Гены и слепота. Отмена «14 дней». Авария на Марсе. Вид атомов. Забота паразитов. Новости QWERTY №173
Из этого ролика вы узнаете, как up the genetics справляется со слепотой, что означает для ученых отмена правила 14 дней, как выглядят атомы при рекордном разрешении, к чему привел сбой во время 6 полета инженю, и как паразиты продлевают жизнь.
[музыка]
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир. Сто сорок два года назад в этот день, 31 мая, в Берлине открылось первое в мире электрическое железная дорога. Справедливости ради, ее длина была всего 300 метров, и использовалась она для демонстрации. Прокатило вот так 18 пассажиров, но уже в следующем году в России током двигали тяжелый вагон с 40 пассажирами, а еще через год в Берлине открылась первая в мире городская пассажирская электрическая железнодорожная ветка.
Дальше пошло-поехало, так что усаживайтесь поудобнее, как пассажиры первого электропоезда. Мы едем к самым интересным новостям науки предыдущей недели, и напоминаю, что все подробности и ссылки будут как всегда в описании.
В 2018 году в Корнелльском университете построили аппарат, который в три раза побил разрешение самого крутого электронного микроскопа. Вот изображение монослой дисульфида молибдена, которая помогла попасть ученым в Книгу рекордов Гиннеса за разрешение в тридцать девять тысячных нанометра. Они использовали метод, называемый психо графе.
Суть такая: берется образец толщиной несколько атомов, на него направляется немного раз фокусированный пучок электронов или иного излучения, а затем компьютер обрабатывает множество пересекающихся интерференционных картин, полученных при россияне излучения от объекта, и складывает их в одну. Проблема в том, что если увеличить толщину объекта, то электроны рассеиваются настолько, что полноценную картину не собрать. Но изучать только однослойные объекты толщиной в один атом — это как съедать в шоу-руме один только лаваш.
Поэтому от этого недостатка психограции нужно было избавиться, и ученые разработали усовершенствованные 3D алгоритмы обработки интерференционных картин и сделали еще более чуткий детектор для более четких изображений. Пожалуйста, это изображение кристалла Артас can do to празеодим.
Она в два раза более четкая, чем предыдущий рекорд. Небольшое размытие вокруг атомов происходит из-за их собственного теплового колебания. Этот режим получения изображений приблизился к пределу разрешения для отдельных атомов.
Еще одно достижение в том, что толщина образца составляла не один атом, а варьировалась до 30 нанометров. То есть получилось успешно исследовать 3D-структуру вещества и применить новый метод много-среза вайп психографе.
Для сравнения превосходство нового метода посмотрите на эту таблицу: верхний ряд много-срезала я, психограция, второй ряд однослойная, дальше все остальные методы. Так что теперь можно даже увидеть те атомы, которые были бы скрыты в структуре вещества при исследовании другими методами. Если взять более мощные компьютеры, то они позволят таким образом исследовать биологические клетки, например нейроны, их синапсы и еще множество вещей.
Переходим в режим предвкушения. Мы тут чуть было не потеряли инженю. Эти на 91 sol миссии Perseverance пин же не уйти. Совершал свой шестой полет в атмосфере Марса. Он должен был расширить полетную зону и сделать несколько цветных стереоизображений 1 интересующего ученых региона.
План был такой: подняться на 10 метров, отлететь на 150 на скорости 4 метра в секунду, затем сделать изображение, отлететь на 50 метров в зоне посадки. Первые 150 метров полета прошли без задоринки, а затем вертолет началось штормить, кренится вперед и в стороны более чем на 20 градусов. Он стал играть с высотой и задирать потребление энергии, и это опасное поведение сохранилось до конца полета.
Но что же произошло? Для понимания нам нужно обратиться к нюансам управления полетом. Им же не уйти в воздухе отслеживает свое положение при помощи инерциального измерительного модуля. Он ведет учет ускорением и поворотом, и на основании этого может определить позицию, скорость и высоту. Одного такого модуля, однако, недостаточно для долгосрочной работы, потому что достаточно быстро накапливаются ошибки.
Поэтому ему на помощь приходит черно-белая навигационная камера. Она делает 30 кадров в секунду и скармливает их навигационной системе. Система берет временную метку и по изменениям в ландшафте делает выводы о перемещениях вертолета и сопоставляет их с данными от инерциального измерительного модуля. В тандеме у них все идеально было, потому что через 54 секунды полета в потоке кадров с навигационной камеры случился сбой. Один кадр оказался потерян, но самым страшным оказалось то, что временные метки последующих кадров стали неверными.
Навигационная система стала работать на неверных данных и начала проводить корректировки полета, исходя из наличия фантомных ошибок. Раскачивая воздушную лодку, несмотря на все колебания, инженю все же смог совершить посадку в 5 метрах от запланированной зоны. Его системы, в том числе навигационное, разработаны с большим запасом прочности, и в этом случае он как раз и пригодился.
Возникших ошибок оказалось недостаточно, чтобы разбить вертолет. Дополнительную поддержку оказал тот факт, что на финальной стадии посадки навигационная камера отключается, и это позволило прекратить использовать ошибочные данные, стабилизировать полет и приземлиться по инструкции.
Что в конечном итоге важно? Первое: вертолет может работать при повышенных требованиях ко всем системам, от актуаторов до роторов. И второе: эта ситуация вскрыла проблему, которую теперь можно решить, и подтвердила устойчивость всей разработки.
Помните, что означает правило 14 дней? Да, да, это срок возврата товара надлежащего качества, и еще срок, в течение которого ученые имеют право работать с человеческими эмбрионами. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки образуются бластоциты. Вот на нем можно ставить эксперименты, но через 14 дней, когда он превращается в гаструлу, состоящую из нескольких слоев клеток, исследовать его уже нельзя. Поэтическим законом, не природным, а в это время происходит формирование передней и задней стороны тела, нервной системы, а также прикрепление эмбриона к стенке матки. Все, что после 14 дней, настоящий непроницаемый черный ящик для науки.
Правило 14 дней было принято в Великобритании более 30 лет назад, и с тех пор распространилось на многие страны. Плюс, с 97 года Совет Европы запрещает создание человеческих эмбрионов в исследовательских целях. Ну и при чем тут много этических вопросов? В том числе одна из них, например, нежелание делать больно.
Однако чем интенсивнее развивается наука, тем больше соблазн нарушить этические правила. Но похоже, скоро не придется ничего нарушать, ведь вышла новая версия этических рекомендаций для экспериментов с клетками и зародышами человека. Если в 4 словах, то верхняя граница срока отменен.
А если подробнее, то мы тут, конечно, с вами до утра не разойдемся, поэтому буду придерживаться золотой середины. Итак, в соответствии с рекомендациями есть три категории опытов и экспериментов.
С опытами из первой категории проще всего: на них не нужно никаких одобрений, никаких этических или научных комитетов. Сюда, кроме опытов со стволовыми клетками и эфемерными эмбрионами вне матки, относят опыты с органоидами, пусть даже сделанными из нервных клеток. Эксперты признали, что в к моичках серого вещества не возникает ощущение боли или самосознания.
Вторая категория уже требует одобрения специальных комиссий из разных экспертов. Они должны определить научную обоснованность опытов. К экспертам вы пойдете, если будете выращивать человеческие эмбрионы вне матки, заниматься их генетической модификацией, подсаживать человеческие клетки в эмбрион животного и выращивать его в матке, создавать полноценные модели эмбрионов. И заметьте, нет ограничения по срокам.
В третьей категории — запретные плоды. Это выращивание человеческих эмбрионов в матке человека или обезьяны, создание химер, которые могут воспроизводить человеческие половые клетки, брат выращивания модельных эмбрионов человека в матке человека и подсаживание любых эмбрионов человека в матку животного. Ну и наконец, прости нас Джанго Фетт: клонирование человека, отдельных органов и тканей. Клонировать такие можно.
В общем, спорные вопросы теперь возлагают на экспертов вместо тотальных запретов. Кстати, наследуемые изменения, делам, а то есть изменения генома зародыша, который потом вырастит в человека, сейчас пока что тоже под запретом, но если кто-нибудь докажет, что это безопасно, то готовьтесь, таки позволят расчехлить Гомера, Стиви Уандера, Луи Брайля.
Что объединяет этих людей? Верно, соли по то причиной. Не может быть много, и одна из них — пигментный ретинит. Это наследственные заболевания, повреждающие фоторецепторы сетчатки. На Земле есть примерно 2 миллиона человек, страдающих этим заболеванием, вплоть до полной слепоты. И нет от него лекарства — достойная цель для медиков.
52-летний пациент в течение сорока лет различал лишь свет и тьму. Из-за пигментного ретинита обрел частичное зрение благодаря опыту генетиков. Up the genetics позволяет, воздействуя светом с разной длиной волны на нервные клетки, а точнее на особые рецепторы а псины, открывать и закрывать в нейронах ионные каналы, то есть вызывать в них определенный сигнал.
Так, например, управляют лабораторными животными. Строевая в их мозг источники света. Единственное нужно немного генетически подредактировать нейроны для экспрессии в них нужных обсе. Но разве это проблема в наше время? Кстати, для того чтобы модифицировать клетки в глазу человека, даже не обязательно менять его геном.
Можно при помощи отдано вирусного вектора, такого инструмента доставки, поменять настройки в клетках сетчатки. Конкретно в ганглионарных клетках нижнем слое сетчатки, они формируют оптический нерв. После такого вмешательства они становятся искусственно светочувствительными и могут работать вместо поврежденных и тени там, светочувствительных клеток в верхнем слое сетчатки.
Затем на пациента надевают специальные очки, подобные очкам дополненной реальности. Они снабжены камерой и трансформируют входящее изображение в монохромное изображение, которое и отправляют на сетчатку. Вы можете видеть входной сигнал на экране ноутбука внизу.
Сигнал, попадающий на сетчатку, активирует а псины в ганглионарных клетках, а они уже отправляют сигнал в мозг. Понятно, что этот сигнал отличается от стандартного, поэтому пациент поначалу и вспышки видел, и небо в алмазах.
Но постепенно он адаптировался и смог различать объекты на столе в 92 процентах случаев и даже сосчитать их в 62 процентах случаев. А это прогресс по сравнению с определением тьмы и света. В перспективе можно и разрешение поднять, и цветность как-то добавить, а то и инфракрасную сенсорику встроить, как у бата.
А теперь совсем кратко об одном ленточном червя — а нам Athenee brevis. Это очень необычный, поразит его необычность заключается в том, что он не сокращает продолжительность жизни своего хозяина, высасывая его ресурсы, а наоборот — продлевает. В экспериментах с этим червем участвовали его промежуточные хозяева — муравьи.
После того как рабочие муравьи оказываются зараженными червем, у них сильно меняется метаболизм и поведение. Они становятся менее активными и почти не выходят из муравейника. Что самое интересное, другие муравьи начинают за ними ухаживать, оказывать им помощь, кормить и даже таскать на своем горбу.
Неудивительно, что зараженные муравьи стали жить гораздо дольше: за три года выжили 50 процентов инфицированных. Столько живут только муравьиной матки. Зараженные стали умирать раньше, видимо, из-за повышенной нагрузки. До трех лет никто не дотянул.
Похоже, что паразиты заставляют инфицированных муравьев выделять особые вещества, которые как бы меняют идентификатор муравьев, заставляют других относиться к ним как к молоди или требующим забот. И заодно психику инфицированным подкручивает, химически. Это работает как у людей, так и у муравьев.
Вот только альтруизм от этого червя, несмотря даже на продолжение жизни, ждать не приходится. Его окончательный хозяин — это дятел, поэтому червю очень удобно, чтобы муравьи были неактивными, сидели рядом с муравейником. Так дятлу проще их найти и склевать. А длинная жизнь муравьям нужна для того, чтобы увеличить шанс этого события.
Самой интересной новостью прошлого выпуска вы признали новость не про дыхание через анус, за что я вам искренне благодарен. А все же про новую, а влад трупную модификацию углерода by finely. Новую сеть, которая при ширине полоски в двадцать один атом, проявляет свойства металла, хотят графен.
В таких масштабах полупроводник, в комментариях задались вопросом: как у цепочек из симметричной молекулы бивень Елена может наблюдаться хиральность? Ответ простой: почему вы так уверены в ее симметричности? Из этого изображения бивень Елена видно, что связи в молекуле вполне позволяют различать условно правую и левую модификации.
А вообще, мало того, что углерода больше всего аллотропных модификаций, чем у любого другого элемента, больше десяти. Тут еще не все. Есть, кстати, даже графин, так химики и физики постоянно набрасывают еще не полученные, но теоретически допустимые модификации. Вот только те, которые представляют собой двумерные структуры, ну может совсем немного свернутые в третье измерение — хейтили, пинта графе, фа графин.
Но women, брат, men аквамен — шутка. Заедем поистине уникальный элемент. Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте свое мнение в комментариях, голосуйте за самую интересную новость выпуска в нашем телеграм-канале, подписывайтесь на QWERTY здесь, на Ютубе, в Инстаграме и Телеграме, и до скорых встреч! Пока.
[музыка]