Край Будущего

Компания HEO, специализирующаяся на съемке космических объектов, представила детализированные изображения китайской орбитальной станции «Тяньгун», полученные с помощью спутника BlackSky. Поскольку Китай не публикует фотографии своей орбитальной станции, можно сказать, что американская компания раскрыла «китайский секрет».

HEO занимается мониторингом различных космических объектов, от действующих спутников до фрагментов космического мусора. Собранные данные позволяют оценивать состояние этих объектов и степень их потенциальной опасности. Ранее компания уже делала демонстрационные снимки Международной космической станции, телескопа «Хаббл» и отработанной ступени японской ракеты. Теперь к этому списку добавилась станция «Тяньгун».

Базовый модуль «Тяньгун» был запущен в 2021 году, после чего к нему были присоединены еще два модуля. В текущей конфигурации масса китайской орбитальной станции составляет около 65 тонн, а внутренний объем — 340 м³. С 2022 года «Тяньгун» находится в постоянной эксплуатации, на борту станции располагается экипаж из трех человек. Во время смены экипажа на станции могут находиться до шести человек.

Изображение «Тяньгун» было получено спутником BlackSky с расстояния 83 километра, при этом разрешение снимка составляет 0,17 м/пиксель. На фотографии четко видна сама станция, а также два пристыкованных к ней космических корабля: «Шэньчжоу-19» (сверху, предназначенный для доставки космонавтов) и «Тяньчжоу-8» (снизу, грузовой).

В будущем Китай планирует расширить «Тяньгун» новыми модулями. Автономный телескоп «Сюньтянь» также будет периодически стыковаться со станцией для проведения технического обслуживания, ремонта и замены научных приборов.

Новое исследование, проведенное исследователями Института науки в Токио (ELSI), обнаружило удивительную роль кальция в формировании самых ранних молекулярных структур жизни. Их результаты предполагают, что ионы кальция могут избирательно влиять на то, как формируются примитивные полимеры, что проливает свет на давнюю загадку: как молекулы жизни начали предпочитать единую "руку" (хиральность).

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Как и наши левая и правая руки, многие молекулы существуют в двух зеркальных формах. Тем не менее, жизнь на Земле имеет поразительное предпочтение: сахара ДНК правосторонние, в то время как белки состоят из левосторонних аминокислот. Это явление, называемое гомохиральностью, является необходимым для жизни, как мы ее знаем, но то, как оно впервые возникло, остается загадкой.

Команда исследователей изучила тартаровую кислоту (TA), простую молекулу с двумя хиральными центрами, чтобы исследовать, как окружающая среда ранней Земли могла повлиять на формирование гомохиральных полимеров. Они обнаружили, что кальций значительно изменяет способ связывания молекул TA.

Без кальция чистые левосторонние или правосторонние молекулы TA легко полимеризуются в полиэстеры, но смеси, содержащие равные количества обеих форм, не образуют полимеры. Однако в присутствии кальция эта картина меняется — кальций замедляет полимеризацию чистой TA, позволяя смешанным растворам полимеризоваться.

"Это предполагает, что доступность кальция могла создать условия на ранней Земле, где гомохиральные полимеры были предпочтительнее," говорит Чен Чен, специальный постдокторант в Центре устойчивых ресурсных наук RIKEN.

Исследователи предполагают, что кальций вызывает этот эффект через два механизма: связываясь с TA для формирования кристаллов кальций тартрата, которые избирательно удаляют равные количества как левосторонних, так и правосторонних молекул из раствора; и изменяя химию полимеризации оставшихся молекул TA. Этот процесс мог усилить небольшие дисбалансы в хиральности, в конечном итоге приводя к однородной хиральности, наблюдаемой в современных биомолекулах.

Что делает это исследование особенно интригующим, так это его предположение, что полиэстеры, образованные из таких молекул, как тартаровая кислота, могли быть среди самых ранних гомохиральных молекул жизни, даже до РНК, ДНК или белков.

Результаты также подчеркивают, как различные условия на ранней Земле могли повлиять на то, какие типы полимеров образовывались. Условия с низким содержанием кальция, такие как некоторые озера или пруды, могли способствовать образованию гомохиральных полимеров, в то время как кальций-содержащие среды могли способствовать образованию полимеров с смешанной хиральностью.

Это исследование объединяет несколько научных областей — биофизику, геологию и материаловедение — чтобы изучить, как простые молекулы взаимодействовали в динамичных предбиотических условиях. Исследование также является результатом многолетнего междисциплинарного сотрудничества, объединяющего исследователей из семи стран.

"Мы столкнулись с трудностями в интеграции всех сложных химических и биофизических анализов," говорит руководитель проекта Жуйцин И из Гуанчжоуского института геохимии, Китайская академия наук.

"Но благодаря усердной работе и преданности нашей команды мы обнаружили увлекательную новую деталь в головоломке происхождения жизни."

Это исследование углубляет наше понимание начала жизни на Земле и предполагает, что аналогичные процессы могут иметь место на других планетах, помогая ученым в поисках жизни за пределами нашего мира.

Конечно, не просто так, а если принять участие в розыгрыше. Правила элементарные, подарки — чудесные, смотрите сами

Команда исследователей из Университета науки и технологий Ульсан (UNIST) разработала инновационную технологию, использующую солнечную энергию для синтеза аммиака и гликолевой кислоты — ключевого компонента в косметической промышленности, при этом устраняя выбросы углекислого газа.

Под руководством профессоров Сунхо Чо и Мён Хун Сонга из кафедры материаловедения и инженерии UNIST, команда создала метод, который преобразует нитратные загрязнители, содержащиеся в сточных водах, в аммиак посредством электрохимической реакции. Этот процесс также позволяет получать гликолевую кислоту из пластиковых отходов, эффективно превращая мусор в ценные продукты и снижая углеродные выбросы.

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nano Letters.

Аммиак занимает второе место по объему производства среди неорганических соединений в мире, уступая лишь серной кислоте, и его производство составляет 1,4% от общего объема выбросов углекислого газа. Это подчеркивает настоятельную необходимость в экологически чистых альтернативах традиционному процессу Хабера-Боша.

Исследовательская группа разработала фотогальваническую электрокаталитическую систему, которая позволяет производить аммиак на катоде и гликолевую кислоту на аноде, используя солнечную энергию.

В рамках этой системы нитрит (NO2-) в сточных водах восстанавливается на аноде, в то время как этиленгликоль, извлеченный из пластиковых отходов, окисляется до гликолевой кислоты на катоде. Поскольку нитраты (NO3-) и нитриты сосуществуют в сточных водах, преобразование нитрита в аммиак требует значительно меньше энергии и времени по сравнению с нитратом, что оптимизирует общую эффективность процесса.

Система достигла впечатляющей энергетической эффективности в 52,3%, что является самым высоким показателем на основе производительности анода. Скорость производства аммиака составила 146 μmol/cm²h, что значительно превышает критерий коммерциализации Министерства энергетики США в 58,72 μmol/cm²h, отмечая 46% улучшение по сравнению с предыдущими рекордами.

Исследователи разработали высокоэффективный катализатор (RuCo-NT/CF), который избирательно восстанавливает нитрит, что дополнительно увеличивает эффективность системы. Специально нацелившись на нитрит и избегая энергоемкой реакции эволюции кислорода, они оптимизировали процесс для достижения наилучших результатов.

Перовскитная солнечная батарея, использованная в системе, была разработана для обеспечения высокой электрической выходной мощности и долговечности. С увеличением плотности фотогальванического тока возрастает и скорость производства аммиака.

Профессор Сонг отметил: "Это исследование подчеркивает потенциал производства аммиака без выбросов углекислого газа с использованием перовскитных солнечных батарей, которые превосходят коммерческие кремниевые аналоги."

Команда также оценила коммерческий потенциал своей технологии, обнаружив, что их электрохимическая система может достичь скорости производства солнечного аммиака в 114 μmol/cm²h при использовании электролита, имитирующего сточные воды с низким уровнем радиоактивности и переработанными материалами PET.

Профессор Чо добавил: "Наше исследование предлагает устойчивое, углеродно-нейтральное энергетическое решение, одновременно производя зеленый аммиак и гликолевую кислоту из солнечного света и отходов."

И вновь день подошел к концу, спокойной ночи, дорогие подписчики!

Исследователи из Колледжа инженерии FAMU-FSU разработали новый метод изучения деградации белков в иммунных клетках, который использует инженерные микрочастицы для более эффективного отслеживания и анализа процессов деградации по сравнению с традиционными методами.

Работа, опубликованная в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, имеет важные последствия для лечения таких заболеваний рака, болезнь Альцгеймера и аутоиммунные расстройства.

«Мы все еще не знаем, как клетки поглощают и устраняют тканевые остатки или патогены — процесс фагоцитоза», — сказал Цзинцзяо Гуан, профессор кафедры химической и биомедицинской инженерии и соавтор статьи. «С помощью этого исследования мы надеемся предоставить новый инструмент, который поможет ученым лучше понять этот процесс».

Это исследование сосредоточено на понимании того, как белки и пептиды деградируют внутри фагосом — специализированных компартментов в иммунных клетках, ответственных за разрушение захваченных чуждых частиц или мертвых клеток. Несмотря на важную роль фагосом в многочисленных иммунных ответах, точные механизмы деградации белков и пептидов внутри них остаются неясными.

Подход, разработанный лабораторией Гуана, использует инженерные частицы с флуоресцентными маркерами, которые позволяют исследователям наблюдать за их разрушением и формированием в производные везикулы фагосом, или PDV. Этот метод предоставляет возможность в реальном времени увидеть, как иммунные клетки обрабатывают белки и пептиды, предлагая ценные сведения о функционировании и дисфункции иммунной системы.

Ученые традиционно изучали фагоцитоз, используя крошечные пластиковые и силиконовые шарики, покрытые белками или пептидами.

Хотя методы на основе шариков полезны, у них есть некоторые ограничения. Каждый шарик может иметь только один слой белка или пептида, и сами шарики не делают ничего, кроме как служить поверхностью для белка.

Основное нововведение, разработанное лабораторией Гуана, заключается в создании микрочастиц, которые имитируют природные биологические структуры.

Эти инженерные частицы могут включать один или несколько типов белков или пептидов вместе с другими материалами в четко определенную слоистую структуру, что делает их особенно ценными для имитации сложного состава и структуры реальных частиц.

Команда использовала передовые методы микрообработки для сочетания белков и пептидов с полимером поли(N-изопропилакриламида), или PNIPAM, в микрочастицах. Этот полимер обладает уникальными отзывчивыми свойствами, что делает его идеальным инструментом для отслеживания и контроля активности микрочастиц в различных условиях, таких как температура.

Подход Гуана позволяет микрочастицам поглощаться и обрабатываться иммунными клетками, предоставляя уникальную модель для изучения механизмов клеточной деградации.

Эти исследования имеют значительные последствия в медицинской области, особенно в понимании поведения иммунной системы при таких заболеваниях, как рак, травмы спинного мозга и нейро-дегенеративные расстройства, такие как болезнь Альцгеймера. Показав новый метод анализа деградации белков внутри иммунных клеток, работа Гуана открывает путь для более глубокого изучения иммунных ответов и потенциальных терапевтических стратегий.

«Знание того, куда попадают белки и насколько они деградируют, когда проходят фагоцитоз внутри клеток, является ключом к пониманию этого процесса», — сказал Гуан.

Одним из самых многообещающих аспектов исследования является его потенциальное применение к болезни Альцгеймера. Следующий этап работы команды включает изучение деградации амилоидного бета-пептида, белка, связанного с болезнью Альцгеймера, с использованием их инженерных микрочастиц. Это может дать новые представления о прогрессировании заболевания и выявить мишени для терапевтического вмешательства.

Исследователи из Института инженерии FAMU-FSU совместно с Медицинским колледжем FSU провели это исследование.

«Сотрудничество с доктором Гуаном стало захватывающей возможностью соединить инженерию и медицину», — сказал Ий Рен, профессор Медицинского колледжа и соавтор статьи. «Этот инновационный подход к изучению поведения иммунных клеток является значительным шагом к более глубокому пониманию механизмов заболеваний».

Гуан и его команда подают заявки на гранты для дальнейшего исследования и расширения изучения применения микрочастиц в заболеваниях, связанных с иммунной системой.

Эти частицы могут использоваться с любым белком или пептидом, которые можно очистить и растворить в воде, что делает их полезными инструментами для изучения различных биологических материалов. До сих пор не проводилось комплексного исследования, сравнивающего, как разные типы иммунных клеток расщепляют различные белки и пептиды внутри фагосом, что теперь стало возможным благодаря этой инженерной микрочастице.

Уточняя свои методы и исследуя дополнительные применения, исследователи надеются внести вклад в разработку лечения для большего числа заболеваний иммунной и нейро-дегенеративной систем.

«Работа с доктором Гуаном была невероятно полезным опытом», — сказал соавтор статьи и аспирант Масахиро Фукуда. «Наше исследование предоставляет новые идеи, которые могут изменить наше понимание и лечение различных заболеваний».