Жизнь клеток после смерти. Продление здоровья. Шнобелевская премия 2024. Новости QWERTY №315
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Крти. Меня зовут Владимир, и сегодня в выпуске самых интересных новостей науки за предыдущую неделю. Мы начнём с пары серьёзных тем, а затем попробуем улыбнуться, пока в конец не разучились этого делать. И как обычно, все ссылки на источники и подробности будут в описании.
[музыка]
Начинаем! Что можно сделать, чтобы замедлить старение? Мысль о молодильных яблоках будоражит умы людей на протяжении веков, и уже сейчас есть методы, которые помогают отодвинуть старение и продлить жизнь, и они, по крайней мере, на животных работают. И вот биологи подошли ещё к одному открытию, которое может сделать процесс старения управляемым. О нём мы сейчас и расскажем.
В центре этого открытия стоит популярное лекарство для лечения диабета второго типа — метформин. Он используется уже более 60 лет и включён в список важнейших лекарств Всемирной организации здравоохранения. Учёные знали, что метформин оказывает позитивное влияние не только на диабет, но и помогает замедлить старение у некоторых животных — червей и грызунов. Однако до недавнего времени эффективность его побочных эффектов для приматов оставалась загадкой, которую и попытались решить китайцы.
Они на протяжении 40 месяцев наблюдали за двенадцатью пожилыми макаками, которые каждый день получали стандартную дозу метформина. 40 месяцев обезьян — это в пересчёте на человеческий примерно 13 лет. Контрольная группа, разумеется, тоже была. Учёные тщательно изучали состояние их мозга и других органов и тканей, используя передовую вычислительную модель для определения биологического возраста тканей. Биологический возраст может сильно отличаться от, так сказать, календарного, в ту или иную сторону; он отражает степень молодости организма.
Результаты были такие: возрастная деградация у обезьян, принимавших метформин, происходила гораздо медленнее. Их нейронная активность была примерно сопоставима с уровнем активности обезьян на 6 лет моложе. А 6 лет с обезьяньего — это как 18 человеческих лет. Более того, положительно влияло на когнитивные способности и состояние других органов, таких как печень, лёгкие и почки. Препарат также замедлял старение благодаря своей способности активировать белок nrf2, который защищает клетки от повреждений и воспаления, в том числе и клетки мозга. Именно этот механизм и привлекает учёных, которые на следующем этапе собираются проводить исследования уже не на 12 обезьянах, а на 3.000 людей в поисках чего-то большего, чем лекарства от диабета — ключа к более долгому и здоровому жизненному пути.
С другой стороны, Смерть — это ещё не конец. Так думают многие, представляя себе загробную жизнь. Но это утверждение может быть верным в контексте нескольких посмертных исследовании. Они показывают, что после гибели организма некоторые клетки могут продолжать своё существование в новом качестве, приобретая новые свойства. И даже известным ещё с 2016 года могут служить образования, полученные из кусочков стволовых клеток кожи погибших эмбрионов лягушки, названные ксеноботы. Учёные провели, конечно, модификации клетки, и они сами начали жить вторую жизнь, но результат от этого был не менее удивительным.
Эти создания начинают проявлять активность; их крошечные реснички, в норме используемые для перемещения слизи, становятся механизмом для самостоятельного движения. Но что ещё интереснее, они могут кинематически копировать самих себя, то есть без деления и роста, игнорируя обычные законы размножения. Тогда заговорили о танатос-криптомир: посмертная экспрессия генов. Выяснилось, по крайней мере на примере мышей и рыбок данио рерио, что после гибели организма в течение 96 часов тысячи генов продолжают экспрессироваться, будучи до этого неактивными.
А сейчас учёные заговорили о том, что клетки в принципе не находятся в бинарном состоянии «жив — мертв», а что у них есть особое третье состояние. Несколько учёных, исследующих ткани после смерти, выпустили новый обзор, в нём говорится, что после гибели организма некоторые клетки могут превращаться в новые многоклеточные организмы с новыми функциями. Например, изолированные клетки человеческих легких могут превращаться в многоклеточные антроботы, способные к движению и самовосстановлению. Небольшие антроботы даже могут чинить повреждённые нервные клетки, если те вдруг оказываются рядом, показывая, что Смерть — это не всегда конец истории.
Этот третий статус жизни бросает вызов современным научным представлениям. Феномен объясняется особенностями клеток, которые в ряде случаев продолжают получать кислород, питание и биохимические сигналы, необходимые для поддержания их функций после гибели организма. Лейкоциты, например, сохраняют активность от 60 до 86 часов, клетки скелетных мышц у мышей можно вернуть к жизни и через 2 недели после смерти самой мыши, а у рогатого скота — вообще через месяц.
Разумеется, многое зависит от типа клетки, от метаболизма, даже методов консервации. Но если мы разберёмся в работе клеток после гибели организма, то это может помочь живым. Те же антроботы могут использоваться для точечной доставки лекарств без боязни заполучить иммунный ответ или даже для лечения муковисцидоза и атеросклероза. Главное не забыть их уничтожить после всех этих процедур.
А теперь переходим к более забавному блоку. На ежегодной тридцать четвёртой церемонии вручения шнобелевской премии вновь были отмечены исследования, которые сначала заставляют засмеяться, а затем задуматься. Думается, что исследователи, начиная свои работы, далеко не всегда предполагают, что впоследствии их статьи станут объектами для смеха и шуток и станут частью действительно качественного научного шоу. Хотя иногда предпосылки всё-таки очевидны с самого начала. Расскажем о выдающихся и эксцентричных работах, отмеченных в этом году, и да, премии вручают настоящие нобелевские лауреаты.
Итак, исследования Реса Скиннера удостоились премии мира за невероятные эксперименты сороковых годов. Он предложил использовать голубей для наведения ракет на цель. Существующие системы наведения были просто огромными, вытесняя само взрывчатое вещество, поэтому Скиннер предложил в носовом отсеке размещать трёх голубей. Птицы должны были клевать силуэт цели на экране, корректируя таким образом движение ракеты: если цель смещалась к краю, их возвращали курс обратно. Хотя идея провалилась, она так захватила воображение, что спустя десятилетия награду за него получила его дочь.
Хотя Скиннеру не удалось убедить физиков и инженеров использовать голубиное наведение, до нас дошла его фраза о том, что дрессировать голубей проще, чем физиков. Премию в области экологии получили исследователи за изучение южноамериканской лианы Бокла Трифо. Эта растительная матахари умеет менять форму листьев, копируя соседние растения. Учёные обнаружили, что лиана может подражать пластиковым листьям. Два года назад проводились эксперименты, в которых лиана опиралась на пластмассовые прутья с пластмассовыми листьями.
Пока лиана росла рядом с нижней частью искусственной лианы, где листьев не было, листья живой лианы были одной формы, но, поднявшись выше и заметив пластмассовые листья, живая лиана начала менять форму своих листьев. Как есть, у неё способности к визуальному восприятию пока что всё более чем загадочно. Хотя тут не было контрольной группы, да и зимой эксперимент не воспроизвёл. В сфере анатомии учёные выяснили, в какую сторону волосы у людей на макушке закручиваются по обе стороны экватора.
Исследование показало, что хоть по часовой стрелке волосы в целом закручиваются чаще в Южном полушарии. Больше встречаются люди, у которых волосы закручены против часовой стрелки. Связь с силой Кориолиса, влияющей на направление закручивания в разного рода вихрях, была само собой предложена, но даже сами авторы считают это менее правдоподобным. Ну и примеры близнецов — целых 37 обследованных пар — показывают, что волосы у них закручиваются в одну сторону, что указывает на генетическое влияние.
Премия в области медицины показала, что даже плацебо может восприниматься как эффективное лекарство, если оно вызывает болевые побочные эффекты. Эксперимент с назальным спреем с капсаицином, предложенный пациентом в качестве анальгетика, доказал, что если человек ощущает лёгкое жжение от лекарства, то он будет меньше жаловаться на боль от какого-то другого воздействия; в эксперименте это были больные с высокой температурой. А вот самого анальгетика в спреем, конечно, не было — только перчик. Это было боле цебо, работающее лучше, чем обычное плацебо.
Так что тут явно есть потенциал! Исследование в области физики показало, что даже мёртвая форель может плыть вверх по течению благодаря естественным гидродинамическим силам. Этот эффект, как оказалось, помогает живым рыбам в их смелых путешествиях против течения. Изначально учёные, конечно, изучали живую рыбу, так как многие рыбы из семейства лососёвых совершают подвиги, поднимаясь вверх по течению вверх рек. Многие рыбы там же и умирают после нереста, но есть ли у них какой-то способ экономить энергию? Да, потому что турбулентное завихрение отталкивает рыбу вперёд, если впереди есть кто-то, кто эти вихри создаёт.
И, как оказалось, даже мёртвая рыба. Кстати, сквозная тема для всего научного шоу была законы Мёрфи — это те самые, которые утверждают, что если что-то может пойти не так, это обязательно пойдёт не так. Сталкиваюсь с этим каждый день, а вы?
[музыка] [музыка]
Но вернёмся к номинациям. Премия по физиологии досталась за изучение возможности дыхания анусом у свиней, крыс и мышей. Мы рассказывали об этом эксперименте, который потенциально может привести к новым методам лечения дыхательной недостаточности у людей. Животные получают кислород через поверхность кишечника, причём как с помощью газовой, так и жидкостной ректальной вентиляции. Концентрация кислорода в крови за счёт этого повысилась на целых 15%, что позволяло животным выживать гораздо дольше в совсем неподходящих условиях. Интересно, появится ли специальный акваланг когда-нибудь?
Учёные из Амстердама проверили гипотезу, что подброшенная монета чаще приземляется на ту же сторону, которая была сверху. Добро, упорно проведя 350 бросков при помощи 48 людей, они подтвердили, что вероятность этого 50,8%, а не чистая половина, о работе, получившей премию по вероятности, хотя скорее по терве. Мы также как-то рассказывали у себя ещё в далёком 2018 году: отдельная награда в биологии досталась за исследование о том, как стресс влияет на выделение молока у коров.
В статье аж сорок первого года отмечается, например, что сидящая на спине коровы кошка и, о какая неожиданность, одновременные с этим хлопки взрывающихся раз в 10 секунд бумажных пакетов удивительным образом способствовали снижению продуктивности. Всё дело в адреналине, который мешает сокращению мышц в молочных железах. Кошка на самом-то деле тут особо и не нужна была, но уже в сорок первом году все всё понимали.
Награда в области демографии ушла за исследование о том, что на самом-то деле многие известные долгожители, перевалившие за 100 лет, проживали в регионах с крайне слабо развитыми системами типа ЗАГС, то есть учёта рождаемости и смертности: Кавказ, Окинава, Сардиния. А уж если где такую систему и вводили, то рекордсмена-долгожителя там сразу убавляют в числе. Интересно также, что локации, где много таких долгожителей, в целом довольно бедные с высоким уровнем преступности и, соответственно, низкой средней продолжительностью жизни. Так что в основном эти рекорды, скорее всего, представляют собой погрешность статистики и влияние пенсионного мошенничества.
Тут уж не дождёшься! Ну и finally, премия по химии вручена за хроматографию пьяных червей. Так-то химики работали с активной материей, системой частиц, преобразующих энергию в механическое движение. Это могут быть крупные полимеры, это могут быть и биологические объекты. Вот только в итоге в качестве объекта были выбраны черви-трубочники. Малощетинковые черви, а потом их ещё и обработали спиртом, чтобы понизить их активность. Трезвых и пьяных червей даже смогли различать по степени активности как раз при помощи хроматографии.
И угадайте, какой червь тут пьяный? Эти работы вновь показали, что наука — это не только насупясь заставить нас улыбнуться. И уж лучше так, ведь самые глупые вещи на свете делаются исключительно серьёзным лицом.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные не нашли принципиальных препятствий для проведения эксперимента по наблюдению гравитонов — переносчиков гравитационного поля, составной части гравитационных волн, ряби пространства-времени. Это может помочь описать гравитацию в квантовых терминах и приблизиться к теории всего. Эффект, который учёные ожидают получить, схож с фотоэффектом, только вот вместо электромагнитных волн в нём будут участвовать гравитационные.
Ключевой момент в том, что энергия переходит между материей и волнами дискретными порциями: отдельные гравитоны поглощаются, и эти минимальные скачки энергии как раз можно зафиксировать при помощи точных квантовых детекторов, над которыми ведётся работа. Также потребуется синхронизация с гравитационной обсерваторией, посылая на экспериментальную установку информацию о наблюдении гравитационных волн. Подробнее при щелчке по подсказке.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё! Большое спасибо вам за просмотр. Напишите в каких ситуациях к вам были применимы законы Мёрфи в последнее время. Ну а проголосовать за самую интересную новость выпуска можно как обычно в нашем Telegram-канале, ссылочка будет в описании. И до скорых встреч! Пока!
[музыка] [музыка]