Содержание ролика:
00:42 Японские ученые оценили загрязнение дна океана
02:30 Рак восстанавливает сам себя по принципу "и так сойдет"
04:23 Ученые еще одно противораковое вещество
05:23 Первые полеты Ingenuity и кислород из атмосферы Марса
07:44 Физики увидели волновую функцию экситона
09:59 Интересные проекты недели - подсмотри за волком
11:02 Лучшая новость предыдущего выпуска
(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)
Японские ученые оценили загрязнение дна океана
Японские ученые исследовали загрязнение морского дна японского побережья пластиком на глубинах от полутора до 6 километров при помощи подводного аппарата Shinkai 6500. И нашли там даже воздушный шарик с надписью I always want more love. Каждый год в океан мы сбрасываем 10 миллионов тонн пластика, и это явно не идет на пользу флоре и фауне океанов. Знаменитые Тихоокеанские мусорные пятна — это всего около 1% от всего объема, а основная часть либо спускается вниз под своим весом, либо проглатывается животными, либо обрастает всякими ракушками. Результаты обследования достаточно плачевные, морское дно содержит в среднем 5 тысяч фрагментов мусора на каждый квадратный километр дна, из них до 93% это, разумеется, пластик, а из него примерно 85% это одноразовые пластиковые предметы. Тот шарик, кстати, когда-то имел слой из фольги, но он-то разрушился, а вот сам шарик нет. Его попытались поднять наверх для исследований, но потеряли.
Матмоделирование показало, что в северо-западной части Тихого океана, рядом с Японией, мусор достигает дна за неделю, а затем может дрейфовать на расстояние до 500 километров при помощи течения Куросио.
Рак восстанавливает сам себя по принципу "и так сойдет"
Ученые из МФТИ, московского ФизТеха, обнаружили любопытный защитный механизм у раковых клеток.
Во-первых, напомним, что повреждения ДНК и мутации в клетке в принципе ведут к образованию рака. Спонтанные мутации происходят в каждой клетке довольно часто, и у всех живых организмов есть защита от этого - механизм репарации ДНК. С одной стороны это хорошо, иначе рак был бы постоянным спутником вообще всех, а с другой стороны репарация помогает почти убитым клеткам рака после химии или облучения залечиться и поднять голову. Им-то удобно, а человечеству нет. Во-вторых, ученые решили изучить подробнее этот процесс на тканях щитовидки - и здоровых, и с доброкачественными, и со злокачественными опухолями - набрали 95 образцов. Среди этих состояний, именно раковое состояние ткани характеризовалось самым интенсивным процессом репарации ДНК. То же самое оказалось характерным и для множества других видов рака. Рак, сам будучи весьма искореженным с точки зрения мутаций в ДНК, интенсивно залечивал свой геном, чтобы выжить - он активировал все известные пути репарации. Но вот только, и это в-третьих, при этом он отключал систему контроля правильности починки, контроля качества. Дело в том, что она в нормальных условиях уничтожает клетку, если в ней происходит неправильная репарация, как раз, чтобы она не превратилась в раковую. А раку этого не нужно, ему и так сойдет, да еще и скорость деления можно прибавить! Выходит, что репарация в раковых тканях возможна только при выведении из строя систем контроля качества.
И именно этим объясняется удивительная способность рака поддерживать стабильность своей нестабильности.
Ученые еще одно противораковое вещество
А в Дальневосточном Федеральном Университете отыскали вещество, морской алкалоид, которое обладает нестандартным противораковым эффектом.
Оно не заставляет раковую клетку совершить самоубийство - апоптоз, как делают многие другие средства, к которым многие виды рака становятся устойчивыми, а работает более изобретательно, но в то же время более жестко, жестче, чем химиотерапия, как выяснили, опробовав это средство на раке простаты. При этом, вероятно, оно не имеет свойственных химии побочек, а даже если имеет, то их можно их компенсировать при общем лечении. Получили это вещество - Монахоксимикалин С - из редких морских губок (Monanchora pulchra), живущих на Курилах. Так как они редкие, то вещества из них добыть много не получится, там Патрик Стар против, да и вещество весьма сложное и просто так его в лаборатории не синтезируешь. Поэтому, скорее всего, его изучат получше, выяснят механизм действия и на его основе уже разработают лекарство.
Первые полеты Ingenuity и кислород из атмосферы Марса
Небольшие апдейты по марсоходу Perseverance и вертолету Ingenuity. Для начала - Перси смог испытать экспериментальную установку, которая производит кислород. Называется она MOXIE (Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment) и представляет собой 17-килограммовую почти кубическую коробку, внутри которой находится компрессор, система фильтров и нагревателей, а также электролизная ячейка с твердым оксидом, которая и является основой для получения молекулярного кислород из CO2. Т.е. процесс чем-то схож с тем, который наладил Марк Уотни, когда получал кислород, необходимый для производства воды для его картошечки... Смысл в том, чтобы прогреть аппарат до 800 градусов по Цельсию, Перси это делал в течение двух часов, подать энергию на катод с анодом, а затем запустить атмосферу Марса в аппарат и добиться отделения кислорода от углекислого газа. В эксперименте мощность установки составила 6 граммов кислорода в час, за время работы она произвела почти 5,5 граммов кислорода. Этого хватает человеку минут на 10. Опыты обязательно продолжатся, ведь нужно протестировать схему в разное время суток и при разных погодных условиях, но это неплохая заявка на будущую стационарную установку гораздо большей мощности. Просто посмотрите на состав атмосферы Марса - кажется, углекислоты там хватает. Единственное, конечно, атмосфера очень разрежена, поэтому вертолет Индженьюити во время своих первых полетов раскручивал свои лопасти гораздо сильнее, чем это требуется на Земле, более 2 тысяч оборотов в минуту. Да, уже два полета вертолета на Марсе подтвердили возможность летать на других планетах, имеющих хоть какую-то атмосферу. Первый полет длился 39 секунд, выглядел как подъем на 3 метра, зависание на 30 секунд, поворот и посадка и вызвал крайне милое пылевое облако, которое заснял Перси. Ах, Дженни еще и фоточки сделала. А вот во время второго полета вертолет поднялся на целых 5 метров, завис, отлетел в сторону на 2 метра, завис. развернулся, пофоткал и вернулся обратно на точку взлета. Будет еще третий полет, а затем Перси, который сейчас поддерживает вертолет, отправится по своим делам, а Дженни по своим.
Физики увидели волновую функцию экситона
Физики за последнее время настолько уменьшили размеры вещей, которые можно увидеть, что начинает казаться, что в перспективе предела не существует, кроме планковской длины. На это раз они добрались до экситонов.
Чтобы понять, что такое экситон - нужно вспомнить, что существуют дырки. И это не плохой вратарь. Дырка это физический термин, квазичастица с положительным зарядом, незаполненная валентная связь. В общем, это что-то вроде отсутствия электрона в некой сетке, когда электрон выбило фотоном. Тогда экситон - это связь дырки и электрона, причем она бывает разных видов. Время жизни экситона недолгое. Электрон по спирали подкатывается к дырке и всего за триллионную долю секунды происходит аннигиляция с побочным эффектом в виде иллюминации.
Физики сколько не бились, не могли никогда измерить волновые функции экситонов, хотя в их распоряжении и электронные микроскопы, и сканирующие туннельные микроскопы. А это важно, учитывая, что экситоны могут полностью менять способ, каким материал реагирует на свет и очень важны для полупроводников. И наконец метод нашелся.
Визуализировали волновую функцию экситона, т.е. распределение электрона вокруг дырки так: Взяли бутерброд из монослоя диселенида вольфрама и кремниевой подложки при температуре 90 кельвинов. Сформировали в нем экситоны, а затем, выбивая высокоэнергетическими фотонами электроны из этой решетки, они заставили экситоны распадаться. При этом углы и энергии вылетающих электронов измеряли при помощи фотоэлектронной спектроскопии. Подсчитав количество электронов, обладающих определенным импульсом, можно создать волновую функцию и даже определить размеры экситонов. Они выражены, естественно, некой вероятностью, и эта вероятность размазана на несколько десятков ячеек монослоя диселенида вольфрама - вот так это выглядит. Этот процесс похож на изучение частиц в коллайдере, где характеристики частиц определяются по траекториям осколков, на которые они разбиваются.
Но здесь разбивали экситоны. Эти исследования помогут в физике твердого тела и полупроводников, а еще в возбуждении гордости.
Интересные проекты недели - подсмотри за волком
В штатах есть группа исследователей Voyageurs Wolf Project, которые изучают поведение диких волков в Миннесоте и делают с ними потрясающие видео. Страничку проекта оставим в описании. В прошлом году они первыми в мире смогли установить камеру на ошейник волка-одиночки - на старт, внимание, марш. В начале каждого часа камера записывала 30 секунд, а через 6 недель ношения ошейник саморасстегнулся, так было задумано. Много кадров были испорчены волчьей бородой, из чего исследователи вынесли урок, и в следующий раз пригласят специального волчьего барбера. Видео помогло сделать интересное открытие, оказывается, волки охотятся на пресноводных рыб в реках. До этого такое поведение было зафиксировано только у одной конкретной стаи, но, судя по видео, и наш волк-одиночка не гнушался рыбой.
Лучшая новость прошлого ролика — про то, как ученые дорастили химерный эмбрион обезьяны и человека до 19 дня. При этом доля человеческих клеток в эмбрионе составляла целых 7%.
Однако, мы сейчас чуть затронем щекотливую тему - почему, несмотря на очевидные преимущества таких исследований, хотя бы возможность выращивать человеческие органы в теле животного для последующей трансплантации, они вызывают так много беспокойства. Причины три. Первое - химеры, содержащие некую человеческую часть, могут размножиться и произвести потомство с новыми комбинациями в геноме. Второе - человеческие нейроны могут наделить химеру сознанием, подобным человеческому. Третье - химеры, похожие на человека, могут получить характеристики, свойственные человеческой натуре. Хэнк Грили, профессор из Стенфорда, ёмко резюмировал эти опасения следующим выражением: Balls, Brains and beauty. Что можно перевести как "яйца, мозги и красота".