Новости и статьи в рубрике PROSCIENCEhttp://polit.ru/rubric/proscience/Последние новости и статьи в рубрике PROSCIENCEru-RUPOLIT.RUFri, 15 Dec 2017 13:24:50 +0300http://polit.ru/static/polit/img/feed_logo.pngНовости и статьи в рубрике PROSCIENCEhttp://polit.ru/rubric/proscience/Ученые заглянули в глаз трилобита http://polit.ru/news/2017/12/15/ps_trilobite_eye/<p>Исследователям <a href="http://www.bbc.com/news/uk-scotland-edinburgh-east-fife-42264946">удалось обнаружить</a> древнейший сохранившийся образец фасеточного глаза у окаменевшего трилобита возрастом более 500 миллионов лет.</p> <p>Такую возможность им предоставил прекрасно сохранившийся экземпляр трилобита <em>Schmidtiellus reetae</em>, найденный в нижнекембрийских отложениях в Эстонии. Бригитта Шёнеманн (Brigitte Schoenemann) из Кельнского университета, Хелье Пярнасте (Helje P&auml;rnaste) из Таллиннского технологического университета и Юн Кларксон (Euan N. K. Clarkson) из Эдинбургского университета обнаружили в правом глазу трилобита окаменевшие структуры, соответствующие строению сложных глаз современных членистоногих. Такие глаза, называемые также фасеточными, состоят из множества отдельных элементов &ndash; омматидиев, имеющих вид узкого конуса, основание которого лежит на внешней поверхности глаза. У современных стрекоз число омматидиев в одном глазу достигает 28 тысяч.</p> <p>Авторы работы отмечают и отличие древнейших омматидиев от тех, что имеются у современных насекомых и паукообразных. Видимо, омматидии трилобита были лишены преломляющего аппарата, который у нынешних насекомых находится в верхней части каждого омматидия и состоит из двух линз: двояковыпуклой и конусообразной. Ученые также отмечают, что всего лишь через несколько миллионов лет после <em>Schmidtiellus reetae</em> &nbsp;другие виды трилобитов из того же региона уже имели более совершенные фасеточные глаза.</p> <p>Работа <a href="http://www.pnas.org/content/early/2017/11/28/1716824114">опубликована</a> в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Fri, 15 Dec 2017 13:24:50 +0300http://polit.ru/news/2017/12/15/ps_trilobite_eye/PROSCIENCEНаукаИскусственный интеллект строит карты месторождений http://polit.ru/article/2017/12/15/ps_geo_rnf/<p>Ученые из Кольского научного центра РАН разработали метод автоматического трехмерного картирования месторождений полезных ископаемых. Это позволит геологам точнее планировать разработку месторождений и увеличит количество извлекаемых полезных компонентов. Результаты последней работы ученых <a href="http://www.nature.com/articles/s41598-017-06972-9" target="_blank">опубликованы</a> в журнале Scientific Reports и <a href="http://www.minsoc.ru/viewreports.php?cid=1633&amp;rid=2374" target="_blank">представлены</a> на Юбилейном съезде Российского минералогического общества &laquo;200 лет РМО&raquo;. Исследования поддержаны <a href="http://rscf.ru/prjcard_int?16-17-10173" target="_blank">грантом</a> Российского научного фонда (РНФ), о них рассказывается в пресс-релизе РНФ.</p> <p>&laquo;Воззрения геолога, а именно научная школа, к которой он принадлежит, очень сильно влияют на то, как он описывает месторождение. Существуют международные классификации для отдельных пород, но при полевых исследованиях ученые картируют горизонты, пачки, слои, толщи, которые являются уже комплексами пород. А как выделить комплекс &ndash; это воля художника. Так, на одной территории, для одних и тех же пород могут быть выделены разные пачки. И чтобы совместить выделенные разными людьми комплексы пород, иногда необходимо проводить дополнительные исследования. Предложенная методика позволит преодолеть эту субъективность&raquo;, &ndash; рассказывает первый автор статьи, кандидат геолого-минералогических наук Андрей Калашников.</p> <p>Ученые подробно исследовали химический и минеральный состав фоскоритовых руд из Ковдорского массива (Мурманская область). Фоскорит &ndash; глубинная порода, минералы которой являются источником железа (Fe), циркония (Zr) и фосфора (P). Например, из минерала магнетита получают железную руду, из бадделеита извлекают цирконий, а из апатита &ndash; фосфор. Ученые исследовали химический состав 550 образцов фоскоритов, которые были получены при бурении Ковдорского месторождения.</p> <p>Авторы работы предложили четыре способа определения минерального состава породы по результатам химических анализов. Это означает, что можно выяснить, из каких минералов, рудных и нерудных, состоит горная порода, зная только химический (валовый) состав породы.</p> <p>Первоначально ученые рассчитали состав пород без примесей. Вторым способом расчета распространения минералов был учет влияния нескольких независимых параметров на распространение каждого минерала (множественная линейная регрессия).</p> <p>Третий метод предсказания минерального состава основан на определении типа породы по химическому составу с помощью искусственной обучающейся нейронной сети. Для обучения использовали партию образцов, 30% из которых имели известный состав и являлись тестовыми и проверочными. В расчетах использовали несколько функций, из которых выбрали наиболее походящую, сравнив полученные результаты с геологическими данными.</p> <p>Четвертым способом стала логическая схема оценки типов породы. Это своего рода контролируемое обучение или &laquo;распознавание образов&raquo;, которое происходит под руководством человека. В зависимости от химического состава пород их последовательно делят на группы по минеральному составу. Для всех расчетов ученым достаточно мощного персонального компьютера.</p> <p>Авторы сравнили все четыре способа расчета минерального состава и построили трехмерные карты распространения типов фоскоритов, сопоставив их с описаниями пород, предоставленными геологической службой Ковдорского горно-обогатительного комбината. Оказалось, что прогнозы расположения пород, полученные методом расчета состава без примесей и методом учета нескольких параметров, не соответствовали геологическим данным о взаимоотношениях пород. Таким образом, ученые доказали, что эти методы нецелесообразно использовать.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/15/geo.png" alt="" width="600" /></p> <p><em>Карты Ковдорского месторождения, созданные (А) Н.И. Красновой (Краснова и Копылова, 1988), (Б) геологической службой Ковдорского ГОКа (Иванюк и др., 2002), (В) специально обученной нейронной сетью из обсуждаемой работы. Источник: Андрей Калашников.</em></p> <p>А вот трехмерные карты, полученные при работе с обучающейся нейросетью и логической оценкой типов породы, хорошо сходятся с данными геологической службы. По мнению ученых, эти методы помогут достаточно быстро создавать более точные, унифицированные модели месторождений. При этом на созданные карты не будет влиять &laquo;человеческий фактор&raquo;: существующие и порой противоречащие друг другу научные концепции о происхождении объекта, а также выделение разного количества типов пород разными геологами.</p> <p>Полученная на основании имеющихся результатов трехмерная карта Ковдорского месторождения является базисом для геометаллургической модели месторождения и позволит улучшить качество добываемой руды, а также извлекать другие полезные элементы, например, <a href="http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0169136815300172" target="_blank">скандий</a>. В дальнейшем ученые из Кольского научного центра планируют применить новые подходы для Ловозерского месторождения (Мурманская область) и Большетроицкого железорудного месторождения (Белгородская область).</p> <p>Помимо практического применения и улучшения качества добываемой руды, построение достоверных моделей геологических объектов поможет ответить на фундаментальные научные вопросы. &laquo;Точные модели месторождений позволят лучше понять их происхождение, а значит, приблизят нас к пониманию работы всей системы "планета Земля"&raquo;, &ndash; считает Андрей Калашников.</p>Fri, 15 Dec 2017 13:05:13 +0300http://polit.ru/article/2017/12/15/ps_geo_rnf/PROSCIENCEНаукаАнтитела к вирусу лихорадки Эбола вырабатываются через сорок лет после болезни http://polit.ru/news/2017/12/15/ps_ebola/<p>В новом исследовании <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/12/forty-years-later-ebola-survivors-are-still-making-antibodies-lethal-virus">обнаружилось</a>, что у людей, которые сорок лет назад выжили после вирусной лихорадки Эбола, в организме до сих пор вырабатываются антитела против вируса. Находка подтверждает широко распространенное предположение о том, что выжившие после лихорадки Эбола сохраняют иммунитет к вирусу на всю жизнь. Работа может также помочь в разработке новых лекарств и прояснить долгосрочные последствия этой болезни.</p> <p>Впервые в истории лихорадка Эбола была обнаружена в 1976 году в маленькой деревне Ямбуку у реки Эбола на северо-востоке Демократической Республики Конго. Из 318 заболевших погибли 280 человек. В 2014 году Ямбуку посетила эпидемиолог Анна Римуан (Anne Rimoin) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которая решила выяснить, сохраняется ли иммунный ответ у людей, переболевших сорок лет назад. Римуан и ее коллеги сумели найти 14 человек в возрасте от 55 до 86 лет, которые согласились дать образцы крови.</p> <p>В результате у всех переболевших лихорадкой Эбола в 1976 году в крови обнаружились антитела к трем белкам вируса. У четырех человек антитела не просто связывались с вирусными белками, а были в состоянии его нейтрализовать, делая неспособным заразить клетки. Теперь ученые под руководством Анны Римуан изучают состояние здоровья переболевших во время вспышки 1976 года, чтобы определить, имеются ли у заболевания долгосрочные последствия. Также они приступили к сбору образцов у пациентов, выживших после другой вспышки лихорадки Эбола, которая случилась в 1995 году в городе Киквит (ДР Конго).</p> <p>Итоги исследования <a href="https://academic.oup.com/jid/article-lookup/doi/10.1093/infdis/jix584">опубликовал</a> The Journal of Infectious Diseases.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Fri, 15 Dec 2017 12:07:33 +0300http://polit.ru/news/2017/12/15/ps_ebola/PROSCIENCEНаукаЭлектрические свойства бактерии http://polit.ru/article/2017/12/15/ps_mipt/<p>Группа российских ученых совместно с чешскими и германскими коллегами под руководством Константина Мотовилова и Бориса Горшунова из Московского физико-технического института по-новому взглянула на свойства материалов биологического происхождения.</p> <p>Исследование выполнено на примере трех биообъектов. Помимо классических материалов, сывороточного альбумина и цитохрома&nbsp;С, был исследован внеклеточный матрикс электрогенной бактерии <em>Shewanella oneidensis MR-1</em>, колонии которой используются в биологических топливных элементах.</p> <p>Для этого исследователи измерили динамическую проводимость и диэлектрическую проницаемость материалов в широком диапазоне частот и температур. Статья по материалам исследования <a href="https://www.nature.com/articles/s41598-017-15693-y" target="_blank">опубликована</a> в журнале Scientific Reports, кратко о нем рассказывает пресс-релиз МФТИ.</p> <p>Для интерпретации полученных данных авторы работы применили теоретические концепции, разработанные для описания явлений в физике твердого тела. Константин Мотовилов, старший научный сотрудник <a href="https://mipt.ru/science/labs/terahertz_spectroscopy_lab/" target="_blank">лаборатории терагерцевой спектроскопии МФТИ</a> объясняет: &laquo;В&nbsp;классической биохимии и биофизике формализм физики конденсированного состояния вплоть до настоящего времени применяется весьма узко и редко. По&nbsp;этой причине в биологических объектах мы не замечаем некоторые интересные эффекты. Когда же мы привлекаем этот язык, у нас появляются новые возможности для моделирования наблюдаемых явлений, и за счет этого можно по-новому описать биологические структуры. В&nbsp;данной работе мы охарактеризовали поведение белков как классических аморфных полупроводников, используя формализм физики конденсированного состояния&raquo;.</p> <p>Прежде чем говорить о работе ученых, вспомним, как физика твердого тела объясняет электрические свойства различных материалов. Вообще говоря, механизмы проводимости в различных материалах различаются, и для описания их свойств ученые разработали несколько физических теорий. С&nbsp;одной стороны, электрическую проводимость металлов хорошо объясняет <a href="http://elementy.ru/trefil/21089/Elektronnaya_teoriya_provodimosti" target="_blank">теория Друде</a>, в которой электроны не взаимодействуют друг с другом и время от времени сталкиваются с кристаллической решеткой, примесями, дефектами. Напомним, что проводимость&nbsp;&ndash; это величина, обратная электрическому сопротивлению, и чем она больше, тем лучше вещество проводит электрический ток. В&nbsp;теории Друде проводимость довольно слабо зависит от частоты вплоть до частоты столкновения носителей тока с кристаллической решеткой, примесями. Однако существует еще одна большая группа проводящих материалов, которые не попадают в эту категорию и, тем не менее, очень интересно ведут себя во внешнем электромагнитном поле. К&nbsp;таким материалам относятся стекла, ионные проводники и аморфные полупроводники.</p> <p>Качественную теорию электрических свойств подобных материалов <a href="https://www.nature.com/articles/267673a0#author-information" target="_blank">предложил</a> почти сорок лет назад английский физик Анджей Джоншер&nbsp;(Andrzej Karol Jonscher). Согласно&nbsp;этой теории, при комнатной температуре и низкой частоте переменного тока&nbsp;(до нескольких мегагерц) носители заряда (например, электроны) ведут себя практически свободно и для их описания можно применить теорию Друде. В&nbsp;результате мы получаем практически постоянную, не зависящую от частоты внешнего поля проводимость. Однако при повышении частоты&nbsp;(обычно до нескольких мегагерц) этот подход перестает работать и проводимость начинает быстро расти&nbsp;(пропорционально некоторой степени частоты, несколько меньшей единицы). То&nbsp;же самое происходит, если оставлять частоту постоянной, но постепенно охлаждать материал.</p> <p>При этом оказывается, что свойства различных материалов очень похожи. Более того, если переписать зависимости в приведенных величинах&nbsp;(например, говорить не о проводимости, а об отношении проводимостей при переменном и постоянном токе), для всех веществ они будут выглядеть одинаковыми. Это довольно интересное явление, его в свое время <a href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.341681" target="_blank">хорошо исследовали</a> на примере стекол и других аморфных материалов, и оно помогло лучше понять их строение и свойства.</p> <p>В&nbsp;данной работе ученые показали, что теория Джоншера также хорошо описывает электрические свойства еще трех материалов, на этот раз органических. Два из них&nbsp;&mdash; белки <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%8B%D1%87%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D1%8B%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%B1%D1%83%D0%BC%D0%B8%D0%BD" target="_blank">бычий сывороточный альбумин</a>&nbsp;(BSA) и <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC_c" target="_blank">цитохром&nbsp;C</a> из сердца быка&nbsp;(CytC)&nbsp;&mdash; являются известными стандартными белками. Структурные, физические и химические свойства этих веществ хорошо исследованы, и ученые использовали их в качестве образца.</p> <p>Кроме того, они изучили <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BD%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%B0%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BA%D1%81" target="_blank">внеклеточный матрикс</a> (extracellular matrix and filaments, EMF) бактерии <em><a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/Shewanella_oneidensis" target="_blank">Shewanella oneidensis MR-1</a></em>, которая может производить значимый для технологии биологических топливных элементов электрический ток. Эта бактерия используется во многих исследованиях, посвященных альтернативным источникам энергии, и поэтому ее свойства представляют особенный интерес. Например, в 2010 году группа ученых из США и Канады <a href="http://www.pnas.org/content/107/42/18127.abstract" target="_blank">показала</a>, что некоторые внеклеточные нитеобразные структуры этой бактерии ведут себя очень похоже на <a href="http://www.lucendi.ru/ledswords/poluprovodnik.html" target="_blank">полупроводники p-типа</a>. Однако электрические свойства <em>Shewanella oneidensis MR-1</em> до сих пор были изучены не очень хорошо. В&nbsp;данной статье ученые постарались устранить этот пробел.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/15/ps_2017.12.13-1-2020.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Терагерцевый спектрометр на лампах обратной волны, использованный для получения части экспериментальных данных. Фото: пресс-служба МФТИ, Евгений Пелевин</em></p> <p>Сначала исследователи измерили проводимость указанных материалов, а также потери энергии&nbsp;(если говорить более строго, эти потери описываются мнимой частью комплексной диэлектрической проницаемости) в диапазоне частот от 1 герца до 100 трлн герц для температур от &minus;260 до 40 градусов Цельсия. Кроме того, они измерили проводимость EMF на постоянном токе при температурах от нуля до сорока градусов Цельсия, температурное поведение теплоемкости, а также оценили содержание воды и металлических ионов во всех трех материалах.</p> <p>Для этого ученые сначала спрессовали вещества в таблетки с помощью пресс-форм диаметром около одного&nbsp;сантиметра. Затем они подсоединили к плоским сторонам таблеток электроды и пропустили через них переменный ток, чтобы измерить электрическую проводимость и диэлектрическую проницаемость на частотах от 1&nbsp;герца до 300 млн герц. Для более высоких частот такой подход не работает, поэтому в диапазоне 30&ndash;1500 гигагерц ученые просто светили на таблетки электромагнитными волнами и измеряли спектр комплексного коэффициента пропускания. В&nbsp;промежуточном диапазоне измерения не проводились.</p> <p>В&nbsp;результате оказалось, что при комнатной температуре проводимость EMF практически постоянна, а при увеличении частоты выше нескольких мегагерц становится пропорциональна некоторой ее степени, близкой к единице. У&nbsp;цитохрома&nbsp;C такая зависимость наблюдается только при относительно низких частотах и высоких температурах, у альбумина не наблюдается вовсе. Это значит, что механизмы проводимости в этих веществах существенно различаются. Скорее всего, в EMF при комнатной температуре есть почти свободные заряды&nbsp;(как в теории Друде, о которой мы говорили в самом начале), в альбумине их нет, а цитохром&nbsp;C занимает промежуточное положение.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/15/ps_main.png" alt="" width="600" /></p> <p><em>Зависимость от частоты проводимости (сверху) и диэлектрической проницаемости (точнее, ее мнимой части, то есть энергетических потерь; снизу) для различных значений температуры. Альбумин отмечен синим цветом, цитохром&nbsp;&mdash; красным, EMF&nbsp;&mdash; черным. Из&nbsp;графика видно, что проводимость EMF при комнатной температуре и низких частотах практически не меняется, а при повышении частоты или понижении температуры растет линейно с частотой. Проводимость альбумина и цитохрома растет линейно во всем диапазоне частот и температур, а потери энергии остаются постоянными. K. A.&nbsp;Motovilov et al. / Scientific Reports&nbsp;7, 15731 (2017)</em></p> <p>Эту зависимость можно объяснить на уровне структур каждого из веществ. И&nbsp;цитохром&nbsp;C, и альбумин являются обычными белками. Свободных зарядов в них не очень много&nbsp;(хотя они есть), и теорию Друде к ним применить нельзя. С&nbsp;другой стороны, в молекулах EMF образование свободных зарядов происходит легче, поэтому его проводимость больше похожа на проводимость металлов. Впрочем, еще больше она похожа на проводимость раствора поваренной соли, в котором концентрация свободных ионов тоже велика.</p> <p>Конечно, в действительности все гораздо сложнее и необходимо учитывать присутствие свободной воды в веществах, а также другие факторы. Например, из-за того, что EMF содержит довольно много свободной воды, при низких температурах&nbsp;(&minus;250 градусов Цельсия) и частотах порядка нескольких сотен гигагерц проводимость EMF начинала расти квадратично. При таких температурах вода замерзает, а при высоких частотах ее диэлектрическими свойствами, обусловленными, например, динамикой дипольных моментов молекул воды, нельзя пренебречь. Есть отклонения от теории Джоншера и у других материалов, однако они не такие сильные.</p> <p>Таким образом, учеными была наглядно продемонстрирована высокая эффективность применения мощного спектроскопического и методологического арсенала физики конденсированного состояния для исследования фундаментальных явлений, связанных с динамикой носителей заряда в биологических объектах. Следующим этапом может стать привлечение для изучения таких объектов не только описанного подхода, но также и широкого спектра теорий и моделей, разработанных и эффективно используемых на протяжении многих десятилетий физическим сообществом.</p>Fri, 15 Dec 2017 11:12:08 +0300http://polit.ru/article/2017/12/15/ps_mipt/PROSCIENCEНаукаУправление «клеточной смертью» поможет победить опасное заболевание http://polit.ru/news/2017/12/15/ps_fibrosis/<p>Исследователи из Бостона <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/12/pushing-cells-self-destruct-combats-deadly-fibrosis">предложили</a> способ борьбы с фиброзом при помощи управления апоптозом &ndash; гибелью клеток организма. Вызывая самоуничтожение микрофибробластов, они добились уменьшения симптомов фиброза у лабораторных мышей.</p> <p>Фиброзом называют появление рубцов из соединительной ткани. Обычно он возникает в ответ на воспаление и служит для изоляции пораженного участка органа. Но иногда этот процесс начинает неконтролируемо развиваться, в результате замещения здоровой ткани на рубцовую орган уже не может нормально функционировать. Причиной этого оказывается тот факт, что особый тип клеток &ndash; микрофибробласты &ndash; не самоуничтожаются, выполнив свои функции, а продолжают работать. Фиброз поражает кожу, легкие, сердце, печень и другие органы.</p> <p>Врачи из Массачусетской больницы общего профиля в Бостане Эндрю Тагер (Andrew Tager) и Дэвид Лагарес (David Lagares) с коллегами искали способ борьбы с одной из разновидностей фиброза &ndash; аутоиммунной склеродермией. Они были весьма удивлены, когда обнаружили, что в активных миофибробластах, вызывающих склеродермию, митохондрии содержат белок BIM, ответственный за запуск апоптоза. И все же, эти клетки не умирали. &laquo;Они должны гибнуть, но по какой-то причине не выполняют эту программу&raquo;, &ndash; говорит Лагарес. Основываясь на собственных предыдущих исследованиях и на результатах других ученых авторы работы обратили внимание на семейство белков BCL-2, которые тоже связаны с регуляцией апоптоза, причем способны как стимулировать, так и тормозить этот процесс. Они подозревали, что баланс между регулирующими белками может быть нарушен. Изучение активности соответствующих генов у мышей со склеродермией подтвердило это предположение. Один из останавливающих апоптоз белков &ndash; Bcl-xL &ndash; накапливался в микрофибробластах.</p> <p>Ученые заинтересовались, нет ли препаратов, нацеленных именно на этот белок. И оказалось, что такой препарат под названием ABT-263, или навитоклакс, проходит клинические испытания в качестве средства лечения рака. Это вещество дали подопытным мышам, и у них действительно началось самоуничтожение микрофибробластов. ABT-263 действовал именно на эти клетки, так как в них находилось наибольшее скопление целевого белка. В результате у мышей не только прекратилось дальнейшее развитие склеродермии, но и уже проявившиеся эффекты болезни смягчились. По словам Лагареса, рубцовая ткань как будто таяла.</p> <p>Теперь ученым предстоит проверить, играет ли белок Bcl-xL аналогичную роль в развитии фиброза у людей. Если это подтвердится, ABT-263 может стать эффективным лекарством от этого заболевания.</p> <p>Итоги работы <a href="http://stm.sciencemag.org/content/9/420/eaal3765">опубликованы</a> в журнале Science Translational Medicine.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Fri, 15 Dec 2017 10:54:01 +0300http://polit.ru/news/2017/12/15/ps_fibrosis/PROSCIENCEНаукаТараканы меняют аллюр в зависимости от скорости движения http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_cockroaches/<p>Зоологи Том Вайхман (Tom Weihmann) из Кельнского университета, Пьер-Гийом Бпюн (Pierre-Guillaume Brun) из Высшей нормальной школы Лиона и Эмили Пайкрофт (Emily Pycroft) из Кембриджского университета <a href="https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171208095536.htm">исследовали</a> изменение походки тараканов в зависимости от скорости движения и характера поверхности.</p> <p>То, что характер движений многоногих животных изменяется в зависимости от скорости, хорошо известно. Например, лошадь переходит с шага на рысь, а затем на галоп. Но исследованы такие явления были только у достаточно крупных животных, прежде всего, млекопитающих. Для них в распоряжении ученых есть подробные описания координации движений ног, включая данные высокоскоростной киносъемки. Теперь же авторы нового исследования доказали, что подобные изменения в походке есть и у тараканов.</p> <p>Они экспериментировали с африканскими тараканами <em>Nauphoeta cinerea</em>, которые часто используются в лабораторных исследованиях. Тараканы бегали с разной скоростью по двум типам поверхностей: обычно и более скользкой. Как показали опыты, при увеличении скорости и на скользкой поверхности изменение аллюра сопровождается переходом от статической стабилизации тела насекомого к динамической, что сводит к минимуму участие центральной нервной системы в контроле движения и позволяет достичь высокой энергоэффективности.</p> <p>Работа зоологов имеет не только чисто научное значение. По словам Тома Вайхмана, полученные результаты будут полезны при разработке автономных шагающих роботов, например, тех, которые действуют в зоне стихийных бедствий, на войне или разрабатываются для изучения других планет. Роботы, оснащенные ногами, при движении по пересеченной местности оказываются более эффективными, чем колесные роботы. Однако по сравнению с тараканами они тратят очень много энергии на высоких скоростях. Схема координации ног таракана может быть использована для создания нового алгоритма движения конечностей робота.</p> <p>Итоги исследования <a href="https://frontiersinzoology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12983-017-0232-y">опубликованы</a> в журнале Frontiers in Zoology.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Thu, 14 Dec 2017 15:58:41 +0300http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_cockroaches/PROSCIENCEНаукаСатурн обзавелся кольцами сравнительно недавно http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_rings/<p>Долгое время планетологи полагали, что кольца вокруг Сатурна возникли одновременно с формированием планеты или вскоре после этого. Однако данные, собранные аппаратом Cassini, <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/12/saturn-s-rings-are-recent-addition-solar-system-cassini-observations-show">свидетельствуют</a>, что возраст колец составляет всего 150 &ndash; 300 миллионов лет, то есть, если бы земные астрономы наблюдали Сатурн в эпоху динозавров, они бы не увидели никаких колец.</p> <p>Молодой возраст колец Сатурна подтверждает их небольшая, как оказалось, масса. Суммарно они весят 40&nbsp;% от веса Мимаса &ndash; одного из спутников планеты. Также об их возрасте можно судить по степени загрязнения льда &ndash; основного вещества колец &ndash; микрометеорами. Аппарат Cassini в течение нескольких лет измерял интенсивность потока метеоров в окрестностях Сатурна (она оказался в десять раз больше, чем считалось ранее), и на основе этих данных ученые смогли рассчитать время образования колец.</p> <p>Исследователи предполагают, что причиной возникновения колец стала катастрофа, случившаяся в окрестностях Сатурна. Комета или астероид врезались в ледяной спутник и разбили его на отдельные осколки, которые распределились по орбите. Или же один из спутников был разорван гравитационными силами.</p> <p>Исследование было представлено в <a href="https://agu.confex.com/agu/fm17/meetingapp.cgi/Paper/277432">докладе</a> на конференции Американского геофизического союза.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Thu, 14 Dec 2017 15:23:09 +0300http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_rings/PROSCIENCEКосмосНаукаБиологи ищут устойчивые к опасному вредителю растения http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_bmsb/<p>Сотрудники исследовательского центра министерства сельского хозяйства США <a href="https://entomologytoday.org/2017/12/13/in-search-of-soybeans-resistant-to-the-brown-marmorated-stink-bug/?utm_content=bufferf380a&amp;utm_medium=social&amp;utm_source=facebook.com&amp;utm_campaign=buffer">провели</a> серию экспериментов, чтобы выявить сорта сои, устойчивые к опасному инвазивному вредителю &ndash; коричневому мраморному щитнику (<em><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Brown_marmorated_stink_bug">Halyomorpha halys</a></em>).</p> <p>Это насекомое принадлежит к отряду полужесткокрылых (то есть клопов). Взрослый клоп имеет длину до 1,7 сантиметра, основной цвет его коричневый, но характерные вкрапления на голове и спинке действительно создают подобие мраморного окраса. От сходных видов он отличается белыми полосками на усиках и черно-белым узором по краю щитка.</p> <p>Своим хоботком клоп прокалывает плоды или листья растений и питается их соками. Поврежденные растения слабеют, развитие плодов часто прекращается, в местах прокола возникает гниль. Возникает также риск заражения растения болезнями. Щитники повреждают сою, бобы, яблони, груши, малину, виноград, персик, хурму, инжир, цитрусовые, помидоры, огурцы и кукурузу. В&nbsp; теплом климате они могут произвести несколько поколений за лето. Родина коричневого мраморного щитника &ndash; Китай, Корея, Тайвань и Япония. В 1998 году он был завезен в США, где за прошедшие годы распространился по 43 штатам из 50. Также он был отмечен в Швейцарии, Новой Зеландии, а недавно проник и в Южную Америку. В 2015 году мраморных щитников <a href="http://www.vniisubtrop.ru/novosti/769-mramornyj-klop-halyomorpha-halys-st-l-poyavilsya-vo-vlazhnykh-subtropikakh-rossii-i-abkhazii.html">обнаружили</a> в России (в районе Сочи) и в Абхазии. Причем он появился в этих местах массово и сразу вызвал значительные потери урожая плодовых культур. В 2016 году в Гульрипшском и Сухумском районах Абхазии, где мраморных щитников было больше всего, урожаи персиков, мандаринов и хурмы упали в два &ndash; три раза.</p> <p>Теперь группа исследователей во главе с Джонатаном Ламантией (Jonathan LaMantia) провела тестирование более 100 линий сои на устойчивость к этому вредителю. Ученые воспользовались имеющимся у министерства сельского хозяйства США генетическим банком сои. Семена высевали, а затем на стадии образования плодов заражали коричневым мраморным щитником. Исследователи старались брать как те разновидности сои, которые наименее поражаются вредителем, так и те, что страдают от него сильнее всего, для дальнейшего определения генов, связанных с устойчивостью и неустойчивостью к щитнику. Для четырех лидирующих сортов в каждой из обеих категорий испытание повторили еще раз.</p> <p>В результате оказалось, что меньше всего повреждений, нанесенных щитником, обнаружилось на сое из линий PI 097139 и PI 085665. Вероятно, не случайно, что эти линии происходят из Японии и Северной Кореи, где это насекомое обитает давно. Также ученые определили стадию роста сои, после которой щитники меньше повреждают ее плоды, предпочитая более молодые. Это наблюдение поможет производителям более эффективно распределять инсектициды, защищая от щитников только растения на соответствующих стадиях развития.</p> <p>Результаты исследования <a href="https://doi.org/10.1093/jee/tox295">опубликовал</a> Journal of Economic Entomology.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Thu, 14 Dec 2017 13:23:48 +0300http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_bmsb/PROSCIENCEНаукаИммунологи предсказывают действенность лекарств http://polit.ru/article/2017/12/14/ps_rnf_/<p>При аутоиммунных заболеваниях организм пациента может принимать белок лекарства за чужеродное вещество и блокировать действие препарата. Российские ученые создали методику, чтобы предсказать, будет ли лекарство бесполезным. Методику успешно опробовали на пациентах с рассеянным склерозом и хронической почечной недостаточностью. На ее основе можно создать тестирование для людей с другими аутоиммунными заболеваниями, например, диабетом первого типа и ревматоидным артритом. Исследования поддержаны <a href="http://rscf.ru/prjcard?rid=16-15-00118" target="_blank">грантом</a> Российского научного фонда (РНФ), результаты работы были <a href="http://www.aaidconference.ru/" target="_blank">представлены</a> на II междисциплинарной научной конференции &laquo;Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания&raquo;, кратко о них сообщает пресс-релиз РНФ.</p> <p>&laquo;Организм устроен так, что, например, заноза под кожей вызывает активный иммунный ответ. Все основные биологические белковые препараты вводят именно под кожу. Поэтому, когда вы вводите чужеродный белковый агент себе в организм, он тут же отвечает на этого нарушителя спокойствия и начинает активно синтезировать антитела&raquo;, &ndash; рассказал один из авторов исследования Владимир Назаров из ГБОУ ВПО &laquo;Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова&raquo; Минздрава.</p> <p>Антитела &ndash; белковые соединения, которые связываются с бактериями или вирусами, мешая им размножаться, либо нейтрализуют токсины. Но когда они соединяются с белковым препаратом, лекарство перестает работать. Эта проблема знакома многим диабетикам, вкалывающим себе инсулин годами. Раньше инсулин был недостаточно очищенным, и в организм вместе с ним попадали другие белки, с которыми связывались антитела. Из-за этого после полугода терапии симптомы болезни возвращались снова. Сейчас технологии продвинулись, и можно создавать белки, максимально приближенные к &laquo;родным&raquo; белкам человека. Несмотря на это, полностью воссоздать структуру человеческого белка часто не получается. Кроме этого, при постоянном подкожном введении белковых молекул организм пациента может синтезировать нейтрализующие антитела даже к нативным (&laquo;человеческим&raquo;) молекулам.</p> <p>Основная идея работы состоит в том, что к лечению каждого пациента с такими сложными патологиями, как аутоиммунные заболевания, нужен персональный подход. Чтобы узнать, как иммунитет конкретного человека отреагирует на лекарство, ученые измеряют концентрацию антител в организме во время лечения и уровень белкового препарата, а также его терапевтическую активность. Это позволяет сразу же узнать, что препарат не работает или даже вредит.</p> <p>Ученые начали работать с решением подобной проблемы в случае с одним из аутоиммунных заболеваний &ndash;&nbsp;рассеянным склерозом. При этой патологии из-за атаки собственных иммунных клеток воспаляется оболочка нервных волокон. Рассеянный склероз может вызвать паралич различных мышечных групп, потерю зрения, недержание (с простонародным словом &laquo;склероз&raquo;, означающим провалы в памяти, оно ничего общего не имеет). Излечить пациентов от этой патологии пока невозможно, но есть способы замедлить ее развитие. Часто это делают с помощью препаратов на основе интерферона-бета. Это одна из сигнальных молекул, которые клетки выделяют, чтобы сообщить соседям о вторжении вирусов или других патогенов. Большинство пациентов принимают такой препарат, но отслеживать реакцию организма при рассеянном склерозе очень сложно.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/14/ps_immunologists.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Разработанный метод для оценки влияния антител на активность препарата от рассеянного склероза. Источник:&nbsp;Владимир Назаров</em></p> <p>Во время работы ученые создали два метода определения нейтрализующих антител. Первый метод позволяет проверить наличие всех антител, синтезировавшихся к белковой молекуле препарата. Второй метод дает представление о влиянии этих антител на активность интерферона-бета. Для этого используют генно-модифицированные клеточные линии, у которых интерферон-бета может запускать производство светящегося белка люциферазы. Люцифераза активируется и начинает излучать свет. Если же в клетке есть антитела к интерферону-бета, они свяжутся с препаратом, и свечения не будет. По тому, как сильно будет светиться клетка, можно определить уровень биологической активности препарата, а также концентрацию нейтрализующих антител. С помощью этого метода ученые выяснили, что у пациентов, долго принимавших препараты на основе интерферон-бета, развивается вторичная невосприимчивость к этим лекарствам из-за синтезированных организмом антител. Чем больше будет концентрация антител, тем бесполезнее дорогостоящая терапия. Ученые уже протестировали такой подход на 33 пациентах, а затем провели многоцентровое исследование, участниками которого стали 160 пациентов с рассеянным склерозом.</p> <p>Похожие исследования эта же группа иммунологов провела для еще одного заболевания, препараты против которого перестают работать, хронической почечной недостаточности. Если это заболевание сильно запущено, почка практически отказывает и больше не производит белок эритропоэтин, важный для контроля над количеством эритроцитов в крови. Поэтому таким пациентам вводят эритропоэтин, но если это делать долго, то он перестает помогать, и болезнь только усугубляется.</p> <p>&laquo;Мы показали, что одной из причин снижения активности эритропоэтина является его иммуногенность, &ndash; поясняет Владимир Назаров. &ndash; То есть вы вкалываете эритропоэтин подкожно, у вас образуются антитела и снижают ответ на проводимую терапию&raquo;. Подобный же сценарий развивается при многих видах терапии других аутоиммунных заболеваний, например, ревматоидного артрита или диабета первого типа, который мы уже упомянули выше. Изучение этой темы поможет ответить на вопрос, почему в каждом конкретном случае дорогостоящие препараты на основе белков или еще более сложных структур, моноклональных антител, оказываются неэффективны.</p>Thu, 14 Dec 2017 11:32:52 +0300http://polit.ru/article/2017/12/14/ps_rnf_/PROSCIENCEНаукаАстрономы сфотографировали «звездные ясли» http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_eso/<p>Астрономы получили изображение &laquo;звездных яслей&raquo; Sharpless 29 &ndash; туманности, содержащей области активного звездообразования, сообщает <a href="http://www.eso.org/public/russia/news/eso1740/?lang">пресс-релиз</a> Европейской Южной обсерватории (ESO). Изображение получено&nbsp; получено камерой OmegaCAM на обзорном телескопе ESO VLT Survey Telescope. На гигантском снимке можно увидеть много интересных астрономических явлений, в том числе облака космической пыли и газа, которые отражают, поглощают и переизлучают свет молодых горячих звезд внутри туманности.</p> <p>Изображенная на снимке область неба занесена в&nbsp;<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Sharpless_catalog">каталог Шарплесса</a> <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/H_II_region">областей Н II</a>: межзвездных облаков ионизованного газа, в которых кипит звездообразование. Туманность&nbsp;<a href="http://www.sharplesscatalog.com/sharpless/SH2-29.aspx?utm_content=buffer9d860&amp;utm_medium=social&amp;utm_source=pinterest.com&amp;utm_campaign=buffer">Sharpless 29</a> (Sh 2-29) расположена на расстоянии около 5500 световых лет от нас в созвездии <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_(constellation)">Стрельца</a>, рядом с еще более обширной <a href="https://www.eso.org/public/news/eso1403/">туманностью Лагуна</a>. В Sh 2-29 сосредоточено много астрономических чудес, в том числе очень активная область звездообразования <a href="http://www.eso.org/public/news/eso1320/">NGC 6559</a>:&nbsp;<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Nebula">туманность</a> в самом центре кадра. При поперечнике всего-навсего в несколько световых лет, она наглядно демонстрирует, к какому хаосу&nbsp; может привести массовое рождение звезд в межзвездном облаке. Молодым звездам на этом фото не более двух миллионов лет и они разбрасывают во все стороны потоки высокоэнергетического излучения. Эта энергия разогревает окружающую звезды <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_dust">пыль</a> и газ, а мощные <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_wind">звездные ветры</a> разрушают и деформируют туманность изнутри. Под действием интенсивного излучения <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_star">двойной звезды</a> внутри туманности образовалась гигантская полость, которая расширяется, оттесняя межзвездное вещество в разных направлениях с образованием красноватой аркообразной пограничной стенки.</p> <p>Когда межзвездные пыль и газ бомбардируются ультрафиолетовым излучением горячих молодых звезд, они под воздействием этой энергии начинают ярко светиться. Диффузное красное свечение, заполняющее изображение, представляет собой <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Emission_nebula">эмиссию</a> водородного газа, в то время как голубое сияние обусловлено <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Reflection_nebula">отражeнием</a> и рассеянием на малых пылевых частицах. Кроме эмиссии и отражения, здесь происходят и процессы <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_nebula">поглощения</a>. Пылевые массы загораживают свет на его пути к нам, что не дает нам видеть лежащие позади них звезды, а меньшие клочья пыли образуют темные волокнистые структуры внутри облаков.</p> <p>Благодаря своему сложному и разнообразному составу область Sharpless 29 является для астрономов настоящим полигоном для исследования физических процессов. Начальные фазы звездообразования, влияние молодых звезд на окружающие их пыль и газ, магнитные возмущения &ndash; все это можно наблюдать и исследовать здесь.</p> <p>Но молодые массивные звезды живут быстро и умирают молодыми. Они заканчивают свою историю взрывом сверхновой, оставляя после себя обогащенные тяжелыми элементами газ и пыль. За несколько десятков миллионов лет все это вещество будет выброшено в окружающее пространство и на этом месте останется только рассеянное звездное скопление.</p> <p>Область Sharpless 29 наблюдалась с помощью камеры ESO&nbsp;<a href="http://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/surveytelescopes/vst/camera/">OmegaCAM</a> на <a href="http://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/surveytelescopes/vst/">обзорном телескопе VLT</a> (VST) на Серро Параналь в Чили. Площадь поля OmegaCAM более, чем в 300 раз превышает самый большой размер поля камеры <a href="http://www.spacetelescope.org/">Космического телескопа Хаббла NASA/ESA</a>; спектральный диапазон инструмента простирается от ультрафиолетовой до инфракрасной области. Замечательной особенностью камеры является способность получать изображения в красной линии водорода H-альфа, излучение в которой как раз и характерно для таких туманностей, как Sharpless 29.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Thu, 14 Dec 2017 10:13:37 +0300http://polit.ru/news/2017/12/14/ps_eso/PROSCIENCEКосмосНаукаКвантовая система как голограмма http://polit.ru/article/2017/12/14/ps_rnf/<p>Ученые из Математического института имени В.А. Стеклова РАН Ирина Арефьева, Мария Тихановская и Михаил Храмцов изучили, как устанавливается тепловое равновесие в квантовой системе, не взаимодействующей с окружающей средой. Поведение такой системы описывается с помощью голографического подхода как столкновение пары частиц, которое порождает черную дыру.</p> <p>Полученные данные не только свидетельствуют о возможности трактовки некоторых квантовых явлений в рамках классической гравитационной физики, но и помогают объяснить явления, происходящие в ускорителях при столкновениях тяжелых ионов. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и <a href="https://doi.org/10.1007/JHEP09(2017)115" target="_blank">опубликована</a> в Journal of High Energy Physics, кратко о ней сообщает пресс-релиз РНФ.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/13/ps_blh2_rlDCcCM.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Фото авторов работы. Слева направо: И.Я. Арефьева, М.А.&nbsp;Храмцов, М.Д. Тихановская. Источник: Михаил Храмцов</em></p> <p>Большинство физических явлений, с которыми мы встречаемся в обычной жизни, описываются законами классической механики. Они применимы к макроскопическим системам, но на уровне атомов, фотонов и электронов оказываются несостоятельными. Здесь на помощь приходит квантовая физика со своими особыми принципами. Понятия температуры и теплового равновесия, совершенно привычные в жизни, где мы взаимодействуем с классическими объектами, на квантовом уровне приобретает новый смысл. Замкнутая (не взаимодействующая с окружающей средой), изначально неравновесная квантовая система из многих взаимодействующих частиц может перейти в состояние, для наблюдателя неотличимое от теплового равновесия. Этот переход, называемый термализацией, выполняется при условии, что взаимодействие между частицами достаточно сильное.</p> <p>&laquo;В данной работе выполнено теоретическое исследование процесса установления термодинамического равновесия в замкнутой квантовой системе после двух точечных возбуждений. Обычно задачи квантовой физики разрешаются с применением аппарата квантовой теории поля, однако мы исследовали систему в режиме сильного взаимодействия, при котором основные методы квантовой теории поля неприменимы. Мы использовали подход, основанный на голографическом принципе. Он состоит в том, что квантовая двумерная система, которая &laquo;живет&raquo; на границе специального искривленного 3D-пространства, называемого пространством анти-де Ситтера, может быть описана внутри него классической гравитационной физикой. Таким образом, трехмерное пространство вместе со всем, что происходит внутри, играет роль голограммы, иллюстрирующей происходящее непосредственно в нашей физической системе. Согласно общим соображениям голографического метода, голограммой для термализации системы после двух точечных возбуждений является процесс образования черной дыры в результате столкновения двух частиц внутри пространства анти-де Ситтера&raquo;, &ndash; рассказывает один из авторов работы, аспирант Математического института имени В.А. Стеклова РАН Михаил Храмцов.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/13/ps_blh_1.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Схематичное изображение изучаемого процесса. Физическая</em><br /><em>квантовая система живет на двухмерной границе цилиндра, внутренностью</em><br /><em>которого является пространство анти-де Ситтера. В начальный момент</em><br /><em>времени создаются два возбуждения на границе, которые рождают пару</em><br /><em>частиц, летящих навстречу друг другу. Внутри пространства анти-де</em><br /><em>Ситтера частицы сталкиваются, образовывая черную дыру. Это</em><br /><em>соответствует установлению теплового равновесия в системе на границе.</em><br /><em>Источник: Михаил Храмцов</em></p> <p>Хотя используемые в работе методы являются чисто теоретическими, изучаемую модель можно воспроизвести, рассмотрев следующую экспериментальную ситуацию. Представим некий набор атомов, запертых в специальном устройстве, магнитной ловушке, при очень низкой температуре. В идеальном случае, если позволяет оборудование, температура близка к абсолютному нулю, при котором колебания и хаотическое движение частиц прекращаются. Теперь одновременно облучим два отдельных удаленных друг от друга атома с помощью лазеров: они получат излишек энергии, который им необходимо как-то израсходовать. Единственный выход для частиц в ловушке &ndash; переизлучить его в виде тепла или света. При этом соседние атомы вынужденно поймают испускаемую энергию. Они, в свою очередь, будут передавать возбуждение уже своим соседям и так далее. С течением времени система равномерно распределит полученную энергию по всем своим составляющим и придет в состояние теплового равновесия. По сути, даже сильно удаленные и, казалось бы, никак не связанные атомы начинают оказывать влияние друг на друга &ndash; проявляется распространение так называемой квантовой запутанности. Ученые провели детальное исследование этого явления в своей модели и выяснили, что оно имеет ряд интересных свойств. В частности, было показано, что вдали от источников возбуждений квантовая запутанность распространяется волновым образом с четко определенной скоростью.</p> <p>&laquo;Термализация замкнутых квантовых систем является одним из важных актуальных направлений как теоретических, так и экспериментальных исследований. Наша работа, по существу, предлагает новый метод экспериментального исследования, который может быть использован при описании процессов разогрева кварк-глюонной плазмы (высокотемпературной смеси свободных кварков и глюонов), которая образуется при столкновениях тяжелых ионов на таких ускорителях, как Большой адронный коллайдер и релятивистский коллайдер RHIC. В дальнейшей работе перспективными являются направления, как связанные с изучением термализации более сложных начальных состояний, так и относящиеся к детальному изучению связи с проблемой потери информации в черных дырах и неравновесной физикой квантовых систем&raquo;, &ndash; заключает Михаил Храмцов.</p> <p>В России только группа в Математическом институте имени В.А. Стеклова РАН под руководством профессора И.Я. Арефьевой целенаправленно проводит исследования в направлении теоретического изучения сложных систем вне рамок квантовополевой теории возмущений голографическим методом. Ученые надеются, что в рамках проектов РНФ им удастся привлечь к исследованию больше молодых коллег.</p>Thu, 14 Dec 2017 09:00:29 +0300http://polit.ru/article/2017/12/14/ps_rnf/PROSCIENCEНаукаВ янтаре найден клещ и перо динозавра http://polit.ru/news/2017/12/13/ps_ticks/<p>Палеонтологи, которых возглавляли Рикардо Перес-де-ла-Фуэнте (Ricardo P&eacute;rez-de la Fuente) из Оксфордского музея естественной истории и Энрике Пеньялвер (Enrique Pe&ntilde;alver) из Института геологии и минералогии Испании в Мадриде, <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/12/99-million-year-old-ticks-sucked-blood-dinosaurs">подтвердили</a>, что древние клещи были не прочь попить крови динозавров. Ученые обнаружили в куске янтаря клеща и перо динозавра из группы терапод.</p> <p>Янтарь был найден в Мьянме, в знаменитом месторождении, возраст которого насчитывает 99 миллионов лет. Образцы сначала был куплен частными коллекционерами, а затем были пожертвованы ими в музей. В одном куске янтаря был обнаружен клещ уже описанного ранее вида <em>Cornupalpatum burmanicum</em> рядом с контурным пером, которое, судя по всему, принадлежало динозавру из группы <em>Pennaraptora</em>. В другом образце находились сразу два клеща неизвестного вида. По их внешнему облику ученые сразу поняли, что эти клещи относятся к семейству иксодовых клещей (<em>Ixodidae</em>), многочисленному и в наши дни. Клещи получили научное название <em>Deinocroton draculi</em>, что можно перевести как &laquo;ужасный клещ Дракулы&raquo;.</p> <p>Примечательной находкой во втором образце янтаря стали мелкие волоски, приставшие к телу клещей. Как установили исследователи, они принадлежали личинкам жуков из семейства кожеедов (<em>Dermestidae</em>). Эти личинки часто встречаются в гнездах современных птиц и подстилке нор млекопитающих, питаясь частичками кожи и выпавшими перьями. &laquo;Наиболее вероятный сценарий состоит в том, что два клеща получили волоски личинок при посещении гнезда пернатого динозавра&raquo;, &ndash; говорит Перес-де-ла-Фуэнте.</p> <p>Результаты исследования <a href="https://www.nature.com/articles/s41467-017-01550-z">опубликованы</a> в Nature Communications.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Wed, 13 Dec 2017 13:40:19 +0300http://polit.ru/news/2017/12/13/ps_ticks/PROSCIENCEНаукаСнова на Луну http://polit.ru/article/2017/12/13/ps_nasa/<p>11 декабря Дональд Трамп подписал директиву о политике в сфере космоса, в соответствии с которой НАСА вновь должно отправить астронавтов на Луну, а впоследствии снарядить пилотируемую экспедицию к Марсу. Последний на данный момент пилотируемый полет на Луну люди совершили ровно сорок пять лет назад &ndash; 11 декабря 1972 года на поверхность Луны высадился экипаж &laquo;Аполлона-17&raquo;.</p> <p>Подписанный президентом США документ представляет собой объявление о намерениях, а не конкретную программу. В нем не указываются ни сроки планируемого полета, ни объемы дополнительного финансирования, которое будет выделено НАСА для его осуществления. Но жест Трампа недвусмысленно демонстрирует, что новое финансирование НАСА получит, так что сотрудники агентства и ученые уже выражают свое удовлетворение случившимся. &laquo;На мой взгляд, Луна &ndash; лучшее место в Солнечной системе, чтобы ответить на фундаментальные вопросы о происхождении Солнечной системы, эволюции планетных орбит, формировании нашей собственной планеты Земля и, возможно, о происхождении жизни на нашей планете, &ndash; говорит планетолог Дэвид Кринг (David King). &ndash; И она всего в трех днях пути&raquo;.</p> <p>Одно отличие провозглашенной сейчас лунной программы от космической программы &laquo;Аполлон&raquo; 1960-х &ndash; 1970-х годов уже известно. Полет на Луну американцы собираются организовать, не избегая международного сотрудничества и привлечения частных космических компаний. &laquo;Соединенные Штаты будут работать с другими странами и частным сектором, чтобы вернуть астронавтов на Луну, развивая технологию и средства для пилотируемых исследований Марса и других пунктов назначения в Солнечной системе&raquo;, &ndash; говорится в заявлении Белого дома. Наиболее вероятно, что к лунной программе будут привлечены компании Moon Express и Astrobotic. Обе они уже работают над посадочными модулями.</p> <p>Что касается международного сотрудничества, то обновленная программа впишется в уже существующий проект по созданию космической станции Deep Space Gateway на окололунной орбите, которая станет базой для экспедиций на поверхность Луны и к Марсу. НАСА уже объявляло ранее о достигнутых соглашениях о совместной работе над этим проектом с космическими агентствами разных стран, в том числе и с &laquo;Роскосмосом&raquo;.</p> <p>Международная координационная группа по исследованию космоса разработала в 2015 году план, который предусматривает пять пилотируемых экспедиций на Луну в течение пяти лет. В каждой из них должны участвовать по четыре космонавта. Они будут высаживаться на лунную поверхность и перемещаться по ней, управляя луноходом, в течение 28 суток. После возвращения очередной экспедиции, сотрудники НАСА будут управлять этим луноходом дистанционно, чтобы обеспечить его приезд к месту посадки очередного экипажа. Согласно плану, первая экспедиция должна очутиться на Луне в районе массива Малаперт, вблизи южного полюса. Также планируется посетить кратер Шредингера, где были замечены признаки недавней вулканической активности, кратер Антониади и самый большой ударный кратер не только на Луне, но и во всей Солнечной системе (насколько известно) &ndash; Бассейн Южный полюс &ndash; Эйткен.</p> <p>Два необходимых технических средства для нового лунного проекта НАСА уже разрабатывает: космические корабли <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft)">&laquo;Орион&raquo;</a> и сверхтяжелые ракеты-носители <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_System">Space Launch System</a> (SLS). Ожидается, что они будут готовы в 2020-х годах. Наиболее важная часть проекта, которую еще предстоит создать &ndash; это посадочный модуль.</p> <p>Об активизации космической политики США <a href="https://www.nature.com/news/united-states-revives-space-policy-council-after-24-year-absence-1.22130">заговорили</a> уже в начале июня, когда стало известно, что будет возрожден Национальный совет по космосу, который не собирали уже 24 года. Возглавил его вице-президент Майкл Пенс. Этот орган должен координировать действия различных государственных учреждений и ведомств в области космических исследований. В период с 1993 года эту функцию брали на себя НАСА и Бюро по научной и технической политике (Office of Science and Technology Policy) администрации президента США. По словам Майкла Пенса, воссоздание Национального совета по космосу позволит действовать эффективнее и сохранить лидерство США в освоении космоса.</p> <p>Ранее национальный совет, который теоретически ведал взаимодействием между всеми связанными с космосом ведомствами, включая военные и разведывательные, имел мало возможностей изменять сложившиеся способы взаимодействия между ними, особенно в военной сфере. Но теперь, по мнению эксперта по космической политике Джона Логсдона (John Logsdon) из Университета Джорджа Вашингтона, Майкл Пенс, пользуясь поддержкой Трампа, может сделать его более влиятельным органом. Логсдон также полагает, что на совет может быть возложена координация отношений с частными компаниями и с зарубежными партнерами.</p> <p>Тем не менее, пока неясно, насколько имеющиеся планы получат финансовое обеспечение. Хотя Майкл Пенс утверждал, что &laquo;у НАСА будут ресурсы и поддержка, необходимые для продолжения работы&raquo;, бюджет НАСА этим летом был сокращен Белым домом с 19,7 до 19,1 млрд. долларов. Это не много по сравнению тем, насколько пострадали в то же время бюджеты других научных учреждений США, но масштабные планы требуют не сокращения, а увеличения ассигнований.</p> <p>Неясен и еще один вопрос. Кто возглавит НАСА при президенте Трампе? Предыдущий руководитель агентства, бывший астронавт Чарльз Болден ушел в отставку после президентских выборов. Сейчас обязанности руководителя выполняет <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_M._Lightfoot_Jr.">Роберт Лайтфут</a>. В начале сентября Трамп <a href="https://www.nature.com/news/trump-finally-nominates-new-leader-for-nasa-1.22551">предложил</a> на этот пост конгрессмена от Оклахомы, члена республиканской партии <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Jim_Bridenstine">Джима Бриденстайна</a>. В случае утверждения Бриденстайн станет первым депутатом конгресса, возглавившим НАСА. Но эта кандидатура вызывает много возражений. В отличие от своих предшественников Бриденстайн не имеет какой-либо научной или технической подготовки. Из аэрокосмической сферы в его прошлом лишь пост директора Аэрокосмического музея в Талсе и служба пилотом в ВМС США, образование же он получил в области экономики и имеет степень MBA. Для сравнения тот же Лайтфут получил инженерное образование и работал в НАСА на инженерных, менеджерских и руководящих должностях с 1989 года.</p> <p>Предложение Трампа в итоге не понравилось не только политикам-демократам, но и многим представителям республиканской партии. Если сенатор-демократ Билл Нельсон сказал, что во главе НАСА должен быть &laquo;профессионал космической отрасли, а не политик&raquo;, то республиканец Марко Рубио выразился еще резче: &laquo;Я просто думаю, что это [назначение Бриденстайна] может стать разрушительным для космической программы&raquo;. Сам Бриденстайн, судя по его выступлениям, сторонник активного исследования Луны и задумывается о коммерческом потенциале использования лунных ресурсов, а также в целом поддерживает идею пилотируемых экспедиций к Луне и потом к Марсу, сформулированную в подписанной Трампом директиве. Так или иначе, пока его кандидатура сенатом США не утверждена, но и Трамп не предлагает другого кандидата.</p>Максим РуссоWed, 13 Dec 2017 11:20:12 +0300http://polit.ru/article/2017/12/13/ps_nasa/PROSCIENCEНаука50 миллионов лет назад в Новой Зеландии водились стокилограммовые пингвины http://polit.ru/news/2017/12/13/ps_penguin/<p>На юго-восточном побережье Южного острова Новой Зеландии палеонтологами были <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/12/ancient-penguins-may-have-weighed-more-100-kilograms-been-tall-human">обнаружены</a> окаменевшие останки древнего пингвина, вес которого, по их расчетам достигал 101 килограмма. Самый крупный из современных пингвинов &ndash; императорский пингвин &ndash; весит от 20 до 45 килограммов.</p> <p>Исследованиями находки руководил специалист по палеонтологии птиц Геральд Майр (Gerald Mayr) из Института имени Зенкенберга (Senckenberg Research Institute) во Франкфурте. Описанный вид получил научное название <em>Kumimanu biceae</em>. Помимо солидного веса он отличался и высоким ростом. По длине его бедренной кости ученые установили, что он был ростом 1,77 сантиметров, то есть примерно как средний современный человек и на полметра выше императорского пингвина. Существовал этот вид от 55 миллионов до 60 миллионов лет назад, сразу после массового вымирания, в ходе которого исчезли динозавры. Несмотря на внушительные размеры, <em>Kumimanu biceae</em> не может получить титул самого крупного пингвина в истории, так как ранее учеными были описаны древние пингвины ростом 1,8 &ndash; 2 метра. Но зато он вполне может претендовать на звание самого древнего представителя этой группы.</p> <p>Размеры пингвинов стали значительно увеличиваться, как только эти птицы перешли к нынешнему образу жизни, то есть отказались от полета и стали охотиться на рыбу в воде. Когда исчезли гигантские морские рептилии, моря оказалось открытым для крупных пингвинов. Исследователи выдвинули гипотезу, объясняющую и исчезновение гигантских пингвинов. Они заметили, что эти виды исчезают одновременно с появлением в океанах тюленей и зубатых китов, которые, видимо, составляли им успешную конкуренцию.</p> <p><em>Kumimanu biceae</em> стал уже вторым за этот год видом крупного древнего пингвина, описанным в Новой Зеландии командой Геральда Майра. В феврале они <a href="http://polit.ru/news/2017/02/28/ps_waipara/">рассказали</a> о пингвине <em>Waimanu manneringi </em>ростом до полутора метров<em>.</em></p> <p>Описание нынешней находки <a href="http://nature.com/articles/doi:10.1038/s41467-017-01959-6">опубликовано</a> в журнале Nature Communications.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Wed, 13 Dec 2017 10:35:26 +0300http://polit.ru/news/2017/12/13/ps_penguin/PROSCIENCEНаукаРентген стволовым клеткам не помеха http://polit.ru/article/2017/12/13/ps_mipt/<p>Исследователи из школы биологической и медицинской физики МФТИ совместно с коллегами из Федерального медико-биологического центра имени А.&nbsp;И.&nbsp;Бурназяна, Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе и Университета Оттавы изучили влияние на стволовые клетки малых доз ионизирующего облучения, которое мы получаем, например, при компьютерной томографии, маммографии или рентгене. Ученые не только исследовали сами клетки, но и&nbsp;проследили за дальнейшей судьбой облученных клеток на протяжении 11 поколений. Результаты показали, что потомки клеток, облученных малой дозой, не отличаются от потомков необлученных клеток. Биофизики установили, что после воздействия малых (80 мГр) доз рентгеновского излучения стволовые клетки остаются жизнеспособными, активно делятся и не накапливают повреждений ДНК в следующих поколениях. Статья опубликована в журнале <a href="http://www.aging-us.com/article/101327/text" target="_blank">Aging</a>, кратко о нем сообщает пресс-релиз Московского физико-технического института.</p> <p>Сергей Леонов, директор физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ, руководитель лаборатории разработки инновационных лекарственных средств МФТИ рассказывает: &laquo;Доза излучения 80 мГр является той дозой, которую нередко получает человек при часто применяемых совместно с клеточной терапией процедурах визуализации внутренних структур и процессов организма, таких как компьютерная томография и рентген. Наши исследования помогают делать прогнозы побочных эффектов и рисков для здоровья у людей, проходящих все чаще применяемую клеточную терапию одновременно с диагностическим облучением&raquo;.</p> <p>На&nbsp;данный момент стремительно и продуктивно развивается направление регенеративной медицины. Основанная на применении стволовых клеток технология направлена на восстановление и обновление поврежденных тканей и органов человека. Стволовые клетки обладают высоким потенциалом к размножению, способностью к самообновлению и дифференциации, то есть превращению в различные типы клеток. Находясь практически во всех органах и тканях взрослого организма, они могут распознавать место повреждения, мигрировать в него, напрямую замещать поврежденные клетки и помогать заживлению. В&nbsp;то же время, считается, что активное применение в медицине диагностики, основанной на ионизирующем излучении&nbsp;(компьютерной томографии, маммографии или рентгена) потенциально способствует образованию и накоплению повреждений в стволовых клетках и их последующей передаче клеточным потомкам. Это влечет за собой гибель клеток, их преждевременное старение, а также онкотрансформацию.</p> <p>Принимая во внимание недостаток данных о влиянии малых доз радиации на проявление отдаленных эффектов в стволовых клетках, международная группа ученых, включая Андреяна Осипова из Федерального медицинского биофизического центра имени А. И.&nbsp;Бурназяна и Сергея Леонова и Анастасию Цветкову из Московского физико-технического института, провела серию экспериментов. В&nbsp;результате было показано, что воздействие малых доз радиации не вызывает &nbsp;проявлений нестабильности &nbsp;генома, преждевременного старения и накопления повреждений ДНК в потомстве облученных клеток.</p> <p><strong>Реакция организма на рентгеновское излучение</strong></p> <p>При обычном рентгеновском обследовании человек получает от 0,001 до 10 мГр (мДж/кг) излучения в зависимости от типа процедуры. Дозы до 100 мГр считаются малыми, выше 1 000 мГр &mdash; большими. Изучением последствий воздействия больших доз рентгеновского излучения занимаются давно. Выяснено, что они вызывают зависимое от дозы увеличение количества таких повреждений, как двойные разрывы ДНК, которые затем приводят к гибели клеток, сбоям в работе генов, ответственных за подавление развития опухолей и активации онкогенов. Однако до сих пор вопрос о негативном воздействии малых доз рентгеновского излучения, которые каждый из нас получает при плановых обследованиях, является противоречивым. В&nbsp;настоящее время, мировыми регуляторными органами принята так называемая &laquo;линейная беспороговая модель&raquo;, которая подразумевает, что сколь угодно малая доза ионизирующего излучения губительна для живых клеток. Это некорректно и не соответствует действительности, поскольку все мы подвергаемся воздействию естественного радиационного фона, а его полное отсутствие приводит к ухудшению способности клеток устранять повреждения ДНК.</p> <p><strong>Критерии оценки воздействия малых доз</strong></p> <p>Интерес к изучению двойных разрывов ДНК обусловлен тем, что среди повреждений ДНК, вызываемых ионизирующим излучением, именно они являются наиболее критичными для дальнейшей судьбы клетки. Репарация или исправление этих повреждений ДНК происходит медленно, в то время как двойные разрывы, не устраненные в ходе этого процесса, приводят к серьезным цитогенетическим нарушениям, инактивации подавляющих опухоли генов или активации онкогенов и гибели клеток. Долгое время не существовало метода для оценки образования двунитевых разрывов ДНК после воздействия малых доз радиации. Классические способы давали возможность увидеть последствия только больших доз. Благодаря развитию иммуноцитохимии, у биофизиков появился инструментарий позволяющий не только посчитать количество двойных разрывов ДНК, образовавшихся после воздействия малых доз радиации, но и распознать механизм их распределения в клеточном ядре и восстановления. Скопления белков, участвующих в исправлении ДНК, после &laquo;окрашивания&raquo; с помощью меченных флуоресцентными красителями антител под микроскопом можно увидеть в виде ярко светящихся точек, которые получили название фокусов. Например, одним из таких белков, маркирующих повреждения ДНК, является модифицированный гистоновый белок уН2АХ.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/13/ps_ris11.png" alt="" width="600" /></p> <p><em>Рисунок 1: Микрофотография ядра мезенхимальной стволовой клетки человека. Слева направо: ДНК клеточного ядра, окрашенное DAPI (синий); скопления (фокусы ) белка &gamma;H2AX (красные точки), маркирующего повреждения ДНК; наложенные микроизображения (merged).</em></p> <p><strong>Судьба потомства</strong></p> <p>Стоит отметить, что в клетке существует два основных пути устранения двойных разрывов. Один из них, гомологическая рекомбинация,&nbsp;&mdash; медленный, но корректный путь, который позволяет безошибочно восстановить утраченную информацию в цепи поврежденной ДНК. Другой путь, негомологичное соединение концов, приводит к утрате генетической информации и, как следствие, возникновению ошибок и мутаций. В&nbsp;то же время по быстрому, но не точному пути устраняются 8 из 10 разрывов, образующихся в облученной клетке.</p> <p>Ученые установили, что стволовые клетки спустя 24 часа после облучения в дозе 80 мГр имеют большее количество фокусов уН2АХ, чем клетки облученные большой дозой&nbsp;&mdash; 1 000&nbsp;мГр. Однако такое повышенное содержание фокусов уН2АХ наблюдалось только в делящихся клетках и отсутствовало в покоящихся (см. Рис.2). Известно, что двойные разрывы ДНК могут образовываться в норме в процессе клеточного деления. Такие разрывы устраняются путем корректного способа гомологической рекомбинации. В&nbsp;то же время, если проследить за дальнейшей судьбой облученных клеток на протяжении 11 поколений, то становится очевидным, что потомки клеток, облученных в дозе 80&nbsp;мГр, не отличаются от потомков необлученных клеток. Более того, в потомстве клеток, облученных малой дозой радиации, не наблюдалось проявлений нестабильности генома, изменений в процессах деления и преждевременного старения. (см. Рис.2 и Рис.3)</p> <p>Андреян Осипов, профессор РАН, заведующий отделом экспериментальной радиобиологии и радиационной медицины ФМБЦ им.&nbsp;А. И.&nbsp;Бурназяна объясняет: &laquo;Проведенные исследования свидетельствуют о том, что наличие через 24 часа после воздействия рентгеновского излучения в дозе 80 мГр в культивируемых стволовых клетках человека фокусов &gamma;H2AХ связано с процессами клеточного деления и не приводят к отдаленным последствиям облучения, связанным со старением. Это очень важный вывод, поскольку фокусы &gamma;H2AХ в настоящее время активно используются для биодозиметрии радиационных воздействий. Непонимание биологической значимости остаточных фокусов может привести к существенной переоценке доз и риска облучения в малых дозах&raquo;.<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/13/ps_ris21.png" alt="" width="600" /></p> <p><em>Рисунок 2: А) стрелками обозначены делящиеся клетки, меченные флуоресцентными красителями и имеющие повреждения - &nbsp;двойные разрывы ДНК; &nbsp;Б) зависимость количества делящихся клеток контрольной группы и клеток, облученных дозами в 80 мГр и 1000 мГр в течении 11 поколений.</em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/13/ps_ris31.png" alt="" width="600" /></p> <p><em>Рисунок 3: А) стрелками отмечены стареющие клетки, меченные красителями (синим - цитоплазма, белым - клеточные ядра); Б) количество состарившихся клеток контрольной группы и клеток, облученных дозами в 80 мГр и 1000 мГр в течении 11 поколений.</em></p>Wed, 13 Dec 2017 10:00:09 +0300http://polit.ru/article/2017/12/13/ps_mipt/PROSCIENCEНаукаПчелы сибирских старообрядцев помогут в исследованиях опасной болезни http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_bees/<p>Ученые Томского государственного университета изучают факторы, делающие пчел уязвимыми к опасной болезни &ndash; нозематозу, <a href="http://www.tsu.ru/news/biologi-izuchayut-faktory-zashchishchayushchie-pch/">рассказывает</a> пресс-служба университета.</p> <p>Нозематоз вызывает одноклеточный организм <em><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Nosema_apis">Nosema apis</a>&nbsp;</em>из группы микроспоридий. Главным признаком заболевания служит сильная диарея у пчел данного улья. Активность заболевших пчел снижается, при попытке вылета из улья они часто падают на землю и погибают. Брюшко становится раздутым, иногда наблюдается паралич конечностей. Если инфекция поражает пчелиную матку, у нее поражаются яичники и падает продуктивность. В случае сильного заражения нозематоз может погубить всех пчел на пасеке. Нозематоз считается одним из причин распространившегося в последнее десятилетие <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Colony_collapse_disorder">синдрома разрушения пчелиных колоний</a> (colony collapse disorder, CCD), при котором пчелы массово покидают ульи и погибают.</p> <p>Томские исследователи заняты определением генетических факторов, определяющих разную восприимчивость медоносных пчел к паразитам и болезням, в том числе и тех, что обеспечивают некоторым пчелам защиту от нозематоза. Одна из разновидностей болезни &ndash; нозематоз типа C &ndash; была впервые зафиксирована в России в 2009 году, а на пасеках Томской области появилась в 2013. Однако неожиданно выяснилось, что нозематоз присутствовал в Сибири не менее полувека, но не вызывал массовой гибели пчел.</p> <p>&laquo;В этом году наряду с пчелами из Томской области мы решили посмотреть образцы, привезенные с пасек староверов, живущих в Красноярском крае, &ndash; рассказывает доцент кафедры зоологии беспозвоночных Биологического института ТГУ Надежда Островерхова. &ndash; Это изолированные места обитания, которые принято считать &laquo;чистыми&raquo; с точки зрения распространенности инфекций, поскольку там нет возможности заражения от пчел из чужих ульев. Но среди образцов, доставленных с этих пасек, наряду со здоровыми особями были выявлены больные нозематозом. Мы хотим выяснить, почему эта инфекция в одних случаях &laquo;молчит&raquo;, в других &ndash; заявляет о себе&raquo;.</p> <p>Ученые полагают, что течение нозематоза у медоносных пчел может быть сходным с проявлениями туберкулеза у человека. Далеко не все люди, в организме которых присутствуют возбудитель, болеют туберкулезом. Теперь они намерены выяснить, какие генетические особенности пчел с сибирских пасек могут замораживать развитие болезни. Результатом исследования может стать выведение пчел, устойчивых к нозематозу.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Tue, 12 Dec 2017 16:18:03 +0300http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_bees/PROSCIENCEНаукаПрочитан полный геном вымершего сумчатого волка http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_tylacine/<p>Исследователи <a href="http://www.abc.net.au/news/science/2017-12-12/thylacine-tasmanian-tiger-genetics-evolution/9246832">секвенировали геном</a> вымершего тасманийского сумчатого волка, известного также под названием тилацин (<em>Thylacinus cynocephalus</em>). Итоги исследования позволили сделать предположения о факторах, способствовавших его исчезновению, а также уточнить его положение на генеалогическом древе сумчатых.</p> <p>В Австралии сумчатые волки исчезли около 2000 лет назад, а в Новой Гвинее и того раньше. Дольше всего они сохранялись на острове Тасмания, где последний сумчатый волк умер в зоопарке Хобарта в 1936 году. Подробнее об истории этого вида можно прочитать в <a href="http://polit.ru/article/2017/03/28/ps_tylacine/">отдельном очерке</a>. Хотя сумчатые волки эволюционно далеки от обычных волков и собак &ndash; их эволюционные линии разошлись 160 миллионов лет назад, внешне эти животные схожи, особенно формой головы. Ученые считают это свидетельством независимой адаптации к образу жизни хищника.</p> <p>Генетики, которых возглавлял Эндрю Пэск (Andrew Pask) из Университета Мельбурна, получили ДНК из одномесячного детеныша сумчатого волка, который был найден в сумке убитой матери и хранился в заспиртованном виде с 1909 года. Ранее в этом году учеными Университета Аделаиды <a href="http://polit.ru/news/2017/10/02/ps_tylacine/">уже была секвенирована митохондриальная ДНК</a> этого вида, теперь они прочитали и его ядерную ДНК. На основе обоих исследований ученые сделали вывод, что генетическое разнообразие сумчатых волков резко упало 70 000-120 000 лет назад, задолго до того, как люди пришли Австралии. Аналогичные закономерности были обнаружены в и геноме тасманийского дьявола (<em>Sarcophilus harrisii</em>). Биолог-эволюционист Чарльз Фейджин (Charles Feigin) из Университета Мельбурна полагает, что оба вида пострадали от похолодания климата. Уменьшившаяся численность сумчатых волков сделала их более уязвимыми в дальнейшем, когда они столкнулись с людьми и собаками.</p> <p>Итоги исследования <a href="http://nature.com/articles/doi:10.1038/s41559-017-0417-y">опубликованы</a> в журнале Nature Ecology and Evolution.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Tue, 12 Dec 2017 14:22:01 +0300http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_tylacine/PROSCIENCEНаукаНовый препарат замедляет развитие болезни Хантингтона http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_huntington/<p>Первые результаты испытаний <a href="https://www.theguardian.com/science/2017/dec/11/excitement-as-huntingtons-drug-shown-to-slow-progress-of-devastating-disease">свидетельствуют</a>, что экспериментальное лекарство способно замедлить развитие болезни Хантингтона, наносящей непоправимый ущерб мозгу. Препараты, используемые в данный момент, помогают лишь смягчить симптомы этой болезни, но не влияют на ее течение.</p> <p>Болезнь Хантингтона (Гентингтона) возникает из-за мутации в одном гене, контролирующем важный для функционирования нервной системы белок. Данный ген содержит довольно много идущих подряд троек нуклеотидов CAG (цитозин, аденин, гуанин). Когда число таких троек превышает 36, у человека начинаются проявление болезни. Причем от числа избыточных повторов зависит тяжесть заболевания. Обычно болезнь Хантингтона диагностируется в возрасте старше 30 лет. У больных наблюдаются перепады настроения, гнев и депрессия, характерны случаи непроизвольных беспорядочных движений (гиперкинезы), постепенно они учащаются, нарушается координация движений, появляются расстройства речи и сна, затем возникают когнитивные расстройства, проблемы с памятью, психические нарушения. С момента появления первых симптомов продолжительность жизни больного составляет около 15 &ndash; 20 лет.</p> <p>Новый препарат, получивший название Ionis-HTTRx, разработан калифорнийской биотехнологической компанией Ionis Pharmaceuticals. Он представляет собой синтетическую одиночную нить ДНК, перехватывающую молекулу РНК, которая должна доставить в рибосомы информацию с мутантного гена. Благодаря этому синтез дефектного белка снижается, а значит, задерживается развитие болезни. В мозг препарат попадает с помощью инъекции в спинномозговую жидкость.</p> <p>В испытаниях препарата участвовали 46 мужчин и женщин с разными стадиями болезни, живущие в Великобритании, Германии и Канаде. Пациентам были проведены четыре спинальные инъекции в течение месяца с увеличением дозы препарата. После приема концентрация дефектного белка в спинномозговой жидкости снижалась пропорционально дозе. Хотя данное испытание было слишком маленьким и недостаточно продолжительным, чтобы показать, улучшаются ли клинические симптомы, но оно дало основание для организации более масштабных испытаний. Если они окажутся успешными, возможно, препарат можно будет применять для регулярных инъекций, предотвращая проявление симптомов болезни у носителей мутантного гена.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Tue, 12 Dec 2017 13:37:16 +0300http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_huntington/PROSCIENCEНаукаГены и атеросклероз http://polit.ru/article/2017/12/12/ps_rnf/<p>Российские биологи определили, какие гены участвуют в развитии атеросклероза. Оказалось, что это заболевание больше связано с иммунитетом, чем принято считать. В дальнейшем результаты этого исследования могут быть использованы для разработки терапии против атеросклероза. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты своей работы ученые <a href="http://www.aaidconference.ru/" target="_blank">представили</a> на II междисциплинарной научной конференции &laquo;Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания&raquo;, которая прошла в Москве с 11 по 13 октября.</p> <p>Накопление холестерина &ndash; ключевой патологический процесс, из-за которого в стенках артерий формируются атеросклеротические бляшки. Однако причины этого явления наука еще не объяснила до конца. Российские биологи подошли к изучению этого вопроса со стороны генетики.</p> <p>&laquo;В ходе исследования мы выявили десять генов, ответственных за накопление холестерина в клетках. Некоторые из этих генов связаны с воспалением, что в целом соответствует современным представлениям. Роли некоторых генов до сих пор не изучены. Более того, среди выявленных генов нет ни одного гена, участвующего во внутриклеточном метаболизме холестерина, что позволяет выдвинуть новую гипотезу: иммунный ответ стимулирует накопление внутриклеточных липидов&raquo;, &ndash; рассказал Никита Никифоров, младший научный сотрудник Национального медицинского исследовательского центра кардиологии Минздрава РФ.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/12/12/ps_genes_a.JPG" alt="" width="600" /></p> <p><em>Никита Никифоров и Марина Кубекина за работой. Фото предоставлено Никитой Никифоровым</em></p> <p>Атеросклероз &ndash; причина половины всех смертей в мире. Еще в 1913 году академик Николай Аничков предложил инфильтративную теорию атеросклероза. Согласно ей, атеросклеротические бляшки появляются из-за проникновения жироподобных веществ (липидов) из крови в ткань сосудистой стенки. В последующие годы эта теория претерпела значительные изменения из-за новых данных о роли липид-транспортирующих частиц &ndash; липопротеидов, которые в том числе переносят и холестерин. Установлено, что у людей с высокой концентрацией липопротеидов низкой плотности (ЛНП) в крови повышен риск развития атеросклероза, а химически модифицированные ЛНП, найденные в крови больных, могут восприниматься клетками как патоген.&nbsp;</p> <p>Однако инфильтративная теория не может объяснить тот факт, что атеросклеротические бляшки часто возникают в одном конкретном месте, а также не вносит ясность в то, почему поражения развиваются именно так, как это наблюдают ученые и врачи. Впоследствии выяснилось, что в атеросклеротическом поражении участвуют клетки и молекулы, обычно сопровождающие воспаление. После этого прогрессирование атеросклеротической бляшки стали рассматривать как процесс, сопровождающийся локальным хроническим воспалением. Несмотря на то, что было получено огромное количество данных о роли воспаления при развитии атеросклероза, неизвестно, являются ли реакции врожденного иммунитета причиной или только следствием накопления липидов в сосудистой стенке.</p> <p>&laquo;Наш проект нацелен на то, чтобы найти причины накопления внутриклеточных липидов&raquo;, &ndash; пояснил Никита Никифоров. Ученые доказали, что местное воспаление &ndash; важный компонент развития атеросклероза. Также их результаты дают основания полагать, что модифицированные липопротеиды низкой плотности вызывают иммунный ответ, который и провоцирует развитие атеросклероза.</p> <p>Работа с клетками иммунной системы поможет подтвердить, что именно открытые в ходе исследования гены и отвечают за то, как клетки иммунитета под воздействием липопротеидов низкой плотности вызывают воспаление и провоцируют накопление холестерина. Ученые планируют более прицельно исследовать роль выявленных генов, &laquo;выключая&raquo; их в клеточных и животных моделях.</p> <p>Работа проводилась под руководством профессора Орехова Александра Николаевича. Предыдущие результаты этого исследования были опубликованы в 2017 году в ряде западных научных журналов: <a href="https://doi.org/10.2174/1381612823666170124112918" target="_blank">Current Pharmaceutical Design</a>, <a href="https://doi.org/10.1155/2017/6934394" target="_blank">Oxidative Medicine and Cellular Longevity</a>, <a href="https://doi.org/10.1155/2017/6934394" target="_blank">Biomedical Research International</a>, <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-319-54090-0_11" target="_blank">Macrophages</a> и других.</p>Tue, 12 Dec 2017 11:00:40 +0300http://polit.ru/article/2017/12/12/ps_rnf/PROSCIENCEНаукаКиты и дельфины регулируют чувствительность своего слуха http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_whales/<p>Международная группа ученых <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/12/whales-and-dolphins-can-naturally-muffle-loud-sounds-potentially-protecting-them-sonar">обнаружила</a>, что киты и дельфины способны изменять чувствительность своего слуха. Вероятно, эта способность помогает им выживать и не терять ориентацию в районах океана с сильным звуковым загрязнением, вызванным деятельностью людей.</p> <p>Гидролокация играет важную роль в жизни китообразных. Звуки на ультразвуковых частотах, издаваемые китами и дельфинами, не только служат для их общения, но и, отражаясь от подводных объектов, возвращаются к животному и позволяют получать точное представление об окружающем пространстве. Но в современном океане ультразвуковыми сигналами пользуются не только китообразные. Например, в военно-морского флоте их применяют для обнаружения подводных лодок противника и подводных мин, широко используют эхолоты для измерения глубины. Сонарные импульсы могут быть настолько сильными, что вызывают временную потерю слуха у морских млекопитающих и становятся причиной их гибели из-за нарушения ориентации. В последние годы ВМС США, пойдя на встречу требованиями природоохранных организаций, сократили свою активность в районах, где происходят миграции китов и дельфинов. Интересы морских обитателей учитываются и при сейсморазведке в глубинах океана. Но эффективность этих мер не изучена, а регламентированы они не слишком строго, находясь в постоянном балансе между охраной морских животных, интересами военных и нефтегазовой промышленности.</p> <p>В 2008 году биологи из Гавайского университета в Гонолулу обнаружили, что китообразные порой способны и сами защищать себя от звуков высокой интенсивности. Они провели ряд экспериментов с малой косаткой (<em>Pseudorca crassidens</em>), используя присоски с электродами для регистрации мозговой активности животного при восприятии ультразвуковых сигналов. Косатка оказалась способна регулировать чувствительность своего слуха, когда знала, что звук от надвигающегося источника будет громким, или когда ей нужно было распознать отраженные сигналы от более далеких объектов.</p> <p>Теперь Пол Нахтигал (Paul E. Nachtigall) и Ауде Пачини (Aude F. Pacini) из Гавайского института морской биологии, Рональд Кастелейн (Ronald A. Kastelein) из Sea Mammal Research Company (Нидерланды), а также заведующий лабораторией сенсорных систем позвоночных Института проблем экологии и эволюции имени А.&nbsp;Н.&nbsp;Северцова Александр Супин опубликовали в журнале Integrative Zoology <a href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1749-4877.12286/full">статью</a>, сообщающую о подобных случаях. Помимо малых косаток в ней приводятся обнаруженные авторами примеры регуляции слуха у афалин (<em>Tursiops truncatus</em>), морских свиней (<em>Phocoena phocoena</em>) и&nbsp; белух (<em>Delphinapterus leucas</em>). Исследователи предполагают, что морские млекопитающие контролируют прохождение слуховых сигналов в мозге, регулируя активность рецепторных клеток. В таком случае механизм регуляции отличается от того, который используют летучие мыши, тоже способные менять чувствительность своего слуха. Рукокрылые используют для этого рефлексы мышц.</p> <p>Открытие естественной способности китов и дельфинов к заглушению особо сильных сигналов предлагает новый метод защиты их от техногенных шумов. Перед началом работ людям надо будет давать предупреждающий сигнал, который заставит морских млекопитающих уменьшить чувствительность. Но эффективность такого метода еще предстоит проверить.</p>Редакция [ПОЛИТ.РУ]Tue, 12 Dec 2017 10:34:58 +0300http://polit.ru/news/2017/12/12/ps_whales/PROSCIENCEНаука