к другим неблагоприятным внешним факторам, кодируется в плазмидах.
Упаси Вселенная подумать про Bioshock! Плазмиды — это двухцепочечные кольцевые фрагменты ДНК, которые бактерии могут одалживать друг другу до получки. Причём обмен может происходить даже между разными видами. Значит, чтобы сдержать распространение устойчивости в популяции, надо заблокировать возможность горизонтального переноса генов.
Учёные нацелились на один из белковых компонентов механизма переноса плазмид. Они подобрали вещество, которое связывается с этим белком и ингибирует его работу. Ну то есть, втыкается в него и мешает функционировать.
А метод рентгеновской кристаллографии помог найти точное место связывания, что помогло создать улучшенную версию этого вещества. При его применении перенос плазмид оказывается существенно затруднён, а резистентность популяции падает.
В принципе, подобный метод можно распространять и на другие белки механизма переноса плазмид, нужно только подбирать правильные молекулы из специальной библиотеки, а полученные вещества использовать, например, в очагах повышения резистентности бактерий.
Пополк микро роботов прибыла на этот раз из водорослей спирулины. Китайцы создали биосовместимых наноботов, покрытых волокнами водорослей магнетитом и получив спиральные жгутики, которые могут плавать даже в очень вязких жидкостях под воздействием магнитного поля.
Магнетит — это нетоксичный материал, а сами водоросли вообще использовали в качестве кормовой добавки. После успешных тестов в разных жидкостях, самой вкусной и вязкой из которых было арахисовое масло, технически уже даже и не жидкость.
Микро роботов запустили в мышей. Как оказалось, особенностью ботов стала возможность легкого обнаружения в тканях, то есть били визуализации за счёт автофлуоресценции водорослей. Это полезно, когда нужно проследить за распределением какого-либо лекарства в органах под микроскопом.
Эти боты светятся сами по себе, их даже можно видеть непосредственно под кожей мышей. Но чтобы осветить раствор где-нибудь поглубже, например, в желудке, уже нужно магниторезонансная визуализация.
В любом случае не требуется ни радиация, ни контрастные вещества. Но эта новость поистине комбо, потому что наноботы ещё и "согрелись" на раковые клетки. Во время проверок на токсичность выяснилось, что боты абсолютно безвредны для фибробластов, то есть соединительной ткани, но для клеток рака шейки матки и печени они сыграли роль хитмана.
Какое-то вещество в микро роботах – скорее всего, пигмент – спровоцировал апоптоз раковых клеток, то есть клеточные самоубийства. Беспилотные летательные аппараты всё чаще используются в различных видах деятельности, например, при зондировании или доставке грузов.
Поэтому разработчики заинтересованы в повышении их эффективности и качестве полётов, а также в переходе на частично или даже полную автоматизацию. Дроны используются в разных ситуациях: и в чистом поле, и в полотна застроенном городе.
При этом они двигаются с высокой скоростью, поэтому вопрос преодоления препятствий и маневрирования является краеугольным камнем в дальнейшем усовершенствовании беспилотников. Они должны уметь ориентироваться в пространстве, опираясь лишь на информацию собственных датчиков, потому что в условиях радиопомех или потери GPS сигнала, использующегося в большинстве моделей беспилотников, может возникнуть аварийная ситуация.
Специалисты лаборатории реактивного движения NASA два года работали над самоуправляемым дроном, разрабатывая алгоритмы движения. Разработчики решили провести своеобразное тестирование — состязание между своим детищем и профессиональным пилотом квадрокоптеров Keune.
На этом луне они подготовили специальную трассу с препятствиями для прохождения дронами. Выдав пилоту джойстик, и благословив свою квадрокоптер, специалисты NASA подали сигнал на старт и начали считать.
По итогу соревнований автоматически квадрокоптер проиграл человеку, продемонстрировав среднее значение прохождения круга 13,9 секунд против 11,1 секунды.
Несмотря на очевидный проигрыш, специалисты отметили более плавные движения беспилотника и менее выраженный разброс скорости прохождения кругов. Ясное мышление в старости может обеспечить тренировкой мозга, но самой лучшей тренировкой признали упражнения на скорость реакции.
Они сокращают риск возникновения деменции, то есть приобретенного слабоумия в пожилом возрасте. Деменция часто сопровождается нарушениями памяти. И к 90 годам возникает у 30 процентов людей.
Очень длительное исследование провели американские учёные из Университета Индианы. Они изучали роль различных умственных тренировок, которые способны предотвращать развитие деменции. Они экспериментировали на почти трёх тысячах человек в возрасте от 65 лет на протяжении десяти лет.
Все как положено: разбиение на категории, контрольные группы, случайные выборки. Тренировки были прямо на износ: 10 сессий по 70 минут, а направление было три: улучшение памяти, улучшение способности принятия решений, тренировка скорости реакции на визуальный раздражитель.
Большинству предлагали повторные сеансы через год и три года. Всех участников, оставшихся в живых, обследовали через 2, 5 и 10 лет. Оказалось, что тренировки скорости реакции сокращали риск возникновения деменции на 30 процентов, а дополнительные тренировки добавляли к этому ещё 10 процентов.
А вот тренировки памяти и принятия решений никак на риски не повлияли. Так что поиск предметов на скорость останавливает процессы нейродегенерации.
Наверное, вы думали, мы обойдёмся без космоса в этом выпуске? Да как бы не так. Представьте, барс, весна текут солёные ручьи. По крайней мере, в 2015 году действительно полагали, что на Марсе весной и летом текут потоки солёной воды, которые оставляют темные следы на склонах холмов, и даже считали, что они могут помочь колонистам с теплицами.
И вот теперь учёные посчитали, что это, скорее всего, потоки песка. Топографический анализ выдал следующие выводы: не принимайте желаемое за действительное. Эти ручьи состоят из гранулированных частиц, такие потоки наблюдаются в южных широтах и, например, отсюда риска и равнение.
А их солёность обеспечивается гидратированными перхлорами, содержащими воду. Так что с другой стороны, вода может быть причастна к зарождению ручьёв, потому что гидратированные минералы в них всё же присутствуют.
Окончательной картины процесса до сих пор не особенно ясны. Сезонность появления потоков — всё это выяснили американские учёные-геологи и планетологи, которые изучили снимки 150 потоков на поверхности Марса. Они пришли к выводу, что наклон холмов у концов ручьёв не позволяет им быть водными.
Угол соответствует критическому для гранулированных частиц, при котором они останавливаются. К тому же водные ручьи имели бы совсем другую форму, да и вообще вода мгновенно бы испарилась из-за недостаточной влажности атмосферы.
Ну что ж, на этом сегодня всё. Спасибо вам за просмотр! Я надеюсь, что вам понравился этот выпуск. Тогда ставьте ему лайк и делитесь им со своими друзьями. Не забывайте подписываться на канал. До скорых встреч! Пока! [музыка]