Содержание ролика:
00:00 Лучшие новости науки на QWERTY
01:10 Поставлен новый рекорд удержания высокотемпературной плазмы
02:56 Ученые нашли способ контролировать генный драйв
05:33 Эхолокацию можно освоить
08:13 Масса хромосом оказалась неожиданно большой
09:43 Ученые адаптировали грибок для спасения пчёл
11:59 Лучшая новость предыдущего выпуска
(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)
Поставлен новый рекорд удержания высокотемпературной плазмы
Китайцы на своем токамаке EAST обновили рекорд по времени удержания плазмы. Токамак это тороидальная камера с магнитными катушками, призванная зажечь термоядерное Солнца на Земле, т.е. удерживать раскаленную до сотен миллионов кельвинов плазму в магнитном поле так долго, чтобы энергии от термоядерного синтеза произвелось больше, чем было затрачено на разогрев и удержание плазмы. EAST работает с 2006 года, и это относительно небольшой реактор, большой радиус камеры, в которой происходит реакция, у него всего 1,7м. Он построен на полностью сверхпроводящей системе на ниобий-титановых проводниках, и уже успел поставить несколько рекордов в прошлом. Очередной рекорд заключается в следующем: плазму с температурой в центре плазменного шнура в 120 миллионов кельвинов удерживали в стабильном состоянии на протяжении 101 секунды, ток при этом был более 500 килоампер. А вот плазму с температурой 160 миллионов кельвинов держали 20 секунд. Для промышленного использования, этого, конечно, всё ещё мало. Параметры, при которых получен этот рекорд, т.е. методики контроля плазмы и устранений неустойчивостей, способы нагрева плазмы и использованные материалы, да и вообще вся работа EAST, весьма полезны для проекта ITER во Франции. Напомним, что ITER, при большом диаметре бублика в 19 метров, полной массой в 23 тысячи тонн, целится на 400 секунд плазмы в 150 миллионов кельвинов и 20 с лишним миллиардов евро.
Ученые нашли способ контролировать генный драйв
Одна из причин, по которой ученые массово не применяют технологии генного драйва - это хтонический ужас невозможности сделать CTRL-Z, отмену. Подумайте сами, какие могут быть последствия у замены конкретного набора генов в целой популяции животных в дикой природе? Да любые! В обычной ситуации, измененный при помощи CRISPR ген не распространяется по популяции по законам наследования, потому что существует всего 50% вероятность наследования. Но если ученые применяют метод генного драйва, изменяют ген таким образом, что вероятность наследования становится 100%, то измененный ген вскоре захватывает всю популяцию. Огромный соблазн, конечно, изменить сразу всю пшеницу, чтобы она приносила больше зерна или наградить всех комаров анофелесов геном, препятствующим переносу малярийного плазмодия, и спасать 2,7 млн жизней ежегодно. Для этого достаточно выпустить одного комара-носителя особой генной модификации, это называется мутагенная цепная реакция. Да так можно даже уничтожать целые виды. Но, если честно, поджилки трясутся от возможных последствий побегов лабораторных животных с такими генами или открывающихся возможностей для биотерроризма. В недавней работе ученые представили методику генного драйва со встроенным генетическим ограничителем, который устанавливает контроль над процессом. Статья описывает разработку механизма под названием SPECIES (Synthetic Postzygotic barriers Exploiting CRISPR-based Incompatibilities for Engineering Species) на примере мух дрозофил. Идея проста. В дикой природе если несколько особей окажутся территориально разделенными с основной популяцией, они понемногу могут эволюционировать в новый вид. Но их потомки, вернувшиеся восвояси и спаривающиеся с особями первоначального вида, скорее всего дадут нежизнеспособное потомство. Зовите это постзиготической репродуктивной изоляцией. SPECIES дрозофил создавали при помощи CRISPR как раз на основе этой идеи - спаривание с особями из дикой популяции даёт нежизнеспособное потомство. Т.е. SPECIES дрозофилы могут контролируемо распространяться, отвоёвывая себе пространство и заменяя часть дикой популяции, но в то же время никакого видообразования и распространения их генома в дикую популяцию не происходит. И, например, если такое проделать со SPECIES комарами анофелесами, то всегда есть возможность откатить назад процесс, ограничивая модифицированную пороговую популяцию и удерживая ее на уровне ниже 50%. Как? Да просто добавьте обычных диких комаров в природу в случае необходимости.
Эхолокацию можно освоить
Среди всех курсов и тренингов в этом мире есть один, который, я бы попробовал с удовольствием. Жаль, тренеров маловато.
Эхолокация у животных обычное явление, дельфины и летучие мыши не вызывают какого либо удивления. Чуть более необычно то, что некоторые люди способны на почти такие же достижения. Например Дэниел Киш не только может сказать, что перед ним сооружение с крышей или обнаружить столб, он может ездить на велосипеде, пощелкивая языком и создавая вокруг себя картину на основе отраженного от объектов звука. Картину мира ему создают вот такие щелчки. Да, Дэниел абсолютно слеп. И он не один такой, даже начинающие эхолокаторщики могут обнаружить стену на расстоянии метров в 30. И вот впервые ученые решили разобраться в том, как приобретается это умение. Они набрали добровольцев из числа слепых и зрячих, ранее не занимавшихся эхолокацией, и прогнали их через 10-недельную обучающую программу. Результаты обучения, а все были достаточно впечатляющими, не зависели от возраста или, как ни странно, от зрения или его отсутствия. Но среди слепых отмечалось значительное улучшение мобильности и 83% отметили улучшение качества жизни.
Кстати, ученые на полном серьезе заявили, что некоторые люди неспособны на эхолокацию, потому что считают щелканье на публике неприличным. Святые, конечно, люди.
У добровольцев получалось определять расстояние до близких объектов, их перемещение и размер. Они могли ориентироваться в пространстве. Это возможно благодаря тому, что человеческий мозг удивителен своей нейропластичностью и способностью адаптироваться под необычные обучающие стратегии. Для достижения результатов эхолокации ему приходится значительно меняться, чтобы перерабатывать информацию от органов чувств весьма несвойственным ему образом. В общем, похоже, этот метод вполне подходит для реабилитации пациентов со слепотой или намечающимся ухудшением зрения.
Если найдёте, где записаться в бэтмены, напишите, пожалуйста. Ночью ходить по квартире удобно будет.
Масса хромосом оказалась неожиданно большой
Впервые ученые измерили массу хромосом. Масса ДНК, содержащейся в хромосомах, определяется вполне легко - мы знаем количество пар нуклеотидных оснований, 4 раза по 3,5 миллиарда, и их массу еще с Проекта Геном человека. Но, как неожиданно выяснилось, масса 46 хромосом оказалась в 20 раз тяжелее ДНК. Вес хромосом - 242 пикограмма, а пикограмм это триллионная грамма. Можно подсчитать количество клеток в организме человека и сказать, какая часть нашего веса приходится на хромосомы, но, пожалуй, не в этой рубрике. Такая разница в массе между ДНК и хромосомами объясняется тем, что в хромосомах содержатся разнообразные белки, которые нужны и для чтения ДНК, и для регуляции процессов деления клетки, и для упаковки двухметровой цепочки в компактный объем. Но ученые ожидали, что масса все же будет гораздо меньше, а это значит, что в состав хромосом входят компоненты, о которых мы всё ещё не знаем и которые предстоит найти. Измерение проводили при помощи рентгеновской птихографии, как раз в прошлом ролике мы рассказывали об этом методе. Хромосомы находились в состоянии метафазы, т.е. перед тем, как разделиться.
В общем, ученые открыли потенциальное белое пятно в карте нашего организма. Дальнейшее изучение может найти что-то полезное для человеческого здоровья.
Ученые адаптировали грибок для спасения пчёл
Учёные уже пару десятилетий бьют тревогу - пчёлы вымирают. Виноваты тут люди, распыляющие пестициды неоникотиноиды, губительные для пчёл, и паразитические клещи варроа, обожающие тепло пчелиных ульев. Травить клещей особо не получается, потому что химикаты действуют и на пчёл, да и сами клещи умеют адаптироваться к ним.
Клин по идее можно было бы выбить клином, натравив на паразитов их собственных паразитов. Такие есть - это грибок метархизиум.
В видеоролике выше можно увидеть как он разбирается с тараканом. С клещём он тоже мог бы справиться, если бы не одно но. Он ненавидит тепло пчелиных ульев. Как оказалось, это не проблема. Нужно просто заставить грибок адаптироваться к 35 градусам. Для этого нужно дать грибку пероксид водорода, потому что он повышает вероятность изменений генома, это мутаген наряду с колхицином, большим зелёным мутагеном, нитратами и многими другими. А затем нужно постепенно повышать температуру окружающей среды и отбирать те клетки грибка, которые выжили. И так несколько раз. Хватило 7 итераций, чтобы поднять их выживаемость в тепле до 70%.
Вот только эти грибки стали очень плохо заражать клещей. Только 4% клещей погибли. Все труды насмарку… нет, ведь у нас уже есть алгоритм!
Нужно взять те грибки, которые убили этих клещей, и продолжать их терроризировать мутагенами, отбирая лучших из лучших в каждом раунде мутаций. В общем, таким образом смертоносность грибка для клещей подняли до 60%. В итоге эффективность этого метода сравнялась с эффективностью щавелевой кислоты - одного из биопестицидов.
Враг моего врага в конце концов. Грибок для моего клеща. Так что до состояния мира Интерстеллара мы доберёмся не из-за гибели пчёл, наверное, а из-за чего-то другого.
