ИИ лечит ГРИПП; фото квантовой запутанности и причина ожирения. Главное на QWERTY №93
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир. Мы представляем вам выпуск самых интересных новостей науки прошедшей недели.
И в этом ролике – GETS, знаменитого микро-квазара, вакцина от гриппа, разработанная полностью искусственным интеллектом, объяснение невозможности похудеть, первая в мире фотография квантовой запутанности и многое другое. Все подробности будут по ссылкам в описании.
Лучшей новостью прошлого выпуска вы признали новость про определения продолжительности жизни. Ученые предложили метод, который может определить средний срок продолжительности жизни представителей различных видов животных на основании сопоставления изначально длинных теломер и скорости их укорачивания.
Но не на все непонятные вопросы это исследование смогло ответить. Например, почему средняя продолжительность жизни соответствует потере всего лишь 25 процентов длины теломер? Если слово «теломеры» ассоциируется у вас не с ДНК, а с хромосомами, то щелкайте и смотрите предыдущий ролик.
Исследования, про которые мы в нем рассказали, не только в очередной раз подтвердили важную роль теломер в старении, но и попытались определить способ его предсказания. Ученые делали забор и крови у чаек, фламинго, дельфинов, козлов, слонов, алене и других видов, включая человека. Причем некоторые животные были молоды, а некоторым тоже фэйсоб не требовался.
Продолжительность жизни зависит от ряда факторов, например, от размера тела. В общем случае, чем крупнее животное, тем дольше оно живет. Слоны и киты долгожители, а мыши – нет. Хотя есть голый землекоп, который при малых размерах живет на порядок дольше других грызунов – до 30 лет. У него активно работает теломераза, удлиняющая теломеры.
Не бывает рака. Именно изучение голых землекопов и еще летучих мышей может дать следующую зацепку к тому, как продлить человеческую жизнь. Но, конечно, вряд ли кто-то подумал, что у этого исследования была какая-то другая цель. Конечно, подобные исследования проводились и ранее, но именно это первое сопоставило несколько различных видов животных и провело оценку зависимости продолжительности жизни и темпа сокращения теломер единым методом.
На одном оборудовании измерялись теломеры исключительно в лейкоцитах, поэтому в рамках этого исследования мы не говорим о средней длине теломер по всем тканям и видам клеток. Возможно, это также накладывает некие ограничения на применимость результатов. Но концепт, конечно, же есть.
Одна из наших любимых тем – черные дыры и все, что их окружает. Окружает их, обычно, быстро вращающийся аккреционный диск из очень горячей материи. Познакомьтесь – это один из самых невероятных объектов в космосе, о котором мы знаем, микро-квазар с 443.
Первый открытый микро-квазар был обнаружен еще в 1978 году. В созвездии Орла обнаружился странный источник радио- или рентгеновского излучения. Причем расположены очень удобно, близко к нам – всего восемнадцати тысячах световых лет. Фактически, эта двойная система состоит из черной дыры и звезды. Черная дыра образовалась на месте сверхновой, поэтому вокруг объекта имеется туманность, сброшенная ею оболочка.
Звезда в двойной системе работает добр, и ее вещество постепенно перетекает в черную дыру, но питаться так быстро дыра не в состоянии. Поэтому из аккреционного диска вокруг дыры вырываются в космос со скоростью в четверть световой два мощнейших же. Вы спросите, а что тут необычного? А то, что радиотелескопы ALMA первые рассматривающие микро-квазар в субмиллиметровом диапазоне. Кстати, так была сделана первая фотография черной дыры.
Обнаружили в эмиссионных линиях водорода и гелия за 163 дня смещение, которое достигает 1000 ангстрем, а это очень много. А вызвано это тем, что GETS направлены в разные стороны, относительно узкие, имеют неравномерную структуру и температуру от 10,000 до 100 миллионов кельвинов.
Разумеется, видно, что направление джетов не статично. Они описывают круги, вращаются вокруг своей оси как волчок. Это называется прецессией. За счет этого вращения в них такая искривленная форма. И вот изображение уже не схематическое, а реальное. И тех джетов в поперечнике, их диаметр превышает диаметр солнечной системы в 5000 раз.
А еще, по идее, GETS должны были бы остывать с удалением от эпицентра, но и это не так. И ученые выяснили, что разогрев плазмы в дальних областях джетов происходит за счет сталкивающихся ударных волн. Эти выводы нельзя было бы сделать без сопоставления с данными предыдущих наблюдений. А форма этих джетов была предсказана еще год назад до получения реального изображения.
Вот так, по крупицам, строится картина вселенной. Квантовую механику вряд ли до конца понимают даже те физики, которые пользуются ее реальными плодами. Посмотрите на это изображение! Это первое в мире изображение квантово-запутанных фотонов.
Явление квантовой запутанности – это такое состояние неких квантовых объектов, например, фотонов и электронов, при котором измерение характеристики одного из них, скажем, спиральности или просто направления движения, мгновенно сказывается на этой же характеристике другого объекта. Они оказываются связанными. Грубо говоря, если первый смотрит налево, то второй обязательно смотрит направо, где бы этот другой объект ни находился, хоть на другом краю вселенной.
Это парадоксально, но это работает. И некое непонятное взаимодействие между частицами происходит без воздействия каких-либо третьих сил, то есть никто не вертит, не тыкает, не облучает любую частицу. И, к тому же, взаимодействие происходит быстрее скорости света. В 2008 году скорость взаимодействия между двумя запутанными фотонами, которые разнесли на 144 километра, оказалась выше скорости света в тысячи раз.
Эйнштейн свое время назвал квантовую запутанность жутким дальнодействием. Видимо, ему был не по нраву этот конфликт с теорией относительности. В новом эксперименте пары фотонов выпускали из лазера, пропускали через кристалл бета-бората натрия, разделяли и пускали разными путями перед тем, как запечатлеть их в особой камере.
При смещении одного фотона смещался и второй, отражая своего запутанного собрата. Фактически, это несколько снимков фотонов через фазовый фильтр с разной ориентацией. Точнее, каждый состоит из 40 тысяч кадров экспозиции в одну секунду. Вопросов, конечно, много. Действительно ли были фотоны запутанными? И если да, то на сколько полной была запутанность?
Но зато ясными становятся возможности квантовой съемки. И возможно, это отправная точка для нового класса экспериментов. Гляжу я иногда на себя и думаю: а зачем людям жир? Хорошо, в древности жир помогал нашим предкам запасать энергию. Например, жирные кислоты из клеток белого жира могут быть использованы другими клетками-потребителями, а клетки бурого жира могут расщеплять эти жирные кислоты и пускать их на нагрев.
Ну, конечно, питание в то время было трехразовым: понедельник, среда. Но в наше время белый жир как-то в основном просто занимается несанкционированными сборищами мемов на боках. Но не у всех. Некоторое время назад у мышей обнаружили мутацию отсутствия белка RAGE, которое делало их невосприимчивыми к ожирению. Этот белок работает как рецептор, который помогает клеткам жира реагировать на воспаление.
Чудесная просто мутация, в ней надо бы разобраться. И недавно вышло новое исследование: следите за руками. Ген, который кодирует белок RAGE, работает в буром жире активнее. И при прочих равных условиях мыши-мутанты без этого гена имеют более высокую температуру тела даже на холоде.
В плюс 4 за двое суток они все равно оставались более теплыми, чем обычные мыши. Похоже, потому что энергия у них тратилась более активно. Этот процесс происходит в митохондриях, там происходит расщепление жиров, и эти органеллы работали у мутантов лучше. А если пересадить жир от мышей-мутантов обычным, то обычные тоже становятся устойчивыми к ожирению.
Но белок RAGE часто работает в паре с тиристорными молекулами. Это такие молекулы, которые при всяких курьезах, типа травм и воспалений, выходят из соответствующих клеток в межклеточное пространство. Они как бы сигнализируют о проблемах. И когда RAGE чувствует их, он говорит бурому жиру, чтобы тот не работал, то есть чтобы брал энергию накапливался.
Мало ли что будет дальше, вдруг война? А дальше был поворот. Забавно то, что когда организм получает много питательных веществ, в нем возникают особые белки, называемые RAGE, которые при встрече с RAGE по факту запускают такой же процесс, и бурый жир получает точно такой же сигнал на накопление. Получается, и когда мало, и когда много еды – результат одинаковый: накопление.
Когда нет еды и когда переедание – все это стресс, приводящий к ожирению. Беда не совсем в теории. С этим можно бороться, если научиться блокировать белок RAGE. И тогда никакого ожирения.
Лекарства разрабатывают не только люди, но и компьютеры. Часто они занимаются перебором миллионов вариантов веществ, чтобы понять их свойства. И вот в Австралии искусственный интеллект по имени Сэм смог разработать вакцину против гриппа полностью самостоятельно. Пора бы! Каждый год вирус мутирует в непонятную сторону, разработка новых вакцин занимает годы.
Итак, Сэму первоначально объяснили, какие компоненты активируют иммунную систему человека, а какие не работают. Задача перед ним стояла такая: определить, что именно отличало работающие компоненты от неработающих. Другой искусственный интеллект, синтетический фильм, синтезировал триллионы вариантов веществ. Их скармливали Сэму, а он просеивал их, выбирая потенциальных кандидатов на звание лекарства, которое умеет работать своему нитю этому эффективно против гриппа.
Ведь он уже понял, что именно заставляет вещества работать. Вещества в топе рейтинга затем синтезировали в лаборатории и опробовали на клетках человеческой крови, чтобы понять, работают ли они. Ученые говорят, что работают, и даже лучше имеющихся экземпляров. Они даже опробовали их на животных, убедившись, что они весьма эффективны в качестве вакцины от гриппа.
А одно вещество вошло еще дальше. Сейчас эта вакцина пробуется в США в 12-месячном цикле испытаний на людях, 371 человек. А к 30 ноября будут результаты. Подробности об этих клинических испытаниях по ссылке в описании.
Кстати, эти ребята в 2009 первыми разработали вакцину против свиного гриппа, так что, вероятно, они что-то понимают в этом процессе. Такой подход может сэкономить сотни миллионов долларов и существенно сократить срок разработки новых лекарств.
Ну что ж, а на этом сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте свое мнение в комментариях, ставьте лайк этому видео и делитесь им со своими друзьями. Проголосовать за самую интересную новость выпусков можно в подсказках к этому видео. Не забудьте подписаться на QWERTY здесь, на YouTube, и в Instagram и Telegram. И щелкните, пожалуйста, колокольчик, чтобы не пропускать новых видео. До скорости! Пока! [музыка] Вот! [музыка]