Вестник АЭМ

Онлайн-версия издания

Яндекс.Метрика

Новости науки: 10 событий апреля

«Ничто так не отвлекает ученых, как преждевременное открытие», – заметил французский биолог Жан Ростан. Будем надеяться, что открытия, совершенные учеными в апреле, не станут преждевременными и окончательными. Ведь многие из них могут стать отправной точкой поиска для новых, еще более масштабных и важных для человечества научных решений.

Молния с функцией очистки

Физики под руководством Уильяма Бруна, профессора Пенсильванского университета (США), изучили данные наблюдений за молниями, полученные со специализированного самолета NASA DC-8. Самолет собирал информацию не только о самих молниях, но и об изменениях состава атмосферы в процессе формирования облака.

Оказалось, что разряды молний вызывают резкий рост концентрации гидроксил-радикала (ОН) и гидропероксил-радикала (HO2). Причем их источником становятся как видимые молнии, так и практически незаметные. И в результате в грозовых тучах оказывается много молекул этих соединений.

«Благодаря молниям образуется много окиси азота и других типов оксидантов: гидроксил-радикала (ОН) и гидропероксил-радикала (HO2). Если наши расчеты верны, молнии отвечают примерно за 16% этих молекул в атмосфере планеты», – отмечают исследователи. А значит, молнии помогают очищать от загрязнений атмосферу Земли. Ведь эти соединения, в частности, разбивают молекулы парникового газа метана.

Еще один средневековый убийца

Многие считают, что давным-давно раком никто не болел, дескать, болезнь эта – продукт более позднего периода истории цивилизации, нашего с вами времени. Однако археологи из Кембриджского университета выяснили, что примерно 9–14% средневековых британцев были носителями различных форм рака.

«До этого момента мы предполагали, что главными причинами гибели людей в Средние века выступали различные инфекционные болезни, такие как дизентерия или чума, а также война и голод. Теперь нам придется добавить злокачественные опухоли в этот список», – говорит Дженна Диттмар, научный сотрудник Кембриджского университета.

Ученые проанализировали 143 взрослых скелета с шести средневековых кладбищ, появившихся в VI–XVI веках в районе Кембриджа. С тех пор прошло много лет, скелеты сохранились плохо, поэтому для исследования брали кости людей с неповрежденными позвоночником, тазом и бедрами, поскольку они с наибольшей вероятностью содержат метастазы при наличии рака. Ученые изучили их с помощью рентгена и компьютерной томографии (КТ).

Выяснилось, что у 5 из 143 человек были характерные поражения костей. Получается, минимальная распространенность заболевания – 3,5%. Но надо учесть, что чувствительность КТ для обнаружения метастазов в кости составляет примерно 75%, значит, минимальная истинная распространенность поражения костей может быть примерно на треть выше – в районе 4,7%. Кроме того, современные данные говорят о том, что поражения костей имеются лишь у 30–50% пациентов, страдающих раком мягких тканей. А значит, можно предположить, что в средневековой Британии минимальная распространенность этого заболевания составляла те самые 9–14% взрослого населения страны. Хотя еще недавно считалось, что этот показатель не превышал 1%.

Дышать на Марсе

Экспериментальный прибор размером с тостер на борту планетохода Perseverance под названием Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) выполнил свою задачу и получил из атмосферы Марса кислород. Испытания прошли 20 апреля, на 60-й марсианский день с момента приземления на планете миссии NASA.

Атмосфера Марса на 96% состоит из углекислого газа. MOXIE отделяет атомы кислорода от молекул углекислого газа, а все ненужное выбрасывается в атмосферу.

«Это важный первый шаг в преобразовании углекислого газа в кислород на Марсе. У MOXIE есть над чем поработать, но результаты этой демонстрации технологии многообещающие, поскольку мы приближаемся к нашей цели – однажды увидеть людей на Марсе. Кислород – это не только то, чем мы дышим. Ракетное топливо зависит от кислорода, и будущие исследователи будут зависеть от производства топлива на Марсе, чтобы совершить путешествие домой», – сказал Джим Рейтер, заместитель руководителя научного директората NASA.

С помощью MOXIE получили около 5 граммов кислорода – этого кислорода хватит на 10 минут лишь одному астронавту. NASA верит, что с помощью MOXIE можно получать до 10 граммов кислорода в час. А пока ожидается, что MOXIE извлечет кислород еще как минимум девять раз в течение марсианского года (почти два земных года).

Мыши на сортировке

Профессор Тобиас Бонхеффер из Института нейробиологии Общества им. Макса Планка (Германия) и его коллеги выяснили, что мыши неплохо справляются с каталогизацией объектов, которая нужна им для решения сложных задач на сообразительность. Способность объединять предметы в группы – важный элемент человеческого мышления. И ученые сомневались, смогут ли рассортировать объекты мыши.

Ученые взяли несколько десятков грызунов и разместили их в клетках с экраном, на котором демонстрировали изображения, отличные друг от друга полосками разной толщины и ориентации. У мышей была задача – распределить картинки по двум категориям, нажимая на соответствующий рычаг. За правильный ответ полагалась еда. И мыши отлично справились с задачей. Более того, они продолжили выполнять задание и тогда, когда объекты надо было разделять по другим критериям.

Нейробиологи проследили за активностью префронтальной коры грызунов во время освоения новых правил сортировки. И выяснили, что есть нервные клетки, которые за эту работу отвечают. Ученые уверены, что изучение этих нейронов и их взаимодействия с другими областями мозга позволит увидеть связь между способностью категоризации и долговременной и кратковременной памятью. В этом случае появится возможность изучить нейрофизиологические основы более сложных форм абстрактного мышления.

Коварный цитрус

Исследователи из Университета Индианы (США) изучили связь между употреблением цитрусовых и развитием меланомы, принимая во внимание ряд других факторов, которые, как уже известно, являются факторами риска заболевания – такие как возраст, привычка загорать и светлая кожа.

Специалисты изучили данные британского биобанка, проанализировав выборку из данных 198 964 человек, в том числе 1592 человек с диагнозом «меланома» и 197 372 человек из контрольной группы. Данные о потреблении цитрусовых были собраны с помощью анкет.

Результаты показали, что употребление более двух порций цитрусовых в день связано с повышением риска меланомы на 63%, если сравнивать с контрольной группой. К тому же участники со светлой или очень светлой кожей имеют повышенный риск при всех равных условиях.

«Псорален, в изобилии содержащийся в продуктах из цитрусовых, обладает фотосенсибилизирующими и фотоканцерогенными свойствами. Исследование предполагает значительное увеличение риска меланомы, связанное с более высоким потреблением цитрусовых», – отметил доктор Эндрю Марли, ведущий автор исследования. Эти результаты могут помочь врачам при общении с пациентами, которые уже имеют высокий риск развития меланомы, чтобы дать важные рекомендации для профилактики заболевания.

Вывели на чистую воду

Исследователи из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) вместе с коллегами из Германии и Исландии выяснили, что Красное море не такое молодое, как считалось. Заложение морского бассейна и формирование океанической земной коры началось около 13 миллионов лет назад. То есть это весьма зрелый океанский бассейн. Он почти вдвое древнее, чем считалось ранее.

Чтобы узнать возраст моря, ученые изучили карты морского дна высокого разрешения, объединили их с гравитационными и сейсмическими данными, учитывая химический состав пород и данные о землетрясениях. В итоге им удалось впервые определить места выхода океанической коры на дне Красного моря.

«Существующие геологические модели Красного моря часто противоречат друг другу, в основном из-за ограниченности данных высокого разрешения и влияния наложенных слоев соли. Например, из-за солевых отложений не работают магнитные методы, так как лава, извергающаяся под соляными покровами, имеет магнитные сигнатуры, значительно отличающиеся от лав в других океанах. Мы решили начать все сначала, без предубеждений, и использовать данные о гравитации и землетрясениях, которые позволили нам «увидеть» кору сквозь солевые слои»,— отметил Фрукье ван дер Цван, один из авторов исследования.

Вторая кожа

Специалисты из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН города Пущино (Московская область) создали ткань, которая помогает заживлять раны быстрее и эффективнее. Это тонкая пленка, которая накладывается на рану. В рану постепенно переходят клетки пленки, смешиваясь с клетками человека, в результате начинает вырабатываться собственный коллаген, стимулирующий образование рубца. Латексная подложка по завершении лечения отходит сама, а значит, нет необходимости в регулярной перевязке. Сквозь такую ткань легко доставляются и необходимые лекарства, поскольку в пленке есть микропоры. Этим пленка похожа на обычную кожу.

«Так называемая искусственная кожа защищает больное место от механических повреждений и вредоносных инфекций, а также создает оптимальные условия для роста клеток, пропускает воздух и водные пары, чтобы рана под таким покрытием не высыхала и не мокла», – отметили ученые.

Ешь, как я

Допустим, решили вы с коллегами пообедать. Шли и мечтали о легком овощном салате. А коллеги предпочли бургеры. И тогда вы тоже заказываете себе бургер. Понятно – что за компанию. Но все-таки: почему вы изменили свои планы?

Ученые Центральной больницы Массачусетса (США) утверждают, что дело тут в силе социальных связей. Раньше исследования подобного поведения людей тоже проводились, но – в лабораторных условиях. Теперь же в исследовании участвовали сотрудники больницы, причем не зная об этом. В больнице есть семь кафе, в которых медицинский персонал обедал, оплачивая питание ID-картой. Благодаря этим картам исследователи знали, кто с кем обедал и что заказывал. Изучили выбор примерно 6000 сотрудников больницы разного возраста и социально-экономического статуса.

За невольными участниками эксперимента следили два года, проанализировав в итоге три миллиона случаев совместного принятия пищи. В большинстве случаев выбор еды у коллег совпадал. Казалось бы, ничего удивительного: вы предпочитаете коммуницировать с теми, с кем у вас много общего, в том числе, возможно, и в том, что касается предпочтений в еде. Но авторы работы уверены, что виной всему социальное влияние: оно оказалось сильнее индивидуальных предпочтений.

«Если ваши пищевые привычки влияют на то, как ваши коллеги едят, пусть даже совсем незначительно, изменение вашего выбора продуктов питания к лучшему может принести пользу и вашим коллегам», – отмечает Дуглас Леви, доктор философии из Центра исследований политики здравоохранения Монганского института при Массачусетской больнице общего профиля.

Стресс – худший парикмахер

От стресса седеют, а еще от него волосы выпадают. Этот факт и раньше был известен, но механизм выяснили только сейчас.

Американские биологи из Гарвардского университета (США) во главе с Я Чье Хсу провели эксперимент на мышах. И выяснили, что гормон кортикостерон (аналог человеческого кортизола), выделяемый у грызунов во время стресса, подавляет рост волос, тормозя деление стволовых клеток волосяных фолликулов. То есть волосы перестают расти. Но при этом еще и выпадают, проходя постепенно фазы активного роста, дегенерации и отдыха.

Гормон кортикостерон имеет свои рецепторы на стволовых волосяных клетках. Но если эти рецепторы удалить, реакция на стресс все равно будет такой же – волосы продолжат «лететь». Выяснилось, что в коже, окружающей волосяной фолликул, есть другие клетки, которые чувствуют уровень кортикостерона и передают информацию о нем стволовым клеткам. Определили ученые и сигнальный белок, с помощью которого клетки-посредники регулируют активность стволовых клеток – GAS6. Он активность стволовых клеток не подавляет, напротив, стимулирует их. Но тут появляется кортикостерон и уменьшает уровень GAS6 в клетках-посредниках. В результате стволовые клетки волос становятся не такими активными.

У мышей, которым искусственно вводили этот белок, даже при постоянном стрессе волосы продолжали расти. Однако с людьми такой номер может не пройти. Во-первых, есть вероятность того, что наш гормон стресса ведет себя несколько иначе. Во-вторых, у человека фазы роста волосяного покрова по продолжительности отличаются от ситуации с животными. В-третьих, белок GAS6 регулирует не только стволовые клетки волос, но и активность генов, связанных с клеточным делением. А в генах со временем могут накапливаться мутации, в том числе онкогенные, поэтому для начала стоит понять, не будет ли стимуляция роста волос с помощью белка активизировать эти мутантные гены.

Но ученые уверены, что открытие станет основой для разработки новых методов лечения выпадения волос из-за хронического стресса.

Янтарный антибиотик

Долгие века в странах Балтии использовали янтарь в лечебных целях: добавляли измельченный янтарь в эликсиры и мази из-за его предполагаемых противовоспалительных и противоинфекционных свойств. Теперь удалось определить соединения, которые помогают объяснить терапевтический эффект балтийского янтаря и могут привести к созданию новых лекарств для борьбы с устойчивыми к антибиотикам инфекциями.

«Мы давно знали, что в балтийском янтаре могут быть молекулы антибиотиков, однако раньше никто их систематически не изучал. Мы выделили из образцов окаменевшей смолы несколько соединений, которые могут уничтожать грамположительные микроорганизмы, которые устойчивы к антибиотикам», – рассказала Элизабет Эмброуз, один из авторов работы, доцент Университета Миннесоты (США).

Свое исследование ученые представили на весеннем собрании Американского химического общества (ACS). Они изучили химический состав нескольких десятков фрагментов янтаря, сформировавшихся около 44 миллионов лет назад из смолы вымерших балтийских зонтичных пихт. Янтарь измельчили до порошка и на его основе приготовили растворы, которые проанализировали с помощью хроматографа. Было обнаружено несколько разных типов кольцеобразных молекул органических кислот, которые могут обладать бактерицидными свойствами. Они активно подавляли жизнедеятельность золотистого стафилококка, даже тех его штаммов, которые не реагируют на существующие антибиотики.

Ученые решили изучить смолу современных родственников балтийских зонтичных пихт – сциадопитисов, однако этих веществ там не обнаружили. Но похожие соединения все-таки выделили. Есть надежда, что их можно будет использовать для создания рукотворных аналогов смолы балтийских зонтичных пихт.

я знаю на эту тему больше

© 2014 ОАО «Атомэнергомаш». Атомное и энергетическое машиностроение.
115184, г. Москва, Озерковская наб. д. 28, стр.3
Свои вопросы и предложения присылайте по адресу info@vestnik-aem.ru    "МедиаЛайн"