Вес хромосом. Эхолокация у людей. Рекорд термояда. Генный драйв. Грибок клеща. Новости QWERTY №174
Из этого ролика вы узнаете, что мы не знали про хромосомы, почему некоторые люди постоянно щелкают языком, каков текущий рекорд по управляемому thermia, ну зачем выпускать на волю диких комаров анофелес и как враги наших врагов спасают пчел.
[Музыка]
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир. Именно в этот день, 7 июня, в 1692 году мощное землетрясение магнитудой около семи с половиной разрушило город Порт-Ройал на Ямайке. Две трети города сразу ушли под воду, погибло около 5000 человек. Молва тотчас же обозначила причиной бедствия кару небесную, ибо Порт-Ройал был одним из самых безнравственных мест на земле, важной пиратской базой в Карибском море. Оттуда совершал свои набеги кровавый капитан Генри Морган, известный сейчас в основном по бутылочному этикетке.
Ну а мы сейчас совершим набег на сокровищницу 21 века и разберемся с самыми интересными новостями науки предыдущей недели. Все подробности, ссылки под килем, смысле в описаниях. Не недели без рекордов! Китайцы на своем Т.К. MAKE обновили рекорд по времени удержания плазмы. Если слово токамак вызывает у вас ассоциации со скальпами или ярыми приверженцами Рональда Макдональда, то у меня для вас есть это.
Токамак — это тороидальная камера с магнитными катушками, призванной зажечь термоядерное солнце на земле, то есть удерживать раскалённую до сотен миллионов кельвинов плазму в магнитном поле так долго, чтобы энергией от термоядерного синтеза произвелось больше, чем было затрачено на разогрев и удержание плазмы. ЕСТ работает с 2006 года и это относительно небольшой реактор. Большой радиус камеры, в которой происходит реакция, у него всего одна целая семь десятых метра. Он построен на полностью сверхпроводящей системе, на неубитых титановых проводниках и уже успел поставить несколько рекордов.
В прошлом очередной рекорд заключается в следующем: плазму с температурой в центре плазменного шнура 120 миллионов кельвинов удерживали в стабильном состоянии на протяжении 101 секунды. Ток при этом был более 500 килоом. Пир, а вот плазму с температурой 160 миллионов кельвинов держали 20 секунд. Для промышленного использования это, конечно, все еще мало, но параметры, при которых получен этот рекорд, то есть методы контроля плазмы и устранения неустойчивости, способы нагрева плазмы и использованные материалы, да и вообще вся работа ЕСТ весьма полезна для проекта ЛИТР во Франции. Напомним, что ПИТЕР при большом диаметре бублика в 19 метров, полной массы в 23 тысячи тонн, целится на 400 секунд плазмы 150 миллионов кельвинов и еще на двадцать с лишним миллиардов евро.
Одна из причин, по которой ученые массово не применяют технологии генного драйва, это панический ужас невозможности сделать Control Z — отмену. Подумайте сами, какие могут быть последствия у замены конкретного набора генов в целой популяции животных в дикой природе. В обычной ситуации измененные при помощи CRISPR-ген не распространяются по популяции по законам наследования, потому что существует всего 50 процентная вероятность наследования. Но если ученые применяют метод генного драйва, изменяют ген таким образом, чтобы вероятность наследования становилась 100 процентов, то изменённый ген вскоре захватывает всю популяцию.
Огромный соблазн, конечно, изменить сразу всю пшеницу, чтобы она приносила больше зерна, или наградить всех комаров анофелес геном, препятствующим переносу малярийного плазмодия и спасать 2,7 миллиона жизней ежегодно. Для этого достаточно выпустить одного комара, носителя особой генной модификации. Это называется мутагенация. Да, так можно даже уничтожать целые виды. Но если честно, поджилки трясутся от возможных последствий побегов лабораторных животных с такими генами или открывающихся возможностей для биотерроризма.
В недавней работе ученые представили методику генного драйва со встроенным генетическим ограничителем, который устанавливает контроль над процессом. Статья описывает разработку механизма под названием «Спешишь» на примере мух-дрозофил. Идея проста: в дикой природе, если несколько особей окажутся территориально разделенными с основной популяцией, они могут понемногу эволюционировать в новый вид. Но их потомки, вернувшиеся восвояси и спаривающиеся с особями первоначального вида, скорее всего, дадут нежизнеспособное или стерильное потомство.
Зовите это пост-сага готической репродуктивной изоляции. С пищей дрозофил создавали при помощи CRISPR как раз на основе этой идеи. Спаривание с особами из дикой популяции дает стерильное потомство. То есть спичь с дрозофилами могут контролируемо распространяться, отвоевывая себе пространство и за меня часть дикой популяции. Но в то же время никакого вида образования и распространения их геномов в дикой популяции не происходит. Например, если такое проделать со спичь с комарами, они ферри сами, то всегда есть возможность откатить назад процесс, ограничивая модифицированную пороговую популяцию и удерживая ее на уровне ниже 50 процентов. Как? Да просто добавьте обычные в диких комаров природу в случае необходимости.
Среди всех курсов и тренингов, которые есть на этом свете, есть один, который я однозначно попробовал бы с удовольствием. Жаль только тренеров маловато. Эхолокация у животных — обычное явление. Дельфины и летучие мыши не вызывают какого-либо удивления. Чуть более необычно то, что некоторые люди способны на почти такие же достижения. Например, Дэниел Киш не только может сказать, что перед ним сооружение с крышей или обнаружить стол, он может ездить на велосипеде, посылая языком, и создавая вокруг себя картину на основе отраженного от объектов звука. Картину мира ему создают вот такие щелчки.
Да, Дэниел абсолютно слеп, и он не один такой. Даже начинающий эхолокатор может обнаружить стену на расстоянии 30 метров. И вот впервые ученые решили разобраться в том, как приобретается это умение. Они набрали добровольцев из числа слепых и зрячих, ранее не занимавшихся эхолокацией, и прогнали их через 10-недельную обучающую программу. Результаты обучения оказались достаточно впечатляющими, не зависели от возраста или, как ни странно, от зрения или его отсутствия. Но среди слепых отмечалось значительное улучшение мобильности, и 83 процента отметили улучшение качества жизни.
Кстати, ученые на полном серьезе заявили, что некоторые люди не способны на эхолокацию, потому что они считают щелканье на публике неприличным. Святые люди, конечно. У добровольцев получалось определять расстояние до близких объектов, их перемещение и размер. Они могли ориентироваться в пространстве. Это возможно благодаря тому, что человеческий мозг удивителен своей нейропластичностью и способен адаптироваться под необычные обучающие стратегии для достижения результатов эхолокации. Его приходится значительно меняться, чтобы перерабатывать информацию от органов чувств весьма несвойственным ему образом.
В общем, похоже, этот метод вполне подходит для реабилитации пациентов со слепотой или намечающимся ухудшением зрения. Если вы найдете, где записаться в Batman, напишите, пожалуйста, в комментариях. Ночью по квартире будет удобно ходить. А я предлагаю вам записаться на вебинар «Как замотивировать подростка на учебу и проектную деятельность», который пройдет уже завтра, во вторник, 8 июня, в 19:00 по Москве. Модератором выступлю я, ваш покорный слуга, а спикерами выступят психолог университета Иннополис и десятиклассница-победительница проектных конкурсов и основатель менее стартапа. Полезно будет и если у вас есть любимый отпрыск, и если вы подросток, который интересуется темой мотивации. Ссылка будет в описании.
Кто-то однозначно не подготовился к летнему сезону, и это не только я, так ведь? В общем, ученые впервые измерили массу хромосом. Масса ДНК, содержащаяся в хромосомах, определяется вполне легко. Мы знаем количество пар нуклеотидов оснований - четыре раза по три с половиной миллиарда, и их массу еще с проекта Геном Человека. Но, как неожиданно выяснилось, масса 46 хромосом оказалась в 20 раз тяжелее ДНК. Вес хромосом 242 пикаграмма — опека грамота, триллионная грамма. Можно подсчитать количество клеток в организме человека и сказать, какая часть нашего веса приходится на хромосомы, но, пожалуй, не в этой рубрике.
Такая разница в массе между ДНК и хромосомами объясняется тем, что в хромосомах содержатся разнообразные белки, которые нужны и для чтения ДНК, и для регуляции процессов деления клетки, и для упаковки двухметровой цепочки в компактный объем. Но ученые ожидали, что масса все же будет гораздо меньше. А это значит, что в состав хромосом входят компоненты, о которых мы все еще не знаем ничего, и которые предстоит найти. Измерение проводили при помощи рентгеновской психографы, и как раз в прошлом ролике мы рассказывали об этом методе.
Ну а сами хромосомы выходили в состоянии метафазы, то есть перед тем, как разделиться. В общем, ученые открыли потенциальные белые пятна на карте нашего организма. Ещё одно: если мы дальше будем изучать эту тему, то возможно найдем что-то полезное для нашего здоровья.
В мире интерстеллар пчелы вымерли, и у людей осталась только кукуруза. Все остальные сельскохозяйственные растения вымерли. Вероятно, это произошло из-за вымирания пчёл, которые необходимы для опыления растений. Мед — это все-таки лишь приятный побочный эффект их деятельности. Сценарий этот не такой уж и фантастический, поскольку ученые уже пару десятилетий бьют тревогу: пчелы действительно вымирают. Виноваты тут люди, распыляющие пестициды неоникотиноиды, губительные для пчел, и паразитические клещи варроа, обожающие тепло пчелиных ульев. Травить клещей особо не получается, потому что химикаты действуют и на пчел, да и сами клещи умеют адаптироваться к ним.
Клиенту идей можно было бы выбить клином, направив на паразитов их собственных паразитов. И такой есть — это грибок нет архызе. Он примерно вот так разбирается с тараканом с ключом. Он тоже мог бы справиться, если бы не одно но: этот грибок ненавидит тепло пчелиных ульев. Как оказалось, это не проблема, нужно просто заставить грибок адаптироваться к 35 градусам. Для этого нужно дать грибку пероксид водорода, потому что он повышает вероятность изменения генома. Это мутаген наряду с колхицина, большим зелёным мутагеном, нитратами и многими другими.
А затем нужно постепенно повышать температуру окружающей среды и отбирать те клетки грибка, которые выжили, и так несколько раз. Хватило 7 итераций, чтобы поднять их выживаемость в тепле до семидесяти процентов. Вот только эти грибки стали очень плохо заражать клещей. Всего лишь 4 процента клещей погибли. Все труды насмарку, нет, ведь у нас уже есть алгоритм. Нужно взять те грибки, которые убили этих клещей, и продолжать их терроризировать мутагенами, отбирая лучших из лучших в каждом раунде мутации.
В общем, таким образом смертоносность грибка для клещей подняли до 60 процентов. В итоге эффективность этого метода сравнялась с эффективностью щавелевой кислоты, одного из био пестицидов. Враг моего врага в конце концов — грибок для моего клеща. Так что, такими темпами в состояние мира интерстеллара мы доберемся не из-за гибели пчел, а из-за чего-то другого.
Наверное, самой интересной новостью прошлого выпуска вы признали новость про отмену правила 14 дней, про то, какие эксперименты теперь можно проводить всемирными организмами, и как разрешают модифицировать человеческие эмбрионы. Вы можете узнать, щелкнув по подсказке. Однако узнать, с какого времени человеческий эмбрион формирует нервную систему и сенсорные связи, то есть начинает что-то чувствовать, было бы, конечно, и не лишним. Явно не из 14 дней, ведь есть исследования, заявляющие, что на 28 днях этого не происходит.
Синхронизированный импульс нейронов в периферической нервной системе можно обнаружить не раньше 2 месяца развития. Но значит ли это, что зародыш чувствует боль к 19 неделе? Да, а это, между прочим, половина срока беременности. Да и выглядит он уже взрослой. В общем, многие ученые сходятся, что 14 дней должны были бы превратиться хотя бы в 28. Тем интереснее, что срок отменили вовсе, но, видимо, науке это необходимо.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр, оставляйте свое мнение в комментариях и голосуйте за самую интересную новость этого выпуска в нашем телеграм-канале. Не забудьте, пожалуйста, поделиться этим видео со своими друзьями и подписаться на нас здесь, на Ютубе, в Инстаграме и Телеграме. До скорых встреч! Пока.
[Музыка]