Какие новшества можно ожидать от робота-черепахи? Каковы результаты столкновения космического корабля DART с астероидом Диморф? С помощью какого оружия коронавирус сражается с человеческим иммунитетом? Об этих и других новостях науки читайте в обзоре научной литературы от InScience.News.
Nature
Обложка. При создании роботов ученые часто вдохновляются строением и особенностями передвижения животных. Но если спроектировать робота, по конструкции похожего на собаку, то нельзя ожидать, что он сможет летать или плавать. Это ограничивает среды и условия, в которых могут использоваться подобные механизмы. В новом выпуске Nature исследователи предложили использовать при конструировании принцип «адаптивного морфогенеза», который широко распространен в природе. Он заключается в том, что живой организм каким-то образом изменяется в ответ на смену окружающей среды. Это может быть изменение внешнего вида, характера движения и поведения. Авторы создали робота, способного передвигаться в двух совершенно разных средах — водной и наземно-воздушной. При этом, переходя из одной в другую, он изменяет свою форму и принцип движения. Создавая робота, ученые вдохновлялись формой тела и способом перемещения наземных и водных черепах, и в результате в своей конструкции авторы смогли скомбинировать их черты. На обложке номера вы можете увидеть предложенные исследователями модели при передвижении по твердой поверхности и в воде.
Редакционная статья.
Исследования, посвященные взаимосвязи характера питания и здоровья, крайне популярны, поэтому необходимо контролировать качество подобных работ. Так, например, одни авторы утверждают, что употребление красного мяса может привести к развитию диабета и даже сокращению продолжительности жизни. Другие опровергают подобные заявления. И это лишь один пример из множества неоднозначных результатов, пытающихся объяснить влияние тех или иных продуктов на здоровье человека.
Институт показателей и оценки здоровья (IHME) при Вашингтонском университете в Сиэтле разработал пятибалльную систему оценки, которая поможет определить, насколько сильна доказательная база в исследованиях, посвященных здоровью. Согласно предложенной методике, оценка пять означает, что влияние исследуемого фактора на здоровье определенно доказано, тогда как балл, равный единице, говорит о том, что доказательства слишком слабы, а на их основании нельзя сделать однозначный вывод.
Авторы проверили шкалу на 180 причинно-следственных парах, таких как «курение» — «риск развития рака», «артериальное давление» — «сужение кровеносных сосудов». Не вызывает сомнений, что части обеих приведенных в качестве примера пар сильно связаны между собой. В противовес этому связь между тем или иным типом диеты и здоровьем оценивалась по шкале как значительно более слабая. Чтобы стало возможным однозначно определить влияние какого-либо продукта, нужны более масштабные исследования, чем те, что проводятся сейчас. Особенно важна разнообразная выборка и строгий контроль рациона участников.
News.
Лондонская компания DeepMind разработала систему искусственного интеллекта AlphaTensor, способную решать задачи на умножение матриц. Алгоритм позволяет найти верный ответ за минимальное количество математических операций. Принцип, которым пользуется AlphaTensor, позаимствован у его алгоритмов-предшественников, которые рассчитывали правильные ходы в шахматных партиях.
Ученые проанализировали коллекцию из 100 тысяч геномов SARS-CoV-2, обнаруженных в Африке. С ее помощью исследователи составили карту распространения коронавируса по континенту. Оказалось, что большинство штаммов преимущественно завозились в Африку с других частей света, тогда как «экспорт» вирусов происходил менее активно.
Опухоли различных типов рака имеют индивидуальный микобиом, то есть набор микроскопических грибов. К такому выводу пришли ученые, проанализировав более 17 тысяч образцов тканей и крови, пораженных раком. Хотя исследования выявили связь между видовым составом грибов и некоторыми видами рака, они не позволяют пока точно установить, влияют ли эти микроорганизмы на прогрессирование заболевания.
Исследовательские статьи:
Марсоход Zhurong выявил многослойную структуру толщиной около 70 метров под поверхностью марсианского грунта на равнине Утопия. Эта ныне плоская поверхность когда-то была кратером и, возможно, даже заполнялась водой. Новое исследование дает косвенное доказательство того, что равнина действительно какое-то время могла быть марсианским озером.
Палеобиологи реконструировали скелет небольшой рептилии Scleromochlus taylori, обитавшей в позднем триасе (201–237 миллионов лет назад). Исследование позволило определить ее как близкого родственника птерозавров. Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что первые летающие рептилии произошли от мелких двуногих предков. Подробнее в нашем материале.
Ученые определили, что две популяции звездчатых клеток печени по-разному влияют на развитие рака. Оказалось, что клетки, вырабатывающие цитокины — небольшие сигнальные молекулы, — защищают гепатоциты от гибели и препятствуют прогрессированию заболевания. Популяции, выделяющие в окружающую среду коллаген I типа — белок соединительных тканей, — способствуют развитию опухоли.
Science
Обложка. С каждым новым вариантом коронавирус оттачивает свою способность эффективно заражать и распространяться между людьми. Несмотря на многочисленные вакцины, противовирусные препараты и коллективный иммунитет, некоторые вирусологи считают, что COVID-19 полностью победить не удастся, поскольку вирус может заражать уже переболевшего и вакцинированного человека, при этом не один раз.
Успешность вируса отчасти можно объяснить тем, что он способен нейтрализовать иммунный ответ человеческого организма благодаря целому ряду белков. Ученые исследуют их с самого начала пандемии.
Оказалось, что вирус содержит 15 генов, кодирующих белки для подавления иммунной системы. Они начинают работать, когда инфекционный агент проникает в клетку. Вирусные белки приводят к нарушению работы интерферонов — важного компонента иммунной системы, в норме помогающего бороться с патогенами. Таким образом, белки COVID-19 препятствуют тому, чтобы иммунная система обезвредила уже зараженные клетки. И, хотя на сегодняшний день полный арсенал вооружения, которым обладает коронавирус для борьбы с иммунной системой человека, не описан, на обложке нового номера Science изображены 3D-модели уже идентифицированных белков, которые потенциально можно использовать для нацеливания лекарств для борьбы с инфекцией.
Редакционная статья.
Недавнее увольнение профессора органической химии Мейтленда Джонса из Нью-Йоркского университета вызвало большой резонанс среди представителей различных структур высшего образования и науки как в Соединенных Штатах, так и за их пределами. Руководство университета отказало ученому в продлении контракта после того, как студенты-медики пожаловались на низкие оценки за экзамен по вводному курсу органической химии и чрезмерные требования к уровню владения материалом со стороны преподавателя.
Несмотря на то что студенты не просили уволить профессора, Нью-Йоркский университет решил поступить именно таким образом. Эта реакция ярко иллюстрирует проблему, часто возникающую с вводными общеуниверситетскими курсами.
С одной стороны, благодаря лекциям Мейтленда Джонса некоторые студенты стали успешными химиками. С другой, возможно, будущим медицинским работникам такое глубокое погружение в материал было не очень нужно. С подобными дилеммами сталкиваются многие университеты, но далеко не все прикладывают силы к тому, чтобы разобраться в ситуации. В результате, к сожалению, все может закончиться так, как в случае Мейтленда Джонса, — увольнением.
In Brief. Коротко о новостях науки.
Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США на прошлой неделе исключила из числа видов, находящихся под угрозой исчезновения, улиточного змеевика — мелкую пресноводную рыбу. Животное стало объектом охраны в 1978 году, когда обсуждалось строительство плотины на реке Литл-Теннесси. Плотина была все-таки построена, несмотря на угрозу улиточному змеевику, а предотвратить исчезновение вида удалось, искусственно переселив несколько популяций в другие реки.
Старовозрастные леса — одни из самых устойчивых экосистем на Земле, поэтому их защита от вырубки признается экологами крайне важной задачей. Этот тип составляет около 36% всех лесов на территории США, но при этом всего трети из них потенциально не угрожает вырубка.
Ученые нашли в химических базах данных 1800 молекул, которые потенциально могут стать лекарственными препаратами. Все они относятся к энантиомерам — веществам, существующим в двух зеркально отражающих друг друга формах, подобно правой и левой рукам.
Исследователи обнаружили древние рисунки по дереву австралийских аборигенов. Среди обнаруженных сюжетов преобладают геометрические символы, изображения птиц, змей и других животных, а также сюжеты из местных легенд и мифов.
Отозванные из научных журналов статьи по COVID-19 удаляются быстрее, чем материалы по другим темам. Так, 82% статей, посвященных коронавирусной инфекции и содержащих ошибки, были удалены в течение шести месяцев после публикации, тогда как доля других научных работ, удаленных за тот же срок, составила 58%. Возможно, это связано с тем, что многие заключения относительно COVID-19 были опубликованы в спешке без должной проверки. Однако более быстрое опровержение статей указывает также на повышенное внимание к ним, по крайней мере после публикации.
Китай запустил космическую обсерваторию ASO-S для наблюдения за Солнцем. Аппарат будет следить за магнитным полем звезды, солнечными вспышками и корональными выбросами массы. Исследователи надеются, что эти данные, в свою очередь, помогут уменьшить сбои, которые солнечная активность может вызвать в энергосистемах и навигационных системах на Земле.
Тропический цветок Syngonium hastiferum научился «сотрудничать» с клопами — вредителями, которые питаются его нектаром. Изначально гладкая пыльца растений в процессе эволюции приобрела шипы, благодаря которым прикрепляется к насекомым. Те, в свою очередь, переносят ее с цветка на цветок, выступая в роли опылителей.
NASA объявило, что столкновение космического корабля DART с астероидом Диморф привело к изменению орбиты космического тела. Это послужило доказательством того, что подобным способом человечество в будущем сможет предотвращать угрозу столкновения с Землей опасных астероидов.
Исследовательские статьи:
Новый подход на основе функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) позволил ученым в режиме реального времени наблюдать за тем, как возникают связи и передаются импульсы между нейронами.
Ученые описали структуру нескольких сульфатированных пептидов у растений, действующих в качестве стимуляторов роста. Кроме того, авторы охарактеризовали их рецепторы, которые, напротив, без взаимодействия с этими пептидами подавляют рост растений в условиях стресса. На основании их взаимодействия исследователи смогут понять, как растения находят «компромисс» между активным ростом и покоем.
Специальные меченые красители помогут неинвазивно идентифицировать белки в клетке в режиме реального времени. Связываясь с одним из концов белковой молекулы, краситель флуоресцирует, и по интенсивности свечения можно определить, какие аминокислоты находятся в этом участке белка. Далее другие химические вещества из смеси красителей подобным образом позволяют определить соседние аминокислоты.
The Lancet
Обложка. Боковой амиотрофический склероз — нейродегенеративное заболевание, при котором поражаются двигательные нейроны в коре головного мозга и в спинном мозге. Это приводит к слабости и непроизвольным сокращениям мышц, спазмам, нарушению глотания и речи. По мере развития заболевания поражаются также нейроны, отвечающие за дыхание, из-за чего возникает одышка. На сегодняшний день нет лечения, которое могло бы остановить прогрессирование бокового амиотрофического склероза, поэтому ученые пытаются как можно больше понять о причинах, ходе и биомаркерах этого заболевания. Важность вопроса отражена в цитате, вынесенной на обложку текущего номера The Lancet: «Хотя самые последние достижения в этой области еще явно не были использованы для лечения пациентов, представление о боковом амиотрофическом склерозе как о сложном синдроме уже дает ощутимые результаты в клинике». В материалах, опубликованных на страницах журнала, ведущие ученые обсудили перспективы лечения бокового амиотрофического склероза, чтобы в будущем улучшить состояние пациентов.
Редакционная статья.
Новый министр здравоохранения Великобритании Тереза Коффи в недавнем выступлении предложила развивать государственную систему здравоохранения по принципу ABCD, в котором приоритет отдается минимизации времени ожидания скорой помощи, сокращению отставаний, улучшению ухода и обеспечению повсеместного доступа к медицинской помощи. Министр пообещала сделать акцент на развитии первичной медико-санитарной помощи, а также признала, что в существующей системе есть большие недостатки, которые придется преодолевать. Однако Тереза Коффи не обратила должного внимания на проблему нехватки медицинских кадров. Без решения этого вопроса все остальные цели ставятся под сомнение.
Исследовательские статьи:
Масштабное исследование, в котором приняло участие более 30 миллионов жителей Англии, Северной Ирландии, Шотландии и Уэльса, вакцинированных и переболевших COVID-19, показало, что люди пожилого возраста, а также пациенты с хроническими заболеваниями даже после первой ревакцинации подвержены риску тяжелого течения коронавирусной инфекции и летального исхода. В связи с этим исследователи рекомендуют в первую очередь к этим группам применять дополнительные бустерные вакцины после основного курса вакцинации.
Ученые доказали, что при проведении хирургических операций для обеззараживания открытых ран, например полученных в результате перелома, можно использовать как водный раствор йода, так и хлоргексидин. Оба антисептика оказались эффективны и безопасны в равной степени.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
