Ядро Земли развернулось. ВИЧ-резервуары. Starlink под лазерной угрозой. Новости QWERTY №245
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. А меня зовут Владимир и предупреждаю, что первые две новости будут посвящены биологическим жидкостям, поэтому планируйте свой просмотр, исходя из своей впечатлительности.
Итак, учитывая, что для муравьев запах очень важен при их социальном взаимодействии, а также то, что рак может заставить биологические жидкости пахнуть по-особенному, ученые предложили муравьям роль диагностов. Это были бурые лесные муравьи, их обучили на образцах мочи, либо здоровых, либо больных раком молочной железы мышей.
Образцы отличались наличием низкомолекулярных летучих органических соединений, свойственных больным раком. Вскоре после обучения муравьи должны были определять, какая из предложенных им пробирок содержит здоровую мочу, а какая нет. Муравьи задерживались у той пробирки, запах которой им был знаком по обучению, на 20 процентов дольше, поскольку стремятся к знакомым запахам.
Для точного определения состояния предложенных образцов было достаточно показания всего 24 муравья, а муравьиной памяти после обучения хватает не менее чем на три диагностики, но потом их желательно переобучить. Там, где не получается использовать нюх собак из-за их дороговизны и долгого времени подготовки, или инструменты из-за их сложности, или вампиров из-за, ну, просто он один такой, его не хватит на всех. Так вот, там возможно получится использовать дешевых и быстро воспроизводимых муравьев для пациентов.
В процедуре анализов практически ничего не изменится, все будет привычно. А вот для лаборантов, видимо, не очень. Про будущее изменения в протоколах для разных профессий рассказываем в выпусках самых интересных новостей науки за предыдущую неделю. И как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании.
[музыка]
Ну а сейчас разберемся еще с одной биологической жидкостью, участвующей в репродуктивном цикле. Чтобы сперматозоид оплодотворил яйцеклетку, нужно сочетание сразу нескольких условий. Во-первых, до нее ему нужно добраться. Во-вторых, ему нужно активироваться. Этот процесс называется капацитация, и без него сперматозоид не способен оплодотворять.
Капацитация происходит при воздействии на сперматозоид ряда веществ в женских половых путях. В-третьих, ему нужно пробиться сквозь далеко не тонкую оболочку яйцеклетки при помощи ферментов, растворяющих слои оболочки, а выброс этих ферментов как раз начинается при капацитации. У каждого из этих этапов есть свои подусловия. Например, капацитация возможна тогда, когда внутри мужской половой клетки накапливается значительный отрицательный заряд. Это называется гиперполяризация.
Чтобы это произошло, из клетки нужно выбросить много положительно заряженных ионов калия, тогда внутри останется отрицательный заряд. За выброс ионов отвечает калиевый канал SLO3. Вы канал — это не про толк или трубка, это транспортный белок на мембране клетки, пропускающий или не пропускающий ионы по определенным правилам, регулируемым генетически. Его можно активировать или деактивировать при помощи определенных веществ.
Ученые решили найти эти вещества. Одно из веществ лучше других ингибировало, выключало рецепторы калиевого канала. За счет этого потоки ионов по этому каналу прекращались. В итоге сперматозоиды не активировались и не выбрасывали ферменты для растворения оболочки яйцеклетки и даже снижали свою подвижность. Вы же понимаете, к чему это может привести, правильно? К появлению нового средства мужской контрацепции, а еще к изучению и возможному лечению мужского бесплодия, основанного на как раз дисфункции калиевых каналов.
Ни для кого не секрет, что астрономическим наблюдениям Земли могут мешать спутники, особенно когда речь идет о тысячах спутниках Starlink. Дело не только в том, что спутники лезут в кадр и смазывают изображение на выдержки, а и в том, что из-за них некоторые наблюдения нужно вообще останавливать.
Наверняка вы видели изображение таймлапсов вот с такой вот, типа как лазерной указкой. Они используются в сочетании с адаптивной оптикой телескопов. Представьте, что вам нужно наблюдать через турбулентную атмосферу. Ее движение можно компенсировать, если точно знать, как она движется. А чтобы узнать это, нужно в реальном времени видеть искажения какого-нибудь очень четкого объекта за атмосферой. Это может быть либо яркая постоянная звезда, либо свечение от лазерного пучка, возбуждающего атомы в верхних слоях атмосферы.
Но дело в том, что такие лазеры все-таки помощнее лазерных указок — на десятки ватт. Когда над обсерваторией летит самолет, то лазеры отключают, и то же самое делают для спутников. Обсерватории постоянно сверяются с базы околоземных объектов, куда вносятся все спутники, и своевременно отключают лазеры.
Но теперь это делается не для всех спутников. SpaceX решила пожертвовать своими спутниками и исключила свои аппараты из этой базы во имя науки. Да, звучит альтруистично, заодно спутники теперь будут выключать радиосигнал над обсерваториями и даже уменьшат отражающую способность, что в совокупности нанесет гораздо меньше вреда наблюдениям, чем они могли бы. Никто не принуждал компанию это делать — законов, регулирующих эти отношения, просто пока еще не существует.
Хотя такие требования вполне обоснованно выдвигают различные организации, вроде международной ассоциации темного неба, бьющие тревогу из-за того, что спутников постоянно становится сильно больше. Спутников только второго поколения Starlink на орбите скоро будет семь с половиной тысяч. Почему SpaceX идет на такие риски, учитывая, что пара десятков ватт от лазера могут перегрузить систему терморегуляции спутников, до конца не понятно. Возможно, для того, чтобы когда законы по чистому небу все же будут приняты, иметь репутацию ответственного игрока.
Ну и плюс они заявляют о себе как о лидерах индустрии, которым важно добровольное сотрудничество. Да-да, SpaceX уже далеко не единственная компания, запускающая созвездие спутников. Ученые говорят, что у нашей планеты недавно перевернулось сердце.
Началось все с того, что ряд исследователей заподозрили ядро Земли в остановке. По расчетам, это произошло в 2009 году. Помните этот год? ЕГЭ ввели, Майкл Джексон умер, катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС, и вот еще и ядро остановилось. Но как вообще смогли это определить, если внутренности нашей планеты никто никогда не видел? По землетрясениям существует особый тип землетрясений — дублеты.
Это двойные землетрясения, у которых где-то глубоко есть общий эпицентр, и волны распространяются в разные стороны, вызывая колебания на разных участках поверхности. Сопоставляя характер и скорость прохождения сейсмических волн через внутренние области, можно определить характеристики внутренних слоев планеты, и конкретно внутреннего ядра. В 2009 году появились сильные данные в пользу его остановки. Разница в скорости распространения волн через внутреннее ядро улетучилась, но затем данные указали на то, что оно вновь начало раскручиваться, но в противоположную сторону.
Данные были похожи на данные, собранные в 70-х годах, и из чего исследователи сделали вывод, что характер вращения внутреннего ядра имеет определенную цикличность — 35 лет в одну сторону, остановка, 35 в другую. Само собой, считается, что скорость вращения внутреннего ядра относительно внешнего ядра, мантии и поверхности в среднем отличается на 1 градус за год.
Что же может влиять на такую осцилляцию? Думается, что этот крутящий момент магнитных полей, образующихся за счет вращения внешнего расплавленного ядра, в совокупности с другими процессами, вроде гравитации, влияют на твердое металлическое внутреннее ядро. Весьма интересно было бы просчитать, будут ли эти циклы как-то связаны с климатическими температурными циклами.
В остальном же какого-то драматического эффекта на Земле движение ядра его вращение не имеет, поэтому здесь можно не драматизировать. Также должен отметить, что оценки ученых по отношению ко всей этой истории тоже разнятся. Какие-то группы заявляют, что циклы, например, более короткие и от остановки до остановки проходит всего лишь три года, а кто-то считает, что внутреннее ядро вообще не движется, а только лишь меняет форму своей поверхности.
Сейчас расскажу о крайне интересном исследовании, которое в перспективе может улучшить жизнь ВИЧ-инфицированным. Оно касается резервуаров вируса, которые сохраняют вирус на протяжении многих лет в организме. Против ВИЧ имеется стабильное средство — антиретровирусная терапия. Она подавляет размножение вируса, убирает симптомы ВИЧ и даже сокращает количество инфицированных лимфоцитов, и позволяет жить более-менее привычной жизнью.
Но, к сожалению, не может уничтожить вирус полностью. Если остановить прием АРТ, то через некоторое время вирус поднимает голову, даже если анализы показывали, что все в порядке. Вирус через некоторое время выползает из резервуаров. Резервуары — это клетки иммунной системы, содержащие геном вируса в подавленном состоянии. Они не производят вирусные частицы и ведут себя как законсервированные агенты, а чуть что, запускают новую волну заражения.
Что было непонятно, так это: а почему же такие клетки живут гораздо дольше, чем обычные лимфоциты? И вот за этот вопрос ученые и взялись, разобравшись с экспрессией генов в инфицированных лимфоцитах в условиях антиретровирусной терапии. Отсеквенировав их ДНК и РНК, они обнаружили сразу четыре механизма. Удивительно, но во-первых, лимфоциты-резервуары повели себя как в какой-то степени раковые клетки. Они отключили сразу шесть сигнальных путей, управляющих клеточной смертью, тем самым продлив свое существование.
Более того, во-вторых, на поверхности Т-клеток нашли много легандов ингибиторных рецепторов. Эти белки умеют связываться с рецепторами других клеток, конкретно других лимфоцитов, и останавливать их работу по нейтрализации, то есть, опять же, предотвращать свою гибель. В-третьих, в ВИЧ-инфицированных клетках подавлялись гены, управляющие транскрипцией вирусного генома, то есть вечные лимфоциты заведомо не выпускали из себя вирусные копии.
А в-четвертых, на поверхности клеток обнаружили много иммунных чекпоинтов — особых рецепторов, подавляющих работу самой клетки. По факту, эти рецепторы подают сигнал остановить размножение внутри клетки. Получается, что неблагоприятные условия, конкретно антиретровирусная терапия, заставляют инфицированные Т-клетки вести себя определенным образом. Они уходят в латентное состояние, не производя новые вирусные копии.
Во-вторых, они продлевают свою жизнь, отключая механизмы клеточной смерти и блокируя работу других клеток-нейтрализаторов. Неудивительно, что с ВИЧ так трудно бороться.
Надеюсь, что благодаря этому исследованию это будет чуточку проще.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что ученые открыли две особенности поведения эпигенетических часов при воздействии на них факторами Яманаки, коктейлем, перепрограммирующим клетки. В одном случае удалось продлить жизнь пожилым мышам, а в другом откатить вызванные ранее искусственные симптомы старения.
Большой рассказ при щелчке по подсказке. Напомню, что первый случай был более практико-ориентированный, потому что он выглядел как обычная инъекция обычным не модифицированным мышам. Поэтому его в перспективе можно было бы масштабировать и на людей. Кстати, именно по этой схеме недавно провели эксперимент по переносу так называемых генов долголетия. Это мутантная вариация одного из генов, название вы видите на экране, которую часто обнаруживают у людей, перешагивающих столетний рубеж.
После инъекции пожилым мышам аденовирус ассоциированного вирусного вектора с этой вариации гена долголетия их сердце омолодилось на 10 лет в человеческом эквиваленте, а характеристики его работы улучшились.
При обработке же человеческих сердечных клеток, взятых у людей с сердечной недостаточностью, восстановилось формирование кровеносных сосудов и возобновилась нормальная деятельность.
Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями и поставите ему лайк. Проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в нашем Telegram-канале, ссылочка будет в описании.
И пожалуйста, подпишитесь на QWERTY, если вы этого еще не сделали, и щелкните колокольчик. До скорых встреч! Пока!
[музыка]