Сначала о людях.
https://medicalxpress.com/news/2021-02-people-muscle-protein...
Разновидность гена, влияющего на скелетные мышцы, возможно, защитила людей от воздействия низких температур во времена их миграции из Африки в Европу более 50 тысяч лет назад, говориться в исследовании, появившемся 17 февраля в Американском журнале генетики человека.
Утративший функциональность вариант гена ACTN3, приводящий к потере белка скелетных мышц, называемого альфа-актинин-3, стал более распространенным, когда современные люди мигрировали на территории с холодным климатом.
Исследователи продемонстрировали, что дефицит альфа-актинина-3 улучшает переносимость холода у человека за счет усиления мышечного тонуса. Около полутора миллиардов людей по всему миру имеют неработающий вариант гена ACTN3 и, следовательно, недостаток белка альфа-актинин-3. Хотя дефицит этого белка не связан с заболеванием мышц, такая нехватка снижает производительность во время силовых и спринтерских активностей.
Для проверки влияния ACTN3 на фактическую переносимость холода исследователи погрузили в воду температурой 14 градусов цельсия 42-х здоровых взрослых мужчин возрастом от 18 до 40 лет с функционирующим и с неработающим вариантом ACTN3. Погружения осуществлялись на 20 минут с паузами по 10 минут на воздухе комнатной температуры. В то время как 69% участников с нефункционирующим вариантом ACTN3 поддерживали температуру своего тела выше 35.5C в холодной воде, с работающим ACTN3 смогли это сделать только 30% участников. В среднем потеря альфа-актинина-3 приводила к двухкратному снижению скорости падения температуры.
Носители нерабочего ACTN3 имеют более медленные мышечные волокна, что приводит к повышению мышечного тонуса, а не к явной дрожи при погружении в холодную воду. Напротив, у людей с функционирующим ACTN3 было больше быстро сокращающихся мышечных волокон, что вдвое увеличивало интенсивность тремора.
Превосходное сопротивление холоду носителей дефектного ACTN3 не сопровождалось увеличением потребления энергии, и это позволяет предположить, что непрерывная активация медленно сокращающихся мышечных волокон с низкой интенсивностью является энергетически эффективным способом генерации тепла. Дополнительные результаты на мышах показали, что дефицит альфа-актинина-3 не увеличивает индуцированную холодом коричневую жировую ткань, которая генерирует тепло у впадающих в спячку млекопитающих и у человеческих детенышей. На данный момент остается неизвестным, влияет ли потеря альфа -актинина-3 на коричневую жировую ткань или на толерантность к холоду человеческих младенцев, выживание которых было бы важным фактором во время миграции человека в более холодные климатические зоны.
Пока не ясно, действует ли дефектный ACTN3 с рождения, влияя на развитие медленных мышечных волокон или это происходит постепенно, с возрастом. Более того, неизвестно, влияет ли дефицит альфа-актинина-3 на переносимость жары или на реакцию на различные типы спортивных тренировок.
В современных условиях неактивный ген ACTN3 не дает особых преимуществ. Наоборот, энергоэффективность может создать проблемы и привести к ожирению, диабету 2 типа и другим нарушениям обмена веществ
А теперь о технологиях.
https://techxplore.com/news/2021-02-samsung-high-bandwidth-m...
Samsung Electronics объявила на своей новостной странице о разработке нового типа архитектуры микросхем памяти, названной «памятью с высокой пропускной способностью с обработкой в памяти» - HBM-PIM. Новые чипы будут позиционироваться как способ ускорить работу центров обработки данных, повысить скорость высокопроизводительных компьютеров и дополнительно задействовать приложения искусственного интеллекта. IT инженеры давно работают над устранением узких мест, которые возникают в компьютерах из-за необходимости пересылки данных между процессором и микросхемами памяти.
Значительная часть попыток сделать это была связана с добавлением небольших объемов кэшей быстрой памяти в процессоры.
К сожалению, это увеличивает потребление энергии, что приводит к усилению нагрева. В новой работе команда Samsung избрала противоположный подход предоставив микросхемам памяти возможность взять на себя часть вычислений.
В новом HBM-PIM внутри банка памяти размещен специально оптимизированный блок для вычислений, используемых в задачах искусственного интеллекта. Это снижает нагрузку на центральный процессор за счет переноса части его работы во внешние блоки памяти. Уменьшается не только рабочая нагрузка, но и повышается скорость обработки за счет уменьшения объема пересылаемых данных.
Спецификации для HBM-PIM включают периферийный процессор, работающий на частоте 300 МГц, управляемый центральным процессором с использованием обычных команд для обмена данными. При таком подходе периферийный процессор может быть проинструктирован выполнять вычисления шестнадцатибитных чисел с плавающей точкой непосредственно внутри модуля динамической памяти.
Примечательно, что эта разработка может использоваться как обычная оперативная память, когда в системе выполняются приложения, которые не были оптимизированы под HBM-PIM.
По данным Samsung, новая технология повышает производительность системы с HBM-PIM вдвое, а потребление энергии снижает на 70% по сравнению с существующими решениями на базе памяти HBM2 Aquabolt, используемыми для решения задач искусственного интеллекта.
И конечно о мамонтах и ДНК.
https://www.nature.com/articles/d41586-021-00436-x
Рекордно древняя ДНК, извлеченная из трех зубов, раскопанных в 1970-х, указала на новый вид мамонта, который дал начало более позднему североамериканскому виду. Результаты опубликованы в Nature 17 февраля.
Предыдущий рекорд древности принадлежит ДНК из найденных в вечной мерзлоте останков лошади возрастом от 560 до 780 тысяч лет, удачно секвенированной в 2013 году французскими специалистами под руководством Людовика Орландо.
После гибели организма его хромосомы разрушаются на части, которые с течение времени становятся короче. В конце концов, нити ДНК становятся столь малы, что, даже если их удается извлечь, они теряют свое информационное содержимое.
Лав Дален, эволюционный генетик из Шведского музея естественной истории в Стокгольме, увлекался секвенированием очень старых останков мамонтов с тех пор, как он столкнулся с их коллекцией в 2007 году. Образцы, секвенированные его командой, один от раннего шерстистого мамонта и два отнесенных к его предшественнику, известному как степной мамонт, были раскопаны российским палеонтологом Андреем Шером.
Дален надеялся, что ДНК из образцов позволит зафиксировать эволюцию шерстистых мамонтов и других видов, но он был настроен скептически из-за предыдущих неудачных опытов с гораздо более молодыми останками, обнаруженными в вечной мерзлоте. Однако, благодаря достижениям в области технологии секвенирования и биоинформатики его команде удалось получить 49 миллионов пар оснований ядерной ДНК из самого старого образца, найденного недалеко от деревни Крестовка, и 884 миллиона пар оснований из другого зуба, найденного у реки Адыча.
Анализ ДНК показал, что образцу из Крестовки было 1 650 000 лет, а образцу из Адычи - около 1 300 000 лет. Третий образец, зуб шерстистого мамонта, которому 600 тысяч лет, названный по имени реки Чукочья, произвел почти 3,7 миллиарда пар оснований ДНК, что... больше длины его генома из 3,1 миллиарда пар оснований.
Судя по форме, два самых старых зуба выглядели так, как будто они принадлежали степным мамонтам - европейскому виду, который, по мнению исследователей, предшествовал североамериканским шерстистым мамонтам и колумбийским мамонтам.
Но их геномы нарисовали более сложную картину. Образец Адыча был частью линии, от которой произошли шерстистые мамонты, а образец из Крестовки явно не был. Команда Далена обнаружила, что он принадлежит к совершенно новой линии. Хотя образец с Крестовки взят из России, исследователи полагают, что эта линия была изолирована от других степных мамонтов Северной Америки. Команда обнаружила, что колумбийские мамонты прослеживают половину своей родословной от крестовских мамонтов, а другую половину - от шерстистых мамонтов. По оценкам Далена, две эволюционные линии смешались более 420 000 лет назад. Идея о том, что новые виды могут образовываться путем скрещивания, а не просто отделения от одного родительского вида, становится все более популярной среди биологов-эволюционистов. Но это - первое свидетельство «гибридного видообразования», основанное на древней ДНК. Что же касается людей, то по словам исследователей, шансы найти останки древних родственников человека возрастом миллион лет в вечной мерзлоте очень низки. Но Дален считает, что подходящая среда, такая как глубокая пещера, может дать образцы столь древнего возраста. Останки ранних неандертальцев из испанской пещеры, датируемые 430 000 лет назад, предоставили самую старую ДНК древнего родственника человека, обнаруженную к настоящему времени. Что касается вероятного предела возраста древней ДНК, то он оценивается в 2,6 миллиона лет. До этого момента вечной мерзлоты не существовало: было слишком тепло и подобные структуры очень быстро разрушались.