Механизм продления жизни холодом. Голос растений. Жир из пробирки. Новости QWERTY №254
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. А меня зовут Владимир. Спрашивая что-то у ясеня, мы не рассчитываем на ответ на все, потому что мы неправильно слушаем.
Впервые учёные поставили эксперимент, целью которого было выяснить, звучат ли растения. И речь не о том, что они могут шуршать или шелестеть, и даже не о том, что приставив к ним микрофон, можно услышать ход сока. А о том, чтобы зафиксировать звук на удалении от растения. Поэтому томаты и табак разместили в звуконепроницаемых коробах вместе с микрофоном, чтобы спровоцировать растение на беседу. Им создавали неблагоприятные условия: почву пересушивали, стебельки пощипывали. В результате удалось зафиксировать звуки, издаваемые растениями.
Сейчас я включу их вам. Конечно, вы не должны были ничего услышать, потому что растения звучали в ультразвуке. Это были ультразвуковые щелчки, причем только в ответ на стресс из-за сухой почвы. Томаты щелкали 35 раз в час, и за повреждения чуть реже. Табак был более сдержанным. И, кстати, компьютерные алгоритмы сумели отличить его голос от томатов. Вот так звучат растительные щелчки: если понизить их частоту, способ звукоизвлечения, так сказать, пока не ясен. Предполагается, что в растительных сосудах возникают и лопаются пузырьки воздуха. Чем-то это напоминает процесс щелкания суставами. Эти звуки возникают благодаря кавитации, то есть появлению пузырьков в синовиальной жидкости.
Но ясно, что это не волевой акт, а лишь реакция растительного организма на неблагоприятные условия. Вряд ли таким образом растения общаются. С другой стороны, а как знать? А может быть, они действительно умеют слушать своих соседей. Или, например, животные умеют подслушивать растения и предпринимать какие-то определенные действия в случае чрезмерного щелкания. Слышите? Это очень похоже на сигнал.
Предпринимайте просмотр самых интересных новостей науки за предыдущую неделю, и как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании. [музыка]
Думаю, многих угнетает знание того, что мы одни во Вселенной, поэтому мы так жадно вглядываемся в космос, всматриваемся в экзопланеты. С тех пор, как научились их видеть, землеподобные с атмосферой, расположенные в зоне златоводки, мы перебираем планеты в надежде найти такую, на которой есть условия для возникновения жизни. Но этого мало.
Жизнь на Земле обязана помимо всего прочего естественному счету магнитного поля. А все тысячи открытых экзопланет пока что не могли похвастаться наличием магнитного поля. Точнее будет сказать, что мы пока что не умеем его фиксировать. Для нас пока что просто невозможно разграничивать магнитное поле звезды и отдельные планеты, настолько второе мало по сравнению с первым.
Но Его Величество случай помог впервые зафиксировать магнитное поле экзопланеты, расположенной всего в 12 световых годах от нас, в созвездии Кита. Одна из трёх планет, вращающихся вокруг красного карлика, постоянно инициирует вспышки у своей звезды с частотами от 2 до 4. Орбита планеты очень низкая, то есть расположена близко к красному карлику. Планете хватает двух суток, чтобы сделать оборот, поэтому она плывёт в плазме, исходящей из атмосферы звезды. Вообще, вся звездная система настолько мала, что может поместиться внутри орбиты Меркурия.
Поэтому неудивительно, что магнитное поле планеты вступает во взаимодействие с магнитным полем звезды настолько плотно, что возмущение от взаимодействия оказалось возможным засечь радиотелескопами Земли. На Земле, кстати, взаимодействие подобного рода вызывает полярные сияния. А в случае с экзопланетой это аналог сияния, но только более жёсткого типа в радиодиапазоне и совсем не оптический, красивый. Просто эта планета так близка к своей звезде, что на ней нет атмосферы, ну и соответственно, нет полярных сияний, и жизни на ней тоже точно нет.
Ещё на одной, или нет. Как обычно, есть люди, про которых говорят, что они спят в холодильнике, намекая на хорошую сохранность их внешности с возрастом. Если у вас такие знакомые, получается, что связь между холодом и замедлением неких возрастных процессов народная мудрость подметила уже давно. Учёные это тоже подметили достаточно давно, потому что в экспериментах с живыми организмами, пребывающими в более охлаждённом состоянии, чем обычно, червями, мышами, рыбами и насекомыми, продолжительность их жизни вырастала значительно — у мышей до 20 процентов.
Но, конечно, их держали не в холодильниках, а лишь чуточку понижали температуру их тела — у мышей на полградуса, на градус. Чтобы точнее разобраться в механизмах такого поведения биологических систем, учёные стартовали новый проект, и в нём делали всё то же самое с нематодами, то есть круглыми червями, и человеческими клетками. Вот только у червей и у человеческих клеток были предрасположенности к нейродегенеративным заболеваниям, что-то вроде червячьего Альцгеймера.
К этому приводит поломка механизмов утилизации токсичных белков, то есть своевременного очищения токсинов не происходит. А это отрицательно влияет на нейроны и, похоже, что и на продолжительность жизни. Вообще, уборку можно делать по-разному, и сегодня, если говорить о протеасомах, это комплексы белков, которые умеют расщеплять другие белки. Ну а нам интересно как раз токсины.
Как у любого биологического механизма, у протеасом есть настройки, способы сделать их более или менее активными. Так вот, в ходе эксперимента выяснилось, что холод влияет на одну из этих настроек, а именно на регулятор повышения активности: чем холоднее, тем активнее протеасомы начинают работать и, соответственно, уничтожать токсины. Интересно, что у организма совершенно разный обмен веществ: где черви, а где люди. Влияние на этот механизм происходило схожим образом, разница была лишь только в силе воздействия. У человеческих клеток активность протеасом повышалась при понижении температуры всего лишь на 1 градус, до 36 градусов, а у червей — на 5 градусов.
Клетки и черви с "бустом" мусороуборочной системы заметно дольше жили. Токсичных белков с возрастом их накапливало значительно меньше, а то и совсем не было. А ведь это один из факторов старения. Конечно, на живых людях это только предстоит проверить. Но считаю, что отныне в офисных спорах правда должна быть за теми, кто за кондиционер и за открытые окна. Они хотят продлить вам жизнь и заодно улучшить обмен веществ. Но это уже совсем другая история.
В прошлом ролике мы рассказывали про то, что удалось создать фрикадельки, содержащие белок мамонта и соль. Вся была в том, что это первое такое ископаемое мясо. Обычное же мясо из пробирки уже давно выращивают в биореакторах, оно признано безопасным, а в некоторых странах, это вот кивок в сторону Сингапура, его несколько лет как можно найти в ресторанах. Что там вырастить такому мясу даже научились передавать текстуру, чтобы в нём были волокна, вот как в настоящих мышцах.
Но одной вещи ему до сих пор пока что не хватает — с ней, между прочим, ещё вкуснее. Да, это жир. Но и тут, похоже, проблем не будет, поскольку появился метод выращивания жировых клеток в пробирке. Для того чтобы осуществить эксперимент, учёные взяли жировые клетки мышей и свиней, депоциты, их культивировали в пробирке, выращивая тонкие полосочки жира. Ведь для более толстых тканей нужна частая обвязка сосудами для питания клеток, которую пока что не научились имитировать. Для жировой ткани без неё максимум толщины жира — это 1 мм.
Затем, для того чтобы полоски между собой связывались, к ним добавляли альгинат и микробную трансглутаминазу. Это смешивание происходило пока что вручную. Дело в том, что сами по себе жировые полоски из пробирки не склеиваются. А без этого не получается правильной текстуры и объёма. Оба сторонних вещества, и альгинат, и МТГ, в принципе, достаточно безопасны и широко используются в пищепрофиле.
После того как с ними скомпоновали вот эти объёмные кусочки жира, к ним ещё добавили жирные кислоты и протестировали на два критерия — на вкус и на структуру. Органолептика, структура оказалась возможна регулировать как раз при помощи альгината: либо размягчает жир, делая его ближе к топлённому для супов, например, либо делая его более густым, что ближе к натуральному говяжьему или свиному жиру для котлет. Состав перспективе можно оптимизировать ещё больше, улучшая методику выращивания клеток и снабжение их питательными веществами.
А вот вкус больше определялся за счет первоначального источника: адипоциты — мышиный жир был вот как-то не очень, а свиной — ну почти как натуральный. Так что диетическое мясо из пробирки можно будет сделать привычным и сочным за счет добавления искусственного, опять же, жира. Вот так себе и представляю, мне, пожалуйста, вот бургер с котлетой из мамонтового белка, из страусиного жира и коузера.
Лучше новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные научились синтезировать инструмент, которым пользуются бактерии, чтобы повлиять на своих хозяев, то есть организмы, в которых они прописались, или же даже впрыснуть кому-нибудь такси. Это бактериальные шприцы, а по-научному — контрактильные инъекционные системы. И бактерии могут отправлять их плавать во внешнюю среду, так исследователи смогут доесть нужные вещества в конкретные клетки адресно при помощи генно-модифицированных бактерий и их шприцев.
Подробности при щелчке по подсказке. Интересно, что при разработке этих систем использовалась нейросеть Alpha Fold — та самая, которая умеет предсказывать структуру белков по содержанию в них аминокислот. С её помощью учёные перенастроили структуру кончика бактериального шприца таким образом, чтобы он цеплялся не к заданным природой целям, а к нужным учёным клеткам, например, человеческим. Точно так же перенастроили систему на доставку нужных веществ в целом.
Это был простой и очень красивый пример того, как белковый инжиниринг изменил биологическую активность естественного объекта, а заодно и ещё один пример практического применения довольно свежих нейросетей. Ну что, на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями, поставите ему лайк и напишите комментарий. Заодно подпишитесь на QWERTY, если вы этого ещё не сделали, чтобы не пропускать новых роликов. Щелкните, пожалуйста, колокольчик. Как обычно, проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в нашем Telegram-канале. Ссылочка будет в описании, и до скорых встреч, пока! [музыка]