«Инсулиновая» корова. «Отмена» антропоцена. Белок тихоходки. Магнитные поля ЧД. Новости QWERTY №293
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал "Кверт". Меня зовут Владимир, и всё антропоцена нет, не то чтобы он был, а потом исчез. Скорее, ему не дали появиться вовсе.
Суть в том, что уже пару-тройку десятков лет среди учёных ходит мнение, что с первым взрывом атомной бомбы, а может быть, и сильно раньше, можно выделять новую эпоху в истории Земли - антропоцен. Он характеризуется определяющим влиянием человека на природу и экосистемы Земли. Антропоцен должен был бы прийти на смену голоцену, стартовавшего почти 12.000 лет назад.
Голоцен - это эпоха, которая началась после завершения Ледникового периода. То есть это начало межледникового периода в геологической летописи Земли. Смена эпох оставляет свои явные следы, оставил их и голоцен. Антропоцен тоже, по идее, должен был бы наследовать их, иначе зачем его выделять? Ядерные испытания оставляют изотопы плутония в донных отложениях озёр, использование каменного угля оставляет слои ртути в толщинах пород.
Но вот повышение концентрации углекислого газа в атмосфере. Эти миллиарды тонн антропогенного CO2 пока не успели оставить ярких следов в геологической летописи. Поэтому большая комиссия по изучению антропоцена через 15 лет обсуждений наконец посчитала, что климатических и геологических изменений ещё недостаточно для смены эпох.
К тому же у них не получилось договориться о потенциальной точке отсчёта для антропоцена. Так-то и промышленная революция могла подойти, даже неолитическая и другие даты. При этом абсолютно не исключено, что последующее поколение всё же признают начало антропоцена где-нибудь в XX веке на основании данных, которыми мы сейчас пока ещё не располагаем. Решать будут они.
И да, Земля явно функционирует уже не самым естественным образом. Отмечу, что та самая комиссия всё же разрешила неформальное использование термина "антропоцен", чем мы и можем воспользоваться. И предложим вам самые новые новости науки за весь антропоцен, и как обычно все ссылки на источники и подробности в [музыка] описании.
Давайте взглянем на новое изображение чёрной дыры в центре нашей галактики. Искушённый зрители сразу заметят отличие от предыдущего изображения, опубликованного 2 года назад. Стрелец А со звёздочкой - это супер массивная чёрная дыра в центре Млечного Пути, нашей галактики, и это второе изображение чёрной дыры, когда-либо в истории, полученное учёными в двадцать втором году.
Это изображение стало последним фактом, позволившим окончательно подтвердить её существование. Пусть Стрелец А со звёздочкой гораздо меньше дыры в центре галактики M87, чьё изображение стало вообще первым в истории. Но обе эти чёрные дыры весьма похожи, и не только визуально.
Новое изображение Стрельца получено, ну как обычно, при помощи телескопа горизонта событий, но сделано в поляризованном свете. Свет - это поперечная волна движения, и сгиб волны может происходить в разных ориентациях плоскостях. Когда в волне преобладает определённое направление колебаний, то это и есть поляризация. Для человеческого глаза такой свет не отличим от обычного.
В плазме вокруг чёрных дыр частицы, вращающиеся вокруг магнитных полей, влияют на поляризацию исходящего света, что и позволяет увидеть магнитные поля вокруг края чёрной дыры. В этом и есть основное отличие нового изображения от старого, и оно опять показывает, что чёрные дыры схожи, в том числе и по магнитным полям. У дыры в M87 есть похожее изображение с магнитными полями.
Именно магнитные поля позволяют этой чёрной дыре выбрасывать джеты материи в пространство, которые мы хорошо видим. Выходит, что и Стрелец А со звёздочкой должен иметь свои джеты, но мы их, к сожалению, пока что не видим. Зато мы можем их просчитать. Поляризованный свет от горячего движущегося газа вокруг горизонта событий чёрной дыры показывает структуру и силу магнитных полей, пронизывающих и аккреционный диск и потенциальные джеты, и позволяет определить их плотность, температуру и даже состав.
Структура поляризации Стрельца А со звёздочкой похожа на таковую у дыры в M87, но есть и отличия, например, сам уровень поляризации сильно больше, чем в M87. Кстати, известно и среднее значение напряжённости магнитного поля у Стрельца. На удалении оно составляет 26 гаусс, а уже 560 гаусс около горизонта событий чёрной дыры. Для сравнения, напряжённость магнитного поля у нашего Солнца составляет 50 гаусс.
Собственно, изучая этот и множество других параметров, учёные и определили наличие релятивистских джетов у нашей сверхмассивной. Думается, что будут и другие открытия. Интересно, что получить изображение Стрельца, находящегося гораздо ближе к нам, но более закрытого и гораздо более переменчивого, чем более стабильная далёкая от нас дыра в M87, было сильно труднее. Но телескоп событий справился.
Помните тихоходов? Это малыши, которых можно замораживать, стрелять ими из пушек, варить, облучать. А им хоть бы что. Год назад мы рассказывали, что их белки могут помочь как бы на сухую консервировать некоторые нестабильные медицинские субстанции: вакцины, антитела, кровь, стволовые клетки. Тихоходки умеют впадать в анабиоз, метаболизм до минимума. В таком состоянии им не страшны самые суровые условия, хоть открытый космос.
Вещества, помогающие достичь такого состояния, применили к важному для лечения генетических заболеваний, но очень нестабильному компоненту. У учёных получилось стабилизировать фактор свёртывания крови во благодаря вырабатываемым тихоходками сахару трегалоза и белку CSD. После обработки до сухого состояния он мог находиться длительное время без холодильников при повышенной температуре, а также выдерживать несколько циклов обезвоживания и гидратации.
Белок CSD содержится в цитоплазме у тихоходок, он относится к внутренне неупорядоченным белкам, у него нет чёткой структуры, он выглядит как набор нитей. И вот что интересно: если его концентрация в цитоплазме клетки небольшая, то цитоплазма будет жидкой. А если концентрация возрастает, ну, например, за счёт того, что цитоплазма теряет воду, то она превращается в гель, защищая клетку.
И что будет, если опробовать это на человеческих клетках, которые научатся лифтикаци или желатиназа? Для проверки защитного действия клетки подвергали осмотическому стрессу. Это быстрое изменение состава раствора вокруг клетки, которые приводит к изменению характера движения воды сквозь мембрану, что довольно губительно для клеток. Эксперименты показали, что если заставить человеческие клетки производить белок CSD, то они выживают после осмотического стресса в два раза лучше обычных клеток.
После суток стрессового состояния половину модифицированных клеток оказалось возможно оживить. А из обычных клеток выжило только 25%. Да, процесс был обратимым: клетки с белком сначала подвергались желатинизации, которая защищала клетки от влияния осмотического стресса, а затем переходили в нормальное состояние с жидкой цитоплазмой. Но судя по исследованиям, это был не единственный фактор, повышающий выживаемость. Также наблюдалось замедление метаболизма, и вот здесь кроется второй, может быть, даже основной потенциал этого исследования: возможности замедления старения клеток и повышения их устойчивости к вредной окружающей среде.
Людям, сотням миллионов, требуется внешний инсулин. В норме этот гормон производит поджелудочная железа. Но, например, при инсулинозависимом диабете первого типа она не справляется. Да и при втором типе инсулин тоже нужен. Основной путь производства инсулина - это фабрики с генно модифицированными кишечными палочками или дрожжами. Также используется химическая обработка свиного инсулина.
Расширить эту не то чтобы очень широкую линейку способов решили учёные из Бразилии. Они подметили, что в природе есть потрясающая производительная фабрика белков - это молочная железа. Наиболее производительные железы благодаря селекции у коров. Поэтому учёные взяли участок человеческой ДНК, кодирующий предшественник инсулина, встроили его в коровий геном, получив несколько модифицированных эмбрионов коровы.
В результате получился один генномодифицированный телёнок самка, которая дожила до половой зрелости. Тут бы её оплодотворить, чтобы запустился процесс выработки молока, но искусственным путём сделать этого не удалось. Зато удалось запустить лактацию при помощи гормональной терапии, и молоко этой коровы затем собирали в течение месяца для последующих анализов.
Интересно то, что учёные рассчитывали получить человеческий проинсулин, гены которого встраивают в геном коровы. Затем его можно было бы очистить и модифицировать до инсулина. Но на выходе в молоке модифицированной коровы самого инсулина оказалось больше, чем проинсулина. Неожиданно и приятно. Также в молоке были вещества, которые конвертируют инсулин, разрушая его.
Всего в молоке модифицированной коровы содержалось по несколько граммов инсулина и проинсулина на литр. Вероятно, при естественном оплодотворении, без этих гормональных вмешательств, концентрация инсулина всё-таки будет меньше. Но даже если добиться 1 г инсулина на литр молока, это будет производительнее существующих микробных фабрик. И в теории, для замещения всего мирового производства потребуется всего лишь одно стадо инсулиновых коров, которые и содержать несложно, и выращивать тоже.
Единственное, что, скорее всего, придётся разработать метод выделения инсулина из молока и его дальнейшей очистки, но вряд ли это будет большой проблемой. В отличие от инсулиновых монополий, лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные разобрались в значении миниатюрных структур БХО, вырабатываемых насекомыми-цикадками. Они помогают рассеивать видимый и поглощать ультрафиолетовый свет, что позволяет им буквально скрываться от хищников за мантией невидимкой.
Эта природная задумка может лечь в основу биооптимизации и новых технологий. Удивительно, что насекомые способны производить настолько сложные структуры столь малых масштабов. Брахот внутри их особых секреторных клеток зарождаются, как заполненные гомогенным материалом пузырьки, и постепенно развиваются в зрелые частицы. Но это до сих пор лишь общее представление об их формировании. Люди оказались способны повторить их структуру и морфологию в лаборатории только сейчас, и то в гораздо более крупном размере.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы поставите лайк этому видео, поделитесь им со своими друзьями, а также подпишитесь на канал, если этого вдруг ещё не сделали. Проголосовать за самую интересную новость этого выпуска можно, как обычно, в нашем Telegram-канале. И до скорых встреч! [музыка] Пока!