Деревянная мебель в пробирке, искусственная роговица, карта коричневых карликов. Новости QWERTY №156
[музыка] Всем привет! Вы смотрите научно популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир, сегодня понедельник, и это значит, что время для самых интересных новостей науки за предыдущие недели.
В этом ролике: как астрономы-любители вносят вклад в создание карт окрестностей Солнца, как долго шла операция по первой в мире имплантации искусственной роговицы, можно ли вырастить деревянное кресло-качалку дома, что пришлось сделать, чтобы парализованной мыши начали ходить, как выглядит коронавирус в реале и другие новости. Все подробности по ссылкам в описании.
По результатам голосования в телеграме, самой лучшей новостью прошлого выпуска стала новость про то, что бактериофаги помогли разработать стратегию борьбы с супербактериями. Супербактерию стали атаковать подобранным специально для неё бактериофагом. Супербактерия мутировала, чтобы защититься от фага, но снова стала уязвимой для обычных антибиотиков. Поэтому коктейль из двух различных атакующих средств не оставил для бактерий никаких шансов. Щелк по подсказке, если вдруг вы пропустили предыдущий ролик.
Ну а товарищ Эксцентриситет абсолютно правильно указал все четыре причины, по которым новость про 4C почечную ДНК мы поставили на четвёртое место в предыдущем ролике. 4 цепочки вот такой структуры, буква Г аналогична G в названии G Quadruplex, стоит на четвёртом месте в русском алфавите. В ДНК 4 нуклеотида, а в ряде стран Востока 4 – это число смерти. Раз уж такие структуры имеют связь с раковыми клетками.
А новость номер один: про то, что объединяясь ради какой-то цели, люди могут достичь результатов, которые недоступны отдельным биологическим единицам. Сила единства в очередной раз проявилась и у астрономов. С 2017 года существует проект Backyard Worlds: Planet 9, нацеленный на поиск коричневых карликов, причем не только учеными, но и силами любителей астрономов. А в перспективе считается, что он поможет натолкнуться на загадочную девятую планету солнечной системы.
Коричневые карлики – это такие недозвезды или планеты, не привязанные к какой-либо конкретной звездной системе. Они сами по себе в глубинах космоса слишком маленькие для того, чтобы в них горел водородный термоядерный реактор, характерный для звёзд, но всё еще способны сжигать дейтерий и литий в своих недрах. Правда, длится это недолго; они остывают до 700 градусов и кружатся в межзвёздном пространстве, как еле тепленькие бледные планеты-переростки массой до 80 юпитеров, которые с трудом можно разглядеть, если только в инфракрасном свете, потому что они в тысячу раз слабее Солнца в оптическом диапазоне.
Ну, то есть, все же поярче железных звёзд из Туманности Андромеды. Ефремова. Но как всё сломано, недоразвито и пошло не по плану, коричневые карлики очень важны учёным, потому что отклонение помогает установить правильный ход вещей. А конкретно — эволюцию звёзд и планет. И в рамках миров на заднем дворе любители вместе с учеными просматривали множество снимков телескопа УАЙЗ, отыскивая потенциальные коричневые карлики. И их нашлось три с лишним тысячи.
В ходе работы астрономы использовали эти наработки, совместили данные со снимками телескопа Спитцер и получили трёхмерную карту радиусом в 65 световых лет вокруг Солнца, содержащую более пяти сотен коричневых карликов. Кстати, все они делятся на различные типы, имеют разные массы и температуры.
В общем, крайне увлекательная классификация. Что интересно, ведь это и правда классификация, а значит, существует какая-то причина, по которой эту задачу не поручили свёртышам на нейросети, а предложили корпеть над ней людям. И вот короткий ответ сайта: всё ещё нет замены человеческому глазу при распознавании слабых сдвигов в астрономических изображениях.
Ну что ж, им виднее. В любом случае, ближайший к нам коричневый карлик расположен в 35 световых годах, и это очень хороший объект для того, чтобы изучать свойства экзопланет.
Вторая новость про тот самый незаменимый человеческий глаз. Роговица глаза часто бывает подвержена различным травмам и заболеваниям, что может привести к самой настоящей слепоте. Нужно ли говорить, что это неприятно? Продавиться — это такая прозрачная выпуклая совета, преломляющая оболочка, прямо над радужкой, зрачком и хрусталиком. Важная вещь, которую можно заменить на донорскую в случае возникновения проблем со зрением.
Вот только проблемы с донорами тоже никто не отменял. Смерти, дождись согласие — сплошная морока. Искусственные роговицы, такие явно лучше. В Израиле впервые смогли имплантировать полностью искусственную роговицу пациенту, который вот уже как 10 лет потерял зрение из-за повреждения роговицы.
Имплантат по своей структуре повторяет внеклеточный матрикс, из которого в основном и состоит настоящая роговица. Это абсолютная синтетика, поэтому риск отторжения и заражений минимален. Операция занимает по времени всего час. Кажется, там даже набор специально создали из разряда "сделай сам". Прекрасный способ масштабирования, между прочим. Едешь не в Израиль за операцией, а в ближайшие Монтаги, а например.
Но и теперь немного о механике процесса. Итак, этого часа хватит, чтобы подрезать и раскрыть внешнюю оболочку глаза, отсоединив её от склеры, соскоблить эпителий, нанести нужную разметку, ну, же ведь нити, которыми впоследствии прихватят имплантат, удалить ненужную роговицу, разместить искусственную роговицу на глазном яблоке, вернуть на место и зашить оболочку. А приживаться имплантат будет за неделю после операции. Пациент первым делом отправился рассматривать людей и читать, чем несказанно обрадовал свою жену.
Ну а израильские медики готовят еще целых девять таких операций. Вот бы еще эту роговицу превратили в умную и подключили её к какому-нибудь смартфону! Профессор, конечно, напухло аппаратура при нём на абсолютно новом уровне, но и представьте себе, да, при входе в аудиторию выдерните свои гаджеты или вот это вот новое глазные глушилки.
В какой-то момент времени нашей мебель стала всё больше производиться из фанеры и ДСП, а старые добрые массивы дуба или кедра стали непомерно дорогими. Хватит это терпеть! На самом деле, тот пофиг. Но третья новость про то, что ученые, кажется, подошли к тому, чтобы выращивать деревянные объекты: например, створки шкафов или подлокотники кресел. В лаборатории растительные клетки довольно универсальны, и это называется "тотипотентность".
Из отдельных клеток можно получить почти любой вид растительной ткани или даже целые растения. Чувствуете сходство со стволовыми клетками? Это используется при микроклональном размножении. Например, получают десятки тысяч одинаковых саженцев бананов. А значит, из отдельных клеток можно получить нужную в данный момент ткань. Скажем, к силу му циферка 3 на рисунке: проводящая ткань, древесина.
Обычное дерево надо вырастить, а это земля, вода, удобрение, пестициды. Десятки лет работают добродушные старики-лесовики, лесники, а потом срубают, щепки полетят в сторону, кору ободрать, сжечь все лишнее, вести на лесовозе, следить, чтобы без документов не попала куда-нибудь к нашим социалистическим братьям через границу. Варварство какое-то.
Лирическое отступление: леса по всему миру сокращаются, а это приводит к тому, что они поглощают всё меньше углекислого газа из атмосферы и запасают его в своих деревьях во все меньших объемах. В четырёх странах эмиссии углекислого газа лесами превосходят его поглощение. Карты, показывающие мировые потоки углерода, которые недавно представили учёные, можно найти в статье по ссылке в описании. Очень увлекательная статья, показывающая, что леса всё же лучше не вырубать, как будто ты так, но непонятно.
Ну что ж, возвращаемся к мебели. В проверке учёные подобрали коктейль из гормонов, который подходит для оптимального развития ксилемы и состав питательного раствора, в котором её будут выращивать, его кислотность. А дальше всё выглядело так: отдельные растительные клетки, полученные из листьев, размещали в питательном термочувствительном геле в пропорции 1 к 3, затем суспензию переносили в нужную отличную форму, так, чтобы клетки находились на некотором расстоянии друг от друга.
Гель затем застывал при комнатной температуре, и истечении времени клетки в нём размножались, росли и заполняли весь отведённый им объём. Настроить в этом процессе можно и жесткость конечной древесной ткани, и, конечно же, форму получаемого объекта. Последующее исследование по задумкам учёных позволит повысить эффективность этого процесса.
Ну а на месте, окей, я бы задумался: представьте себе, коробочка, в которой находится сложенная силиконовая форма и порошок из клеток, из которого можно за недели у себя дома вырастить кухонный гарнитур.
Четвёртая новость: становится понятно, что появляются всё новые варианты запустить регенерацию нейронов, повреждённых из-за травмы. Паралич и тело, и конечности у млекопитающих возникают как раз из-за того, что у них в центральной нервной системе провода нейронов, аксоны после повреждения не восстанавливаются сами собой. Чтобы это происходило, нужно вмешательство в сигнальные пути.
Некоторые воздействия специальными сигнальными молекулами — по сути, это использование в своих целях существующей схемы передачи информации внутри клетки. Вот примерно так она выглядит, ведь как-то же нужно передавать приказы и команды. Найдите на такой схеме сигнальных путей цитокины. Они слева. Учёные обнаружили, что одна из модификаций цитокина IL-6 под названием Hyper-IL-6 очень эффективно усиливает регенерацию нейронов.
Этому цитокину в лаборатории приделали особую часть, которая соединяется с рецептором GP130, с которым обычный природный цитокин IL-6 не связывается. Получается, что ключик подходит к неподходящему для него замочку, но всё равно запускает нужную реакцию. А так как таких замочков у нейронов больше, чем тех, с которыми связывается обычный природный IL-6, то и эффективность регенерации нейронов повышается.
Остаётся только понять, а как же доставлять эту сигнальную молекулу? Использовать решили уже всем знакомый по эпидемии и вакцинации от коронавируса вектор на основе отдельно ассоциированного вируса. Напомним, что это безопасно, так как транспортный вирус обезврежен. Работа нового механизма сравнивалась с ранее разработанными моделями регенерации на основе блокировки гена, тормозящего регенерацию нейронов у мышей с травмами спинного мозга.
Первый вариант вызвал рост аксонов в четыре раза эффективнее, чем второй: 6 миллиметров против полутора. Ещё эффективнее оказалась регенерация, ведь оба способа вызывают регенерацию. Но отрастить аксон — это одно, а восстановить двигательную функцию — это совсем другое. Что же с этим? Осторожно, следующие кадры могут вызвать некоторые шокирующие воздействия, вы предупреждены! Мыши с блокированным геном через 8 недель всего лишь восстановили функции движения лодыжек.
А вот мыши, которым вводили вирус с модифицированным цитокином, начали ходить и даже переносить вес на задние лапы. Интересно, что хоть инъекцию производили лишь в одно полушарие в двигательную кору, обе ноги работали одинаково хорошо. То есть вирус распространялся по нервным путям. К тому же выяснилось, что вектор Hyper-IL-6 в отличие от блока IL-6, запускает регенерацию нейронов серотонинергической системы, и именно поэтому восстанавливается двигательная функция.
Надеюсь, это было понятно. Кстати, говорят, это подойдет для использования на людях. Ну а иначе, зачем всё это? Интересно, был ли соблазн у учёных во время эксперимента произносить фразы "Оля, встань и иди"? Ещё бы не удержался! Хотя, возможно, вы знаете фразу, которая лучше подойдёт к этой ситуации. Напишите их, пожалуйста, в комментариях.
И кстати, я не слышал о случаях, когда после параплегии, то есть травматического паралича, кто-то самостоятельно начал ходить, но с исключением той же фантастики и случаев, когда сигналы подавали в обход повреждённого участка спинного мозга при помощи электронных устройств. И больше подробностей, конечно же, в статье, она находится в открытом доступе.
Ну и в завершении покажем настоящую фотографию антигероя прошлого года. И не тот, не человек. Ранее все изображения и видеоматериалы, которые вы видели, представляли собой трёхмерные модели вируса SARS-CoV-2, основанные на научных данных и точных измерениях. Но это были лишь компьютерные модели. Австрийцы же при помощи криоэлектронной томографии отсканировали замороженные образцы вируса под разными углами и составили трёхмерное изображение, отсеяв всякий шум и немного раскрасив вирус, чтобы различать разные его части.
На самом деле, конечно, вирус так мал, что не имеет цвета, его размер меньше длины волны. На этом изображении нам доступны с нами и шипы, и сферическая оболочка вируса. Учёные считают, что реальные изображения крайне важны, потому что при разработке вакцин и лекарств нужно учитывать форму молекул.
Ну и не забываем, что с изобретением и внедрением вакцин пандемия не завершилась. Есть исследования, показывающие, что антитела, образующиеся после прививки, могут плохо работать, если сталкиваются с мутировавшими версиями вируса, примерно такими, которые гуляют по Бразилии или Великобритании. Одним могут хуже нейтрализовать тот самый белок из шипиков. Но предупреждён, значит, вооружён, не так ли?
Ну что ж, а на этом сегодня всё! Большое спасибо вам за просмотр. Голосуйте за самую интересную новость можно в нашем Telegram-канале. Оставляйте своё мнение, ставьте лайки, делитесь видео со своими друзьями. Не забудьте подписаться на QWERTY здесь, на YouTube, в Instagram и Telegram, и до скорых встреч! Пока! [музыка] La la la [музыка]