Генетическое интервью с вампиром. Новости на QWERTY
[музыка] Всем привет! С вами Владимир, и это научно-популярный канал QWERTY. Многие видели анонс этого выпуска в нашем Инстаграм и Телеграм. Ссылки будут в описании. И вот, наконец-то! Все факты перепроверены, и выпуск самых интересных новостей науки прошедшей недели готов.
Сегодня в ролике - интервью с вампиром, польза Г.А., искусственная шерсть белых медведей и материалы для будущих коммуникаций. Все подробности опять же будут по ссылкам в описании, так что поехали!
Как много настоящих вампиров мы знаем? Носферату? Нет. Лист? Вряд ли. Дицемод? В точку. ДСМ? От или обыкновенный вампир? Это милейшая летучая мышь с огромным желудком для солидных порций крови. Среди млекопитающих, кроме небольшого подсемейства летучих мышей, состоящего всего из трех видов, вампиров больше нет. В это подсемейство, кроме Десмонда, входит еще белокрылый вампир и "им их на ноги вампир".
Заметьте, мы сейчас не говорим о всяких там кровососущих насекомых, рыбах и даже птицах. Но как же получилось, что Дицемоды приспособились к гиматовагии? Как организм адаптировался к крови, такой бедной витаминами, углеводами и жирами, но зато богатой всякими вирусами и санями?
Эволюция наградила вампиров, этих летучих мышей, отличными инструментами — инфракрасным датчиком на носу, с помощью которого они выслеживают добычу. Ведь эхолокации у них слабовато. Острыми клыками и резцами, которыми они легко прокусывают кожу лошадей, кур и даже человека.
Слюной с антикоагулянтами и обезболивающими, чтобы животные не чувствовали укуса во сне. А кровь долго вытекала из раны. И даже системой отделения плазмы крови, которая начинает работать еще во время пиршества. Ведь объем обеда большой по весу, как сама мышь, и взлететь с ним трудно. Поэтому мочевыделительная система сразу сбрасывает плазму крови, а все белковое питательное оставляет в желудке.
Биологи секвенировали геном вампира Дицемода и его кишечный микробиом, то есть геном микрофлоры кишечника, и сравнили его с ДНК других летучих мышей, у которых менее экзотический рацион. И отличий множество. Например, у Дицемода в два раза больше транспозонов. Это такие участки ДНК, которые могут перемещаться по одному, заменяя собой другие определенные участки ДНК.
Их вполне официально называют "прыгающие гены". Дицемоды отличаются большим количеством прыгающих генов, участках ДНК, связанных с метаболизмом жиров и витаминов, а также с иммунитетом против вирусов. Когда-то давно летучие мыши заражались болезнями и успешно с ними боролись, а память об этом осталась в геноме в виде мутировавших неактивных кусочков вирусной ДНК, то есть эндогенных вирусных последовательностей.
Наши гены эффективнее расщепляют углеводы и синтезируют необходимые вещества, которые невозможно получить с кровью. Например, витамин B5. Наши гены ферментов, которые расщепляют вирусную РНК, избавляются от переизбытка железа на шесть бактерий-защитников, которые сами борются с вирусами. Или, например, в ускоренном темпе перерабатывают аминокислоту и мочевину.
Так что вампиры целиком и полностью зависят от идеального партнерства их генома и кишечного микробиома, так эволюционно четко адаптированного под особую диету.
Продолжаем тему крови. Все слышали об омолаживающем эффекте переливаний крови молодых организмов старым. И вроде как Альцгеймера отступает, и машины сердца омолаживаются. И вроде даже сами мыши замедляют старение. Причем эффект наблюдается даже если взрослым мышам переливать кровь молодых человеческих организмов.
По идее, этот эффект должен быть связан с каким-то белком, содержание которого в старых организмах уменьшается. Учёные предполагали, что этим белком мог оказаться протеин Джидде F11. Но теперь появился новый кандидат! Если перелить молодую кровь старой мыши, то старые улучшают связи в гиппокампе, а это приводит к улучшению памяти и способности обучаться.
Если сделать наоборот, то молодая мышь на вас обидится, но ненадолго, потому что ее когнитивные функции ухудшатся. Чтобы во всем разобраться, учёные срастили кровеносные системы мышей различных возрастов: совсем юных — трехмесячных, молодых — шести-месячных и уже зрелых — 18-месячных.
Оказалось, что молодая кровь активирует ген T2 в клетках мозга, а он отвечает за производство белка T2, ты отметил цитозин диоксидина за два, который участвует в регуляции множества генов, в том числе тех, которые отвечают за обновление клеток мозга. И с возрастом его активность уменьшается. Если заблокировать активность этого белка, то мыши начинают "тупить", а в гиппокампе становится меньше нейронов.
А если искусственно повысить синтез белка T2 у взрослых мышей, то у них нейроны лучше развиваются. Конечно, умные мыши не так сильно "тупят" от отсутствия этого белка, но всё равно исследователи крайне удивлены результатами этой работы. Они заявляют, что это открытие может повернуть вспять старение мозга.
Но не будем забывать, что работа проводилась всего лишь с мышами. Пировский - это такой минерал, интересно кубической формы, который известен в первую очередь прорывами в энергетике, а точнее - потрясающей эффективностью дешевых фотоэлементов солнечных панелей.
Из него изготавливают следующее применение: видит коммуникацию, а именно терагерц и вы и спектр широкополосной связи. Ну а заодно и заоблачные частоты запоминающих устройств. Ученые из США и Британии считают, что электроника была бы на голову выше нынешней, если бы смогла работать над терагерц и вых частотах вместо нескольких гигагерц.
Кандидат на материал, обеспечивающий соответствующую электрическую проводимость при комнатной температуре, — это функциональный нанокомпозит оксида пировскита. Это правда, ранее не удавалось добиться от него никакой магии, но теперь учёные обнаружили новый метод управления проводимостью в тонких пленках пировскита и их оксидов.
Они обнаружили колоссальные магниты сопротивления на терагерц целых частотах в этих материалах при комнатной температуре. Дорогие цены проводимости нанокомпозитов можно управлять как магнитным полем, так и температурой. Причем, в отличие от традиционного колоссального магнита сопротивления, для пировскитных материалов не требуется ни сильнейшие магнитные поля, ни низкие температуры.
А это может привести к появлению совершенно новых сверхбыстрых запоминающих устройств, элементов микроэлектроники и даже оптических приборов. В перспективе это изменит все коммуникации будущего.
Ещё в прошлом году при помощи пировскита учёные модулировали терагерц его частоты при помощи обычной галогеновой лампы. Давайте уже побыстрее, а наши учёные делают вклад в коммуникации будущего, заставляя излучать пировскитные наноантенны. Как обычно, они дешевые в производстве, а их характеристики можно менять, адаптируя химический состав.
В нанофотонике источники излучения фотонов по размерам сопоставимы с длиной волны излучаемого видимого света от 450 до 700 нанометров. Значит, размер излучателей не должен отличаться больше чем на пару порядков туда-сюда.
Чаще всего это молекулы квантовые точки или наночастицы, но от них нельзя добиться направленности излучения, они светят во все стороны. А вот, чтобы направить излучение и усилить его, нужно на на антенна. На данный момент учёные разработали различные типы на NAND, плазмоны, диэлектрические и другие.
Но можно поступить иначе и заставить их звучать саму антенну. Тогда мы перепрыгнем через стадии усиления и фокусировки. Конечно, это сложно, потому что нужно совместить и излучатель и резонатор. Некоторые диэлектрики с этим справляются, но они жутко дорогие.
Группа российских учёных создала гибридные пировскитные наночастицы, которые могут не только излучать при комнатной температуре, но и обеспечивать электрические и магнитные резонансы, что позволяет им усиливать излучение. Гибридные наночастицы состоят из метиламмония и иодоброма или хлора на выбор и очень дешевы в производстве.
Изготавливают их методом лазерной печати с применением кремниевой подложки. На пировскитные пленки на кремниевой подложке образуются наночастицы размеров от 50 до 500 нанометров. Ну а излучают они и после возбуждения лазером, и после облучения галогеновой лампой. Причём частота излучения зависит от химического состава: чем больше брома, тем сильнее свет.
Несмотря на постоянные крики противников ГМО, генно-модифицированные культуры бодро шагают по планете. За 20 лет, с 96 года, когда ГМО-культуры были коммерциализированы, и по 2016 год площадь занимаемых ими земель увеличилась примерно в два раза до 185 миллионов гектар.
Просто для сравнения, площадь посевных земель в России составляет 80 миллионов гектар. А мы, между прочим, входим в число стран с небольшими площадями посевов. Наиболее распространены три генно-модифицированные культуры: устойчивый гербицидам, к насекомым или сочетающий оба признака.
Где на модифицированная кукуруза занимает второе место после сои по посевам. Она колосится на 54 миллионах гектарах, то есть на трети всех земель, засеянных кукурузой. И более того, она имеет самый большой среди GM культур потенциал для экспансии.
Итальянские исследователи решили выяснить, так ли она хороша на самом деле, и провели метаанализ 6000 рецензируемых публикаций за 20 лет — с 96 по 16 год. Из них они выбрали самую маковку, самые уважаемые, сам и подтвержденные публикации статистику. Исследования, в которых анализировались следующие показатели: ГМ кукурузы, урожайность и качество зерна, влияние на различные организмы и скорость разложения биомассы.
Результаты анализа казались очень обнадёживающими! Выяснилось, что урожайность ГМ кукурузы выше обычной от 5 до 25 процентов в зависимости от региона. Влияние на беспозвоночные организмы вовсе не обнаружено. А содержание в ней различных видов микотоксинов, продуктов жизнедеятельности плесневых грибов, меньше вплоть до 36 процентов.
Это означает, что генномодифицированная кукуруза менее подвержена заражению микотоксинами. А её использование, соответственно, снижает риски отравления ими. Как считают учёные, это всё из-за того, что генномодифицированная кукуруза устойчива к насекомым, переносящим плесневые грибы и повреждающим растение.
Микотоксины — то ещё дрянь! Помимо банальных пищевых отравлений, они причастны к заболеваниям почек и могут усилить риск возникновения онкологических заболеваний. Именно поэтому на очищать зерно, а генномодифицированная кукуруза позволяет упростить этот процесс и снизить риск отравлений. Так что переходим на чистое зерно!
Шерсть белого медведя обладает интересным свойством: она позволяет эффективно сохранять тепло за счет полной структуры своих волосков. Их толщина 100 микрометров, размер полости внутри 40 микрометров. Такая структура позволяет понизить теплопроводность шерсти и наоборот улучшить термоизоляцию. Медведи в этом так преуспели, что некоторых из них нельзя увидеть даже с помощью инфракрасных тепловых камер.
Китайские ученые решили воспользоваться хитростью медведей и создать такой же искусственный материал для собственного пользования. Для этого они использовали волокна белка, которые выделяют насекомые. Фибра, из которой, например, состоит шелк. Для того чтобы волокна получились необходимого размера, в водный раствор этого вещества пропускали через область пониженной температуры, чтобы запустить процесс кристаллизации.
Причем скорость вытекания жидкости равнялась скорости кристаллизации. После этого волокна размораживали и высушивали так, чтобы сохранить структуру. В зависимости от температуры, при которой происходил синтез материала, размер волокон может составлять от 100 до 300 микрометров, а размер полости в них — от 20 до 80 микрометров.
После ткань из полученных волокон проверили на термоизоляцию. Исследователи просто накрыли ей кролика и измерили его температуру через тепловизор. Они сравнили полученные тепловые карты с тепловыми картами ничем не накрытого кролика и кролика, накрытого обычной синтетической тканью. Оказалось, что кролик, накрытый полученной тканью, практически невидим для тепловизора.
Областей применения этой разработки множество: от разведки до создания супер теплой одежды. А если в структуру этой ткани добавить нановорокна углерода и приложить к ним напряжение, то можно получить вообще самостоятельный источник тепла.
Морские биологи опубликовали видео 13-летней давности, на котором запечатлен маленький осьминожка — ушастый осьминожка, только что вылупившийся из яйца. В 2005 году экспедиция Deep Atlantic Stepping Stones собирала на глубине почти двух километров кораллы, а уже в лаборатории на этих кораллах были обнаружены яйца осьминогов темно-коричневого цвета размером 2 на полтора сантиметра.
Осьминожка вылупился прямо в лаборатории на глазах ученых, и им удалось заснять это на видео. Так как от детства ушастых осьминогов было мало что известно, это событие стало значимым для морского научного сообщества. Так ранее считалось, что у плавников у осьминогов растает по мере их взросления, но оказалось, что они у них есть с самого рождения.
Анатомия маленького осьминожки полностью повторяла анатомию взрослой особи, за исключением желточного мешка. Ушастые осьминоги появляются полностью самостоятельными, готовыми к передвижению и охоте.
Физики из Гарвардского университета разработали мета-линзу, принцип работы которой схож с принципом работы человеческого глаза. Она состоит из наноструктур, расстояние между которыми может меняться. И в соответствии с этим меняются оптические свойства. Оптическая сила зависит от сжатия или растяжения искусственной мышцы, электромеханического устройства, подсоединенного к MIT Allen Xii, которая состоит из упругого диэлектрического полимера и нескольких прозрачных электронов.
Преимуществами новой разработки являются возможность моментальной корректировки астигматизма и возможного сдвига изображения. Также, в отличие от традиционных оптических систем, она не требует перемещения линзы вдоль оптической оси. Ну а на этом сегодня всё.
Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте своё мнение в комментариях, ставьте лайк, подписывайтесь на канал, и до скорых встреч. Пока! [музыка]