Почему специалисты-женщины уходят из академической науки? Как производство каучука губит леса? Как в индийских учебниках переплетены мифы о небесных колесницах и реальных космических миссиях? В сегодняшнем обзоре научной литературы InScience.News расскажет о наиболее важных и интересных новостях науки за последние две недели.
Nature
Обложка. Дофамин — нейромедиатор, который служит важной частью «системы вознаграждения» мозга, благодаря чему влияет на процессы мотивации и обучения. Биологи обнаружили, что у птиц выделение дофамина динамически корректируется в зависимости от их текущих потребностей и приоритетов. Например, когда самцы зебровых амадин (Taeniopygia guttata), изображенных на обложке, сосредоточивались на ухаживании за самкой, их потребность в воде уменьшалась, а реакция дофамина как на воду, так и на исполнение песни, уменьшалась. Вместо этого дофамин выделялся в ответ на внимание самки. Таким образом, дофаминовая система гибко «перенастраивается» в зависимости от приоритетных побуждений.
Редакционная статья.
Ученые все четче понимают, что многие заболевания, на первый взгляд не связанные с нарушениями в функционировании нервной системы, все-таки задействуют головной мозг. Так, например, изменения в составе кишечных микроорганизмов, оказались связаны с таким расстройством, как болезнь Паркинсона. Некоторые исследователи полагают, что определенные инфекции могут спровоцировать возникновение болезни Альцгеймера. Существует также теория, что заражение во время беременности может привести к расстройствам аутистического спектра у младенцев.
Есть и обратная связь. Например, на развитие лихорадки влияет популяция нейронов, контролирующих температуру тела и аппетит. Влияние мозга на организм подчеркивается тем фактом, что стимуляция определенной области мозга у мышей может «напоминать» организму о предыдущих приступах воспаления и воспроизводить их. Более того, появляется все больше доказательств, что рак использует нервы для роста и распространения. Так, исследователи показали, что некоторые виды рака головного мозга создают связи с нейронами, тем самым ускоряя свое прогрессирование.
Эти и другие открытия меняют наши представления о нервной системе и ее взаимодействии с другими системами организма. Однако требуются еще многочисленные исследования, чтобы окончательно разобраться в том, как взаимодействуют мозг и тело человека.
News.
В трех городах Колумбии удалось снизить распространенность лихорадки Денге на 94-97%. Дело в том, что на эти территории были выпущены комары, зараженные бактерией Wolbachia, которая предотвращает передачу вирусов насекомыми. Аналогичные эксперименты уже проводились в Австралии, Бразилии, Индонезии и Вьетнаме, а также в других странах. Но выпуск комаров в Колумбии стал самым масштабным.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) проверит безопасность технологии редактирования генома CRISPR-Cas9 для лечения серповидно-клеточной анемии — генетического заболевания, которое приводит к деформации эритроцитов.
Комбинация препаратов на основе антител и токсических для опухолей химических соединений позволила более чем на 50% увеличить выживаемость пациентов с запущенным раком мочевого пузыря.
Опрос тысяч американских ученых показал, что главная причина ухода женщин с преподавательских должностей — плохой «климат на рабочем месте». Для многих респондентов даже баланс между работой и личной жизнью был менее важен, чем этот фактор.
Исследовательские статьи:
Астрономы обнаружили газофазный фосфор во Внешней Галактике. Внешними считаются зоны, удаленные более, чем на 16 килопарсек от галактического центра. При этом с увеличением расстояния от центра содержание фосфорсодержащих молекул в Галактике снижается по разным оценкам от 1,5 до 10 раз.
Физики предложили новый протокол тестирования металлогалогенид-перовскитных солнечных элементов, который позволяет в лабораторных условиях быстро оценить стабильность устройства при долгосрочной работе в полевых условиях. Это поможет быстрее ввести данную недорогую фотоэлектрическую технологию в коммерческое использование.
Дистанционные наблюдения показали, что вырубка лесов с целью производства каучука по крайней мере в два-три раза выше, чем ранее предполагалось. Так, с 1993 года из-за производства этого полимера было потеряно более 4 миллионов гектаров лесов и более 1 миллиона гектаров каучуковых плантаций в Юго-Восточной Азии. Это говорит о том, что производство каучука может ставить под угрозу существование целых экосистем и требует более пристального контроля.
Ученые разработали мягкий инъекционный протез на основе биосовместимого гидрогеля, который позволил восстановить поврежденные мышцы у крыс, а также ускорить восстановление тканей.
Исследование, проведенное на базе больниц Великобритании, показало, что с июня 2020 по март 2021 года от 95 до 167 тысяч пациентов с диагностированной коронавирусной инфекцией заразились SARS-CoV-2 в больницах. Это составляет от 1% до 2% от всех госпитализаций за этот период. Полученные результаты подчеркивают роль внутрибольничной передачи коронавируса и указывают на необходимость принятия мер по предотвращению заражения среди пациентов.
Science
Обложка. Лазеры, испускающие сверхкороткие, но мощные одинаковые световые импульсы через определенные промежутки времени, стали основой для технологий оптической передачи и обработки информации. Однако до сих пор такие лазеры остаются громоздкими и сложными, а потому их трудно интегрировать в устройства малого размера, например микрочипы. Авторы статьи, опубликованной в новом номере Science, разработали компактный лазер на нанофотонной платформе из ниобата лития, который генерирует оптические импульсы длительностью 4,8 пикосекунд (почти триллионные доли секунды) с длиной волны около 1065 нанометров и частотой 10 ГГц. Художественное воплощение этих импульсов представлено на обложке журнала.
Редакционная статья.
На этой неделе редакторы Science обратились к проблеме борьбы с ВИЧ-инфекцией. В 2003 в США была запущен Чрезвычайный план Президента США по борьбе со СПИДом, в рамках которого на борьбу с эпидемией этого заболевания в беднейших странах мира выделялись миллиарды долларов. Оценивая результаты программы, специалисты говорят, что она имела успех, поскольку на момент ее создания только 50 тысяч человек, живущих с ВИЧ в странах Африки к югу от Сахары, имели доступ к лечению. Сегодня это число превысило 20 миллионов. Кроме того, план способствовал преобразованию систем здравоохранения во всем мире, поскольку в рамках него были подготовлены сотни тысяч новых медицинских работников, оборудованы тысячи лабораторий и аптек, а также созданы многочисленные системы эпиднадзора.
Однако об окончании борьбы с ВИЧ говорить слишком рано. В 2022 году было зарегистрировано 1,3 миллиона новых случаев ВИЧ-инфекции и 630 случаев смерти, связанных с ВИЧ. Поэтому специалистам в области здравоохранения следует внимательнее проанализировать уже достигнутые успехи программы, ее текущие задачи и те аспекты, в которых еще нужна доработка.
In Brief. Коротко о новостях науки.
Ученые представили обновленное древо жизни лучеперых рыб, к которым относится около 97% всех ныне живущих рыб. Авторы опирались не на морфологию организмов, а на их генетическое родство, что позволило выявить ранее неизвестные интересные факты. Так, например, в отличие от ранее существовавших представлений, многие виды красочных рыб-попугаев, обитающих в рифах, оказались представителями семейства губановых.
Европейское космическое агентство на этой неделе опубликовало первые фотографии галактик, сделанные орбитальным телескопом Euclid. В верхней части изображения можно рассмотреть скопление Персея — одну из самых массивных структур во Вселенной, — которая включает около тысячи галактик, находящихся на расстоянии 240 миллионов световых лет от Земли. За ними находятся еще 100 тысяч далеких объектов, некоторые из которых находятся на расстоянии 10 миллиардов световых лет. Ожидается, что за свою шестилетнюю миссию Euclid, запущенный в июле, сделает 30 тысяч таких изображений, каталогизируя миллиард галактик.
Министерство образования Индии подверглись критике за публикацию в школьных учебниках материалов, содержащих псевдонаучные утверждения, взятые из индуистской мифологии. Оказалось, что в образовательных модулях, посвященных индийской космической миссии Chandrayaan-3, которая в сентябре высадила зонд на Луну, упоминаются виманы — летающие дворцы или колесницы, описанные в санскритских эпосах.
Штамм птичьего гриппа H5N1 впервые выявлен в антарктическом регионе. В начале октября ученые заметили мертвых коричневых поморников на острове Берд у побережья Южной Георгии. Вирус, вероятно, был занесен на остров перелетными птицами, возвращавшимися сюда из Южной Америки.
Китайские ученые смогли с помощью генной терапии вылечить от рождения глухих детей, у которых был нарушен ген белка отоферлина, участвующего в передаче информации от внутреннего уха в головной мозг. Ученые ввели пациентам с помощью вирусного вектора «правильные» копии гена, тем самым восстановив работу белка.
По оценкам Международного энергетического агентства, мировое потребление ископаемого топлива — нефти, природного газа и угля, — вероятно, достигнет пика к 2030 году, поскольку уже сейчас многие страны обдумывают стратегии перехода на возобновляемые источники энергии. Однако, согласно прогнозу агентства, развивающиеся страны продолжат увеличивать сжигание ископаемого топлива и после 2030 года.
В Японии запустили крупнейший в мире термоядерный реактор JT-60SA. Его строительство в рамках совместного проекта Европейского Союза и Японии длилось с 2013 года. По оценкам специалистов, устройство диаметром 12 метров будет способно создавать плазму температурой 200 000 000°C. JT-60SA будет тестировать технологии, которые ученые планируют использовать в международном термоядерном реакторе, строящемся во Франции, чтобы продемонстрировать, что термоядерный синтез может генерировать больше энергии, чем уходит на ее производство.
Исследовательские статьи:
Астрономы исследовали сверхмассивную черную дыру в центре галактики Циркуль и выяснили, что всего 3% молекулярного газа, попадающего в нее из галактики, остается там. Остальное вещество выбрасывается потоками, обеспечивая обратную связь с родительской галактикой.
Восстановление растительного покрова в местах разрушенных экосистем, например на участках вырубки, может оказаться безуспешным из-за деятельности травоядных животных. Так, исследование показало, что травоядные животные в среднем на 89% сильнее сокращают численность и разнообразие растений на восстанавливающихся территориях по сравнению со стабильными экосистемами.
Биологи описали один из этапов всасывания холестерина в клетках кишечного эпителия. В частности, ученые определили, что белки Aster-B и Aster-C необходимы для того, чтобы холестерин мог попасть из зоны всасывания в эндоплазматический ретикулум, где он подвергается дальнейшей обработке. На этот путь можно воздействовать с помощью низкомолекулярного ингибитора белков Aster, что потенциально позволит контролировать уровень холестерина в крови.
Эксперименты показали, что всего за 21 день совместной эволюции в лабораторных условиях бактерия Escherichia coli и бактериофаг φ21 одновременно эволюционируют и изменяются, образуя сложные сети перекрестной инфекции. Это подтверждает, что даже простой системы «паразит-хозяин» достаточно для формирования сложных экологических взаимодействий.
За последние 30 лет в США удвоилось количество домов, разрушенных лесными пожарами. При этом большинство из них располагалось не рядом с лесами, а на лугах и в кустистой местности.
The Lancet
Обложка. В феврале 2020 года, в самом начале пандемии, правительство Великобритании выразило уверенность в том, что система здравоохранения страны справится с заболеванием и сможет предотвратить массовое распространение инфекции. Однако уже к концу месяца стало ясно, что COVID-19 охватил страну. Затем последовали длительные обсуждения необходимых мер без конкретных целенаправленных действий, что привело к высокой заболеваемости и смертности. Так эту ситуацию описывает цитата на обложке The Lancet: «Уровень преступной некомпетентности, выявленный недавними свидетелями британского расследования COVID-19, доказал, что многие, если не большинство, из более чем 230 тысяч смертей можно было предотвратить».
Редакционная статья.
За последнее десятилетие эмбриологи сделали значительные успехи в исследовании ранних этапов развития человека. Так, существующие технологии позволяют из стволовых клеток создавать модели, имитирующие развития зародыша вплоть до возраста 14 дней. Эти модели, в отличие от естественных эмбрионов, не создают этических проблем, а потому могут помочь людям лучше понять такие процессы, как имплантация зародыша в матке, и тем самым усовершенствовать технологии экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и снизить риски выкидыша.
Более того, модели эмбрионов на основе стволовых клеток могут помочь решить проблемы, с которыми сталкиваются ученые, исследующие естественных эмбрионов. Так, в большинстве стран запрещена работа с зародышами, возраст которых превышает 14 дней, поэтому мало что известно о том, как происходит развитие человека на сроках 14-28 дней. Есть надежда, что модели, выращенные из стволовых клеток, все-таки смогут преодолеть ограничение «14 дней».
Исследовательские статьи:
Согласно обзору, подготовленному ВОЗ, занятие искусством позитивно сказывается на здоровье человека. Исследования показали, что членство в творческих коллективах, например пение в хоре, помогает женщинам справиться с послеродовой депрессией, а у пожилых людей уменьшает тревожность. Однако «терапия через искусство» встречается редко из-за укоренившегося в обществе противопоставления творчества и науки, а также недостаточных инвестиций в исследования, которые позволили бы научно обосновать влияние искусства на здоровье и самочувствие людей.
Более 200 исследовательских журналов призывают ООН, политических лидеров и медицинские организации признать, что изменение климата и утрата биоразнообразия являются одним неделимым кризисом, и с ним необходимо бороться сообща, чтобы сохранить здоровье людей и избежать экологической катастрофы, а также чрезвычайной ситуации в области здравоохранения.
Нигерия начала программу по вакцинации против вируса папилломы человека, который увеличивает риск развития рака шейки матки у женщин. На первом этапе, который стартовал в конце октября, препарат получают девочки в возрасте 9-14 лет. К концу следующего года страна планирует вакцинировать 86 миллионов девочек подросткового возраста.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
