Нейросеть и Бетховен. ДНК динозавра. Фотон как частица. Мутации против ВИЧ. Новости QWERTY №189
Из этого ролика вы узнаете, как дописать симфонию Бетховена по его наброскам, где взять ДНК динозавра, как мутации могут победить ВИЧ, когда фотон решает быть частицей, как сейчас выглядит Меркурий и кто разгоняет большое красное пятно.
[Музыка]
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Qwerty. На меня зовут Владимир. 23 июля никто Сара Франклин опубликовала в Тик Ток лайфхак, с помощью которого можно было срубить легких денег, проходя всякие опросы и тестирования. И это забота была бы похвальной и любой, если бы не то, что своим подписчикам она порекомендовала платформу Prolific, а на ней проводятся поведенческие исследования для компаний и научных организаций. А для поведенческих исследований для репрезентативности нужно как бы разнообразная сбалансированная аудитория. Они 10-20 летних девушек, которые сразу после выхода в видео Сары, составили 90 процентов участников опросов. Из-за этого 4600 исследований были прерваны. Сейчас ажиотаж спадает, хотя дисбаланс все еще наблюдается.
А вот просмотр нашего ролика о самых интересных новостях из мира науки за предыдущую неделю не сорвет ни одного исследования, абсолютно безопасна и полезно. И как всегда, все ссылки на источники и подробности в описании.
Начнем мы сегодня с фотографии Меркурия. Ну, не будет божественно, но не на столько. Зонды Беппе Коломбо 1 октября совершили облет Меркурия на расстоянии всего в 200 километров от планеты. С момента старта в 2018 году аппарат уже совершил несколько гравитационных маневров вблизи Венеры и Земли. И в первый раз облетел Меркурий на стабильную орбиту. Пепе Коломбо выйдет в конце 2025 года. К сожалению, съемка велась с расстояния в тысячи километров, потому что во время облета Меркурий был слишком темный, ибо ночь. Но на фотографиях прекрасно видны многочисленные кратеры и равнины.
Напомним, что в составе миссии, кроме собственно перелета, его модуля имеется европейский орбитальный аппарат и японский магнитосферный орбитальный аппарат, который займется поверхностью Меркурия, его строением, поиском льдов, магнитосферой и тому подобное.
Еще одна новость из солнечной системы, но уже про Юпитер: самый большой ураган солнечной системы — большое красное пятно понемногу уменьшается. Это достаточно медленный процесс. Кстати, пятно известно человечеству вот уже больше трехсот пятидесяти лет. К тому же у Бэкапы меняется форма на более округлую, да и цвет тоже становится иным. Я бы сказал, более насыщено что-то между бегоний и куропаткиными глазками.
Но еще интереснее тот факт, что скорость ветра внутри пятна за последние 11 лет увеличилась на величину от четырех до восьми процентов, а это до 0,7 метра секунду в год. Ну, собственно, балерина тоже прижимает руки к телу, когда быстрее раскручивается. Но юпитерианскую балерину еще подтолкнуло так называемое вспышка южного экваториального пояса в шестнадцатом-семнадцатом годах, когда из глубин планеты к поверхности конвективными потоками было перенесено много вещества. В общем, посчитали, что сейчас скорость ветра внутри внешнего круга пятна составляет примерно 640 километров в час. Данные были предоставлены Hubble, а для анализа использовались тысячи векторов ветра.
Робот сочинишь симфонию. Робот превратит кусок холста в шедевр искусства. Вы, я думаю, что Айзек Азимов догадывался, что машина сможет все это и даже больше. Закончит произведение искусства за человека. Бетховен создал 9 симфоний, но к 10 он успел накидать лишь несколько набросков. Конечно, люди пытались сотворить из них хоть что-то. Получилось даже собрать воедино значительный кусок первой части в 1988 году.
Но австрийцы, умные уссуридцы, поняли, что нужно объединять усилия для решения этой задачи. Поэтому в его команде музыкантов и музыковедов, решивших завершить десятую симфонию, были также и ученые компьютерных наук. Команда перевела все заметки и наброски на язык, понятный нейросетям. Она определила, какой части симфонии могли бы относиться оригинальные кусочки набросков. Причем это чуть ли не самый ответственный момент, потому что быстрые такты могут быть как в оживленном участке 3 части, так и быть частью фуги, которая в свою очередь может быть составной частью симфонии.
Без обучения нейросети, естественно, тоже не обошлось. Есть кормили, написанные Бетховеном 16 струнных квартетов, 9 симфоний, фуги и так далее. Нейросеть должна была выучиться развивать мелодию из музыкальной фразы, соблюдать музыкальную форму, причем в духе Бетховена, а далее она должна была гармонизировать мелодическую линию, уметь соединять две секции и, в конце концов, сочинять коду.
Этого мне пять классов музыкалки. В качестве проверки не россияне даже просили дописать пятую симфонию по знаменитым 8, но там в итоге сеть смогла сделать то, что от нее хотели. Два года работы вылились в разложенную по инструментам десятую симфонию — две части по 20 минут. Разумеется, их играл оркестр по нотам. То, что уже слышали, люди говорят, было очень похоже на стиль Бетховена, хотя и с нотками чего-то абсолютно нового.
Ну а вы слышите это на фоне. Весь этот блок, полная запись будет опубликована на этой неделе после живого исполнения в Германии. А посмотрит насчет искры гениальности доступна ли она машине, я приглашаю вас в комментарии. Я лично считаю, что да.
Парк юрского периода в принципе невозможно, потому что ДНК, пригодное для секвенирования, не сохраняется на протяжении длительного срока, несколько сотен тысяч лет. Ну, полтора миллиона вот у мамонтов да, можно взять образцы. И вообще, парк должен был бы называться не юрским. Ну совсем вот по геологическим признакам. Все дело в маркетинге, как и всегда. Парк раннего мелового периода, если бы существовал, содержал бы в себе How Deep T Rex и маленьких, вероятно, хищных динозавров, напоминающих курицу.
Собственно, в окаменелостях этого пернатого, жившего 125 миллионов лет назад, обнаружили сохранившиеся, весьма относительно сохранившиеся хрящевые клетки (хондроциты). Ученые сделали срезы суставного хряща бедренной кости, убрали из них лишние минералы и кальций, обработали специальными маркерами и изучили под световым и электронными микроскопами.
Одна из хрящевых клеток от маркеров окрасилась в праве структуру, которую ученые посчитали ядром клетки. А внутри этого ядра ученые посчитали хроматином, то есть комплексом ДНК в сочетании с рядом белков, чем-то вроде свернутой ДНК в предварительной упаковке, но еще не хромосомой. Поймите правильно: клеточное ядро и даже с фрагментами ДНК находили и ранее, и у мамонтов, и у очень древних растений. Качество этих материалов достаточно скудное. Но этот хроматин более старый из всего двух найденных образцов в принципе, принадлежащих динозаврам. Думается, что хорошо сохранился он благодаря отличным условиям захоронения, быстрой консервации вулканическим пеплом. Да, к тому же хондроциты в целом менее подвержены заселению бактериями, чем другие ткани.
Вот так даже 100 миллионов лет. Не окаменелости это не всегда стопроцентный камень, но как ни крути, от секвенировать такую ДНК не выйдет. Даже если от нее что-то из могу сходить. Погодин вещь. Как победили, когда того спал?
Было бы неплохим лозунгом, но вот только если с вакцинацией против ВИЧ всё не так однозначно. То генетические модификации организмов показывают иногда внушительный потенциал. Начнем с того, что ген под названием red россиян чем Петри кодирует белок, препятствующие, так сказать, исходу из клетки некоторых вирусов. А мы знаем, что тот же ВИЧ проникает в клетку, реплицируется, а затем копии вируса как бы отпочковываются от клетки через мембрану, используя строительный материал.
Так вот, этот ген замедляет этот процесс, и вирус не покидает клетку. По сути, ген несколько замедляет клеточную биологию и вместе с тем вредит репликации вируса. Ген red россиян чем Петри — это дубликат гена сечин петри. Если ретроген встречается у мышей и у некоторых обезьян, то у людей есть только оригинал. Он важен для целостности клеточных мембран, деление клеток и обмен информацией между ними. Вот эти-то процессы и хакает ВИЧ.
Но в присутствии ретро дубликата ему это делать уже не удается. Понятно, что в лабораториях стали искать варианты все "ищем Петри", которые могли бы сработать в качестве антивируса, и нашли одну укороченную версию человеческого гена.
Вот незадача: модифицированный таким образом белок нарушал клеточные функции, что приводило к смерти клеток. Но раз нельзя подобрать, то можно создать. И при помощи генетических инструментов ученые модифицировали обезьяне ретроген, затем внедрили его в человеческие клетки и отдали на растерзание ВИЧ. Вещь ничего не растерзал, а наоборот, имел трудности с выходом из клеток. Но и клеточные функции не были нарушены. Клетки при этом не гибли. Осталось за малым — опробовать модификацию на живых организмах.
И кстати, если бы мы смотрели с точки зрения эволюции, то этот механизм бог бы быть новым видом иммунитета. Но только полагаться на эволюцию, но вот эти вот все миллионы лет нам как вниз руки, уж как-нибудь сами.
Когда на прилавках не секрет, что свет может одновременно проявлять как свойства волны, так и свойства частиц. И корпускулярно-волновой дуализм — стык обычной и квантовой физики. Однако при взаимодействии со свободными электронами мы привыкли описывать фотоны как волны, в экспериментах уж точно. Но есть теоретические работы, которые говорят, что существуют условия, при которых фотон проявит себя частицей при новом типе фундаментального взаимодействия с электроном.
Само собой, нож есть ученые, которые сказали: "вызов принят". Они определили набор инструментов, который им понадобится для претворения теории в жизнь. В качестве компактного ускорителя электронов взяли кремниевый фотонный чип от исследовательской группы и чип интегрировали его в ультрабистро-проникающий электронный микроскоп. Ну а для источников фотонов выбрали один из оптических усилителей, который мог изменять квантовые характеристики света. Все это объединили примерно вот в такую установку.
Основная цель была продемонстрировать взаимодействие между свободными электронами и светом с различными квантовыми характеристиками. Во время эксперимента при изменении характеристик фотонов энергетический спектр электронов также менялся. Электроны выступали как бы детектором состояния света, позволяющим извлечь данные о его квантовом состоянии, опираясь на значение энергии электронов.
Но эти измерения могут быть объяснены только в одном случае: если и электроны, и фотоны ведут себя как и было предсказано в ранних теоретических работах. В общем, фотоны в этом эксперименте решили, что при взаимодействии с электронами будут вести себя как частицы, чего ранее не было зафиксировано. И это открывает в нашем дереве исследований примерно следующее: новые возможности для электронной микроскопии за счет интеграции кремниевых фотонных чипов, новые возможности для квантовой томографии и квантовой оптики.
Ну и как всегда приятно хакнуть реальность. Самой интересной новостью прошлого ролика стала новость про то, что ученые смогли модифицировать мышей таким образом, что их сердце стало регенерировать после инфаркта. Кардиомиоциты под воздействием факторов и монахи, вырабатывающихся в сердце при поступлении в него особого вещества, как бы включающего и выключающего их производства, возвращались в эмбриональное состояние, находясь в котором они могли делиться и зарассчитать постинфарктный рубец.
И монако ученый, они клан получил за открытие свойств 4 белков, позволяющих ре-программировать клетки Нобелевскую премию. При этом он первым получил индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, а это взрослые уже специализировавшиеся клетки, которые искусственно вернули в эмбриональное состояние, позволив им стать опять любой клеткой на выбор. Это эликсир очищения, да, это действительно тот способ, с помощью которого можно из обычных клеток кожи получить запасное сердце или нейроны в отдаленной перспективе.
Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Вы можете оставить свое мнение в комментариях. Ну вот, по поводу гениальности машин. Вы можете проголосовать за самую интересную новость выпусков в нашем телеграм-канале. Поделитесь этим видео со своими друзьями и не забудьте подписаться на нас здесь, на Ютубе, в Инстаграме и Телеграме. И щелкните, пожалуйста, колокольчик, и до скорых встреч! Пока!
[Музыка] Вот.