Новости науки прошедшей недели. Откуда у аллигаторов поддельные хвосты и как генерировать случайные числа с ДНК
Еженедельная подборка новостей из мира науки.
В этом выпуске: Как использовать новый способ противодействия агрессивному раку; как ДНК поможет в шифровании сообщений в телеграме; что нужно сделать для переработки многослойного пластика; как аллигатор может отрастить подделку своей конечности и насколько высок риск переломов у веганов и вегетарианцев?
Содержание ролика:
00:41 Как использовать способ противодействия агрессивному раку
02:33 Ученые сделали генератор случайных чисел на ДНК
05:25 Удобный способ переработки многослойного пластика
08:02 Неправильная регенерация у аллигаторов
09:59 Ученые выяснили риск переломов у вегетарианцев и мясоедов
(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)
Генетическое воздействие на рак
Модифицированные липидные частицы собирали из элементов обновленной амино липидной библиотеки. Наночастицы впрыскивают в ложе опухоли, затем они распределяются по ней и обнаруживают только целевые раковые клетки при помощи прикрепленных к поверхности наночастиц антител, настроенных на конкретный типа рака. Потом начинка проникает внутрь клеток, и запускается режим генетического редактирования, точнее экстерминатуса. Эффективность метода in vivo достигала 80%.
Еще крайне важно, чтобы иммунная система человека не отторгала нуклеазу КАС9, элемента системы генетического редактирования, в конце концов она имеет бактериальное происхождение.
Генератор случайных чисел на ДНК
Впервые для получения истинной случайности использовали не физический, а биохимический метод.
Он основывается на синтезе молекулы ДНК. Исследователи задали 64 позиции для строительных блоков - нуклеотидов, а, как известно, их 4 - Аденин, Цитозин, Гуанин и Тимин, и позволили им складываться случайным образом. Таких случайных молекул получили аж 3 квадриллиона штук. Высушенную ДНК секвенировали и анализировали на предмет однородности в распределении нуклеотидов, не всю, а только 5 миллионов молекул. Не все было идеально, например содержание гуанина убывало, а тимина возрастало при движении от начала к концу цепочки. Поэтому пришлось проводить некоторую постобработку, чтобы избавиться от таких вредных зависимостей.
Как использовать такую цепочку? - Считаем, что аденин и цитозин это 0, а гуанин и тимин - это 1. Пожалуйста, двоичный код, кодирующий число. Из 5 миллионов молекул получилось 12 мегабайт данных.
Уже к этому коду применяли обработку с помощью алгоритма Фон Неймана и отбрасывали неподходящие числа, а затем оставшиеся проверяли на
случайность при помощи 15 статистических тестов. Их вероятностное распределение было превосходным. Этот метод уже сейчас позволяет генерировать истинно случайные числа со скоростью выше 200 гигабит в секунду.
И не забываем, что ДНК занимает малый объем, легко транспортируется и уже достаточно недорого читается. Весь объем в одной пробирке.
Удобный способ переработки многослойного пластика
Химики нашли способ разделять полимеры промышленного пластика - слои полиэтилена, полиэтилентерефталата и винилового спирта.
Единственное, ученые опробовали способ пока что только на одном виде многослойного пластика. Основной итог такой: полученные полимеры химически не отличались от тех, из которых многослойная пленка производилась изначально. Новую упаковку из них, правда, еще не попробовали сделать, но это есть в планах у ученых.
Алгоритм сепарации примерно следующий: полиэтилен растворяется при кипячении в толуоле всего при 110 градусах на протяжении четырех часов, а виниловый спирт растворяется при контакте с диметилсульфоксидом при еще меньшей температуре и меньшем времени. Полиэтилентерефталату от этих манипуляций ни холодно, ни жарко. Он остается в гордом одиночестве, что и требовалось.
Таким образом более 95% полимеров удавалось вернуть в первоначальный вид. Экономика процесса тоже просчитана. Около 4 тысяч тонн в год это минимум для рентабельности, в таком случае цена переработанных полимеров снизится до стоимости произведенных на заводе с нуля.
Неправильная регенерация у аллигаторов
Умение отбросить хвост называется автотомИя, а отращивание утраченного органа называется репаративной регенерацией.
Такую регенерацию у аллигаторов, да и крокодилов вообще, отмечали и ранее, но хорошенько изучили только сейчас на примере миссисипского аллигатора, в каком-то смысле современника динозавров. Это бронированные красавцы, в среднем достигающие 3,5 метров. Но исследования проводились на молоди, длина которой была чуть более метра.
Вот только восстановленный хвост совсем не такой, как его предшественник. Да, он отрастал до 23 сантиметров, это почти 20% длины их тела, но внутри он был как плохая подделка.
При восстановлении все признаки заживления раны и регенерации налицо, общая структура тоже совпадает - есть сосуды, нервы. Но если погрузиться в детали.... Скелетных мышц нет, вместо них соединительная ткань, сходная с рубцовой. Вместо нормальных позвонков - несегментированная хрящевая трубка. Чешуйки на хвосте расположены более плотно, к тому же без щитков. Такое неправильное восстановление называется атипичной репаративной регенерацией. В целом, это интересно - ведь аллигаторы достаточно крупные высшие позвоночные, сохранившие способность к восстановлению.
Ученые выяснили риск переломов у вегетарианцев и мясоедов
Есть исследования, что вегетарианство благотворно влияет на здоровье в некоторых аспектах, например рак кишечника, диабет и сердечно-сосудистые встречаются у вегетарианцев реже. Правда, в случае с раком есть и противоположные исследования, так что… А вот новое исследование сопоставило пищевые привычки и риск поломать кости.
На протяжении 18 лет под наблюдением были 55 тысяч человек. Подтвердилось, что у веганов риск перелома в целом на 43% выше, чем у мясоедов, но в основном это касалось тех, кто не принимал пищевые добавки. Речь идет кальции и белке.
У вегетарианцев тоже наблюдались существенные риски но в основном при возрасте выше 50 лет, а у веганов в любом возрасте. Причем среди них самые рисковые группы это люди с низким индексом массы тела и низкой физической активностью, и еще женщины после менопаузы.
Наиболее критичная разница в рисках была при переломах бедра. Для веганов риск был более, чем в два раза выше. Да и вегетарианцы и рыбоеды здесь тоже более уязвимы по сравнению с мясоедами.
К этому исследованию тоже есть существенные вопросы. Причина переломов не указывалась и в основном обследовали белых британок (среди 55 тысяч человек три четверти были женщины). Поэтому, к мужчинам небританцам полноценно применить это затруднительно. Выдохнули.
