Самая длинная ДНК. Полёт Старлайнера. Вакцина от столбняка и болезнь Паркинсона. Новости QWERTY №303
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Кверт. Меня зовут Владимир. Скажите, вы слышали что-нибудь о папоротнике Тме ситес? Олонце олат? Как будто заклинание произнёс! Яда прошлой недели — нет!
А между прочим, это невзрачно растение из Новой Зеландии стало рекордсменом по размеру генома среди всех известных живых существ. Геном — это вся генетическая инструкция, закодированная в молекуле ДНК. ДНК состоит из нуклеотидов, которые образуют четыре типа азотистых оснований: аденин, тимин, цитозин. Эти буквы генетического алфавита образуют пары оснований, так как спираль ДНК состоит из двух цепочек и кодирует всю информацию о нашем теле.
Итак, геном этого папоротника состоит из 160 миллиардов пар оснований. Между прочим, ваш геном, да и мой тоже, состоит всего лишь из 3 миллиардов пар. Но не стоит чувствовать себя неполноценными: давно известно, что сложность организма не зависит от размера его ДНК. Этот папоротник не имеет корней и листьев в привычном понимании. Его листья — это видоизменённые стебельки, а сам папоротник опирается на корневище других растений. Он эпифит, то есть он растёт на других растениях, но не паразитирует на них.
До этого рекорд по размеру генома принадлежал пиерис японскому — 149 миллиардам пар оснований, а среди животных — рыбе мраморного протоптера с 130 миллиардами пар. Теперь же папоротник взял верх. Здесь важно, что учёные не секвенировали по разме и по составу содержимого ядра клетки, поэтому мы до конца не знаем, что привело к такому рекорду.
Вариантов здесь два. Во-первых, это полиплоидизация, то есть удвоение сразу всех хромосом. Такое случается у растений, причём не влечёт за собой каких-то особо вредных последствий. Даже наоборот, иногда это подстепное удвоение отдельных участков ДНК внутри хромосом, что тоже не несёт существенных выгод, но и в целом не вредит.
И в том и в другом случае по сути остаётся генетический мусор — лишние не кодирующие основания. Удивительно, что содержание крупного генома довольно затратно по ресурсам, энергии и белкам, но этот признак не был ликвидирован во время эволюции. Возможно, папоротник просто живёт в избытке ресурсов, и поэтому отбор по этому признаку не происходил. Этому папоротнику завсегда везде хорошо, как тому индейцу.
Зато теперь учёные знают предел размера ДНК, который может поддерживаться эукариотической клеткой. Ну а предел для самых интересных новостей науки за предыдущую неделю просто нет. Предлагаю вам самим убедиться в этом прямо сейчас.
Как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании. Было время, когда к МКС люди летали шаттлами и Союзами. Потом какое-то время только Союзами, потом Союзами и Драконами. И вот сейчас, впервые, отправились туда Старлайне. 5 июня с начала канала стартовал первый пилотируемый, но по сути всё ещё испытательный полёт Старлайнера с двумя астронавтами на борту.
Старлайнер — это проект компании Boeing совместно с NASA. Он терпел множество неудач, выходил на неверную орбиту в автоматическом режиме. В 2019 году множество раз переносился запуск на стадии второго автоматического полёта. Да и третий пилотируемый нынешний откладывал не раз: то кислородный клапан окажется не в порядке, то гелий начнёт протекать, то компьютеры в ЦУПе дают сбой.
Теперь, когда корабль всё же пристыковался с первой попытки, с отказом пяти из двух двигателей реактивной системы управления и последующим восстановлением работы четырёх из них с очередными утечками гелия. Но, наконец, пристыковался к модулю «Гармония» МКС. Теперь осталось только дождаться возвращения корабля и его экипажа на Землю на этой неделе, и можно считать, что Старлайнер таки получит сертификацию на полёты.
Ну а свою первую коммерческую доставку экипажа к МКС он таким образом сможет осуществить уже в двадцать пятом году. У корабля в полёте не было обтекателя полезной нагрузки, но была система аварийного спасения и небольшой груз: насос для модуля, который регенерирует мочу в питьевую воду. Этот насос вышел из строя на МКС, из-за чего там скопились запасы. Ну а теперь всё можно будет починить и исправить.
Конкуренция в космической отрасли — это благо для её развития. К сожалению, количество полётов Союза всё сокращается, и запуск Старлайнера не сможет не сказаться на ней, на частоте в дальнейшем.
Продолжая тему запусков, на четвёртый раз сверхтяжёлый тестовые запуски её первая ступень отработала, отсоединилась, развернулась и успешно приводнилась в вертикальном положении без разрушений. Вторая ступень коснулась околоземной орбиты на высоте в 200 км, вернулась в атмосферу, сбросила скорость ниже скорости звука и тоже приводнилась, но уже с заметными разрушениями, хотя и не развалилась на части.
Это важный шаг на пути к истинно многоразовому использованию ступеней космических ракет, приближение к ресурсу в десятки запусков. Лучшей новостью предыдущего выпуска была выбрана новость про то, что в Финляндии запустилась первая коммерческая фабрика по производству белка из бактерий. Несмотря на скепсис в комментариях, мол, элита продолжит есть мясо, а плебс будет есть порошок из бактерий — за эту новость проголосовало 54% зрителей.
Давайте разберёмся в техническом процессе. Давление белка солей, он добывается из культуры одной не модифицированной бактерии. Во многом этот процесс схож с выращиванием лактобактерий или дрожжей. Человечество издавна использует одноклеточные микроорганизмы в своих целях. Основной компонент для роста бактерий — это воздух.
Во-первых, из атмосферы выделяется углекислый газ (CO2). Во-вторых, при помощи электричества атмосферная влага разделяется на кислород и водород. Но не вся, какая-то часть предназначена для проживания бактерий. Затем микробам с поливается CO2 в смеси с калием, кальцием, фосфором — то есть веществами, которые важны для роста, но не содержатся в воздухе, а также азотом — то есть такими же веществами, которые растения получают из почвы.
После того как в воде становится достаточно бактерий, она густеет, и часть смеси извлекают и высушивают. Так и получается порошок, напоминающий по консистенции и даже по вкусу пшеничную муку. Заявляется, что конвертация энергии в калории в этом процессе в 20 раз эффективнее, чем при фотосинтезе, и в 200 раз эффективнее, чем при производстве мяса. Во многом, конечно, благодаря тому, что энергия получается из возобновляемых источников, конкретно от солнца.
Так что по стоимости солей может стать дешевле сои уже к двадцать пятому году. Единственный вопрос, который меня беспокоит: я не нашёл, что именно за бактерии используются в этом процессе. Заявляется, что она генетически не модифицирована и нативна для Финляндии, но в остальном…
Как говорится, Take!
А сейчас буквально несколько слов про исследование влияния на организм одного из сахарозаменителей ксилита. Проблема ожирения заставляет производителей ряда продуктов убирать сахар, подсластителей становится всё больше и больше, в том числе и ксилита — пятиуглеродного сахарного спирта, который можно встретить в жвачках, конфетах, зубной пасте и так далее.
Логично, что требуется исследование влияния на организм разных подсластителей. Аспартам вот недавно отнесли к категории потенциально канцерогенных. Видимо, дошла очередь и до проверок ксилита. Действительно, он, когда присутствует в организме в повышенных концентрациях, влияет на сердечно-сосудистую систему. Эксперименты проводились на грызунах и на людях-добровольцах. Влияние оказалось негативным.
На длинных дистанциях ксилит воздействовал на тромбоциты, повышая в течение 3 лет риски тромбоза, а как следствие — инсультов и инфарктов миокарда. Уровни риска значительные настолько, что рекомендуется регулирующим органам ограничивать использование ксилита. По мнению исследователей, нельзя сказать, что ксилит вызывал сердечно-сосудистые заболевания, он повышал риски их возникновения.
Так что, возможно, людям со склонностями к сердечно-сосудистым стоит покончить его употребление. С другой стороны, критического влияния этого подсластителя на уровень сахара в крови и на появление резистентной проблемы не было у некоторых других подсластителей.
Болезнь Паркинсона и столбняк: что между ними может быть общего? Для того чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно обратиться к эффектам прививок от столбняка. Но, для начала, пару слов о Паркинсоне. Это второе по распространённости нейродегенеративное заболевание. На первом месте — альцгеймер.
Через 8-10 лет после проявления симптомов пациент рискует оказаться полностью беспомощным, прикованным к кровати. Вызвана болезнь постепенной гибелью нейронов, вырабатывающих нейромедиатор дофамин. Но причина их отмирания до сих пор не установлена. Есть гипотеза насчёт генетической предрасположенности: у 15% больных есть подобные случаи в семье, но ген Паркинсона до сих пор не найден.
Есть гипотеза влияния окружающей среды, там её загрязнённости. Потому что близость к промышленным предприятиям изменяет развитие болезни. Есть окислительная гипотеза, гипотеза неудачного старения. Но однозначных причин появления Паркинсона мы до сих пор не знаем, поэтому нет и лекарства.
И всё что мы можем сделать — это как-то замедлить развитие болезни и улучшить уровень жизни пациентов. Поэтому важное значение имеет недавняя работа по медицине, которая показывает, что прививка от столбняка защищает от Паркинсона.
В первые два года после прививки болезнь у людей, попавших в базу исследования, не развивалась вообще. Затем риски возникновения начинали появляться, но гораздо меньше, чем у невакцинированных. В целом прививка сокращала появление Паркинсона в два раза. Важно отметить, что здесь речь шла только о взрослых людях, потому что у детей Паркинсон не проявляется.
Учёные были озадачены результатами и лишили их объяснить. Давайте вспомним, столбняк вызывают клостридии — бактерии, живущие в кишечнике животных и оттуда попадающие в почву. Кстати, есть свидетельство, что Паркинсон чаще возникает как раз в сельской местности.
Окей, со столбняком проблем нет. Пока бактерии не попадают в кровь человека вместе со своим пагубным титано-токсином, там она активно размножается. И тут уж токсин обеспечивает мышечные спазмы, способные даже ломать кости, ну а впоследствии и приводящие к смерти.
Учёные предположили, что у слабка может быть не только острая фаза, вызванная попаданием токсина в кровь. Вообще считается, что токсин, который попадает в желудок и в кишечный тракт, безвреден, потому что он не всасывается через стенки ЖКТ. А у пациентов с Паркинсоном наблюдается повышенное содержание клостридий в ЖКТ.
Но что, если клостридии каким-то образом всё же попадают в такие закоулки организма, откуда всасывание токсина возможно? Например, в нос. Тогда достаточно повреждённые слизистые, чтобы титано-токсин попытался добраться до мозга и запустил угнетение нейронов. Может быть, есть какие-то другие пути, но, например, вдруг всё же токсин в небольших масштабах всасывается через стенки ЖКТ.
Но теперь связь между прививкой от столбняка и снижением рисков Паркинсона становится более понятной. Конечно, все эти предположения ещё только предстоит проверить, но заодно, наверное, стоит проверить и свою прививочную карту.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Напишите в комментариях, какое блюдо вы бы приготовили из бактериального порошка. Ну а проголосовать за самую интересную новость этого выпуска можно, как обычно, в нашем Telegram-канале. И до скорых встреч! Пока!