Универсальное средство от рака и голос древнего жреца. Главное на QWERTY №112
[музыка] Всем привет! Вы смотрите на уши и популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир. Сегодня понедельник, а это значит, что с вами свежий выпуск самых интересных новостей науки прошедшей неделе. В этом ролике ещё одно видео с частотой 10 триллионов fps, случайное открытие универсального метода лечения рака, новые секреты теломер и голос древнего жреца.
Лучшей новостью прошлого выпуска вы признали новость про видео в реальном времени химических связей, возникающих, эволюционирующих и разрушающихся в молекуле из двух атомов ренье. Группа ученых, ответственных за создание уникального видео, уже отличилась достижениями в этой сфере. Электронный пучок используется ими в двух ипостасях: как инструмент сверхточной атомной фотографии и как активатор химических реакций. Ведь энергию электронов пучка можно напрямую передавать, а там у молекулы от деления во время эксперимента меняла свою позицию и ориентацию. Этот процесс стимулировался при помощи электронного пучка, снабжающего молекулу энергией.
Точность измерения возникающих связей лежала в пределах 0,01 нанометра. Внесем немного ясности, да не постигнет вас разочарование. Но молекула деления — это вот и это или и это миниатюрная двойная фигура, рой атомов, больше похожая на комариный. Всего молекул деления было три, ползали они и внутри нанотрубок, и снаружи. Вот на этом моменте сначала 1, потом 1 выбирается из нанотрубки, а затем и вся молекула оказывается на внешней стороне. Диаметр нанотрубки 1,3 нанометра.
Если присмотреться, видно, что атомы ринита подбираются близко друг к другу, усиливая связь, то расходятся, как в танце, ослабляя её. При достижении критических дэйн связи возникают высоко амплитудные вибрации, и молекула распадается на два атома. На первоначальном этапе длина связи составляет ноль целых 22 сотых нанометра. Так же случались иные варианты: 0,25 и 0,3 нанометра. В 18 процентах случаев длину металлической связи измерить не удалось.
Наряду с криоэлектронной микроскопией, за которую дали Нобелевку в 2017 году, это один из вариантов в будущем напрямую наблюдать за протеканием химических реакций. Как знать, возможно, когда-нибудь эти методы будут использоваться в каждой лаборатории, так как сейчас используются методы спектроскопии.
Но на этом в этом выпуске в видео из микромира не заканчивается. Раз вы их так любите, как-то мы уже показывали, что ученые смогли заснять перемещение пучка света камерами, делающими 10 триллионов кадров в секунду, и это не предел. Но дело не в том, что можно увеличить скорость, например, до квадриллиона fps, а в том, что можно видеть процессы, происходящие в прозрачных предметах.
Новая камера называется Пикап, но не как машина. В отличие от своей предшественницы камеры CUP, она делает не множество кадров с высокой частотой, а всего один. Но затем матрица записывает любое изменение картинки. Кроме этого, камера использует принцип фазовой контрастной микроскопии — довольно пожилого изобретения.
Увидеть, например, тонкий слой воды или прозрачное стекло прямо перед собой нам сложно, потому что они не вызывают эффектов преломления или отражения света, изменений яркости и цветности, из-за которых мы видим другие предметы. Фазовая контрастная съемка фиксирует не цвет и яркость, а сдвиг фаз света. Свет движется с разной скоростью: в вакууме, стекле, воде или в воздухе.
В стекле, например, он замедляется из-за коэффициента преломления. Температура также действует на скорость света. Так вот, замедление вызывает сдвиг фазы световой волны, а его можно увидеть с помощью вот такой системы линз, призматических объективов и камер. И вот так выглядит световой импульс в кристалле, демонстрирующий эффект Керра при 3 леоне fps.
А это распространение ударной волны в воде, инициированное лазерным пучком. Наверное, так можно будет увидеть даже распространение нервных сигналов в нейронах в реальном времени. А вообще сфер применения этой методики ну просто множество.
Попробуем немного реабилитировать репутацию британских ученых. В Кардиффском университете Скам ведут исследования клеток крови, в том числе лимфоцитов, то есть клеток иммунной системы, в том числе Т-лимфоцитов — самой крупной группы лимфоцитов, отвечающие за распознавание и ликвидацию различных угроз. Т-лимфоциты — отличные помощники при антираковой терапии, потому что их можно извлечь из тела пациента, настроить на конкретный вид раковых клеток в конкретном организме, размножить и запустить обратно.
Так, например, Джуди Перкинс избавилась от рака груди на терминальной стадии. Ссылка в подсказке. Но каждый случай требует индивидуального подхода, потому что имеется связь между мишенями для лимфоцитов, антигенами и молекулами главного комплекса гистосовместимости. А вот он как раз у каждого человека свой, и мишени каждый раз комбинируются по-разному. То есть речь о массовом применении такой терапии не идет, зато она идет об очень крупных суммах денег при использовании индивидуальной терапии.
Но ученые считают, что есть вариант поменять ситуацию. Так вот, изучали в Кардиффском университете не классические Т-лимфоциты. Это достаточно редкие Т-лимфоциты, обладающие рецепторами, которые распознают антигены, не связанные с главным комплексом гистосовместимости. Искали их у вроде бы здоровых людей, но во время экспериментов нашлись не классические Т-лимфоциты, обрабатывающие клетки аденокарциномы легкого, причем реагировать не на ГКГС, а на белок MR1.
Но в отличие от ГКГС, у разных людей этот белок не сильно отличается по аминокислотному составу. А это значит, что сочетание антигена и MA-1 будет нам, ну, почти единым для многих. Значит, натравливать не классические Т-лимфоциты можно будет как на бактериальные маркеры, так и на маркеры опухолей у разных людей по единой схеме.
Ученые призадумались и пошли дальше. В дальнейших опытах in vitro в присутствии таких Т-лимфоцитов клетки рака легких (милан, дом или козы) и многих других начали замедлять свой рост. То же самое происходило in vivo — у мышей, которым пересадили человеческие опухоли. Хотя конкретный состав и мишени, позволяющие работать лимфоцитам, что называется, по площади, пока непонятны. Вероятно, это некий продукт жизнедеятельности раковых клеток. В общем, это все крайне необычно.
С проблемой таки этой клетке почему-то не оголились на бактериальный угроз. Конечно, можно будет выяснить, безопасны ли такие перепады для здоровых человеческих клеток, и можно будет разрабатывать универсальные средства лечения рака, основываясь на этом случайном открытии. Мы далеко еще не все знаем про теломеры, наши маленькие измерители жизни почти как под Терри Пратчетта. Но итальянские ученые раскрыли еще один их секрет.
Не будем повторяться: что теломеры — это участки ДНК на концах хромосом, которые при каждом делении клетки укорачиваются из-за того, что ДНК нельзя начать копировать с самого края, а надо немного отступить. И после конечного количества делений клетки, а это количество называют пределом ХИ века, теломеры укорачиваются настолько, что дальше некуда. Повредиться генетическая информация — что недопустимо. Деление клетки останавливается, а старение начинается.
По идее, чем длиннее теломеры, тем дольше до старения, но нет, и это плохой показатель. Гораздо более важный параметр — это скорость сокращения теломер. На этой основе ученые даже предлагали тест на долгожительство. Сверяете параметры у разных животных (щелк по подсказке, если хотите чуть больше подробностей).
А вот еще одним параметром ученые выделили дополнительные структуры в теломерах, возникающие при копировании ДНК. Кончики, оказывается, могут неправильно закручиваться, а это тоже очень сильно мешает размножению клеток. Вот посмотрите, теломеры подкрасили специальным маркером и определили, что они могут расщепляться, теряться, или даже сливаться. В отличие от длины теломеров, количество таких аномалий очень хорошо коррелирует с возрастом человека.
То есть надо говорить не о длине теломер, а об их сохранности. По подсчетам ученых, у человека в 20 лет 2,3 процента хромосом содержат аномалии, а к 60 годам процент увеличивается до 11,8. Так что вполне возможно, что скоро к маркерам биологического возраста добавится еще один процент теломерных аномалий, нормированный по общей длине теломер.
Исследования на самом деле 2018 года, но было опубликовано вот только недавно. 3100 лет назад древний египетский жрец, не съем он, вот так вот пишется его имя, повелел высечь на своей гробнице примерно следующие слова: "О Боге, верните мне голос после моей смерти, чтобы я мог рассказать о себе, и бы я жил праведно и заслужил вечную жизнь". По крайней мере, так заявляет пресс-служба музея, в котором хранится его мумия.
Это пожелание было услышано. Бак команды проекта "Голоса прошлого" занялись реконструкцией голоса жреца. В основном, голос зависит от характеристик тела говорящего, то есть от того, какие параметры у гортани, связок, складок и ротовой полости. Эти параметры жмете. Для этого ученые при помощи компьютерной томографии просканировали голову и шею мумии — недеструктивный метод, что хорошо. Затем полученную 3D модель речевого тракта мы распечатали на 3D принтере в реальном размере.
Размеры, кстати, меньше, чем у современных мужчин. И посадили на искусственную гортань — нечто вроде динамика, издающего нейтральный звук и использующегося при синтезе речи. К сожалению, мумия была неидеальной: не сохранились значительные объемы языка и мягкого нёба, да и положение головы запрокинутой назад тоже нарушало картину. Но в целом состояние было удовлетворительное, ну по крайней мере, для текущих задач.
На выходе из трейдера получился звук, несущий специфическую окраску, притом что у него особенностями речевого тракта. Они есть. На графике видны отличия исходного (пунктирная линия) и конечного (сплошная линия) звуков. Теперь давайте послушаем, что же мудрого сказал нам древний жрец! Этот звук похож на гласную между английскими словами "ted" и "bed".
Ученые провели много сравнений по спектрограммам этой записи и записям еще живых людей. Но, разумеется, никакой акустической осмысленности в этом звуке нет. Да и искусственный речевой тракт не был заточен под какой-то конкретный звук — он находился в погребальном положении. Так что это голос из могилы в натуральный.
В общем, это тот самый случай, когда процесс был гораздо важнее результата. Ну что ж, а на этом сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте свое мнение в комментариях, ставьте лайки этому видео и делитесь им со своими друзьями. Проголосовать за самую интересную новость выпуском можно при щелчке по подсказке. Не забудьте подписаться на QWERTY здесь на Ютубе, в Инстаграме и Телеграме. И это, скорых встреч! Пока! [музыка] А вот [музыка]