Для чего микроорганизмам нужны гигантские белки размером в сотни раз больше обычных? Как в ходе эволюции возник ловчий аппарат хищного растения Nepenthes gracilis? Насколько успешно страны выполняют цели по борьбе с ВИЧ? Об этих и других новостях науки читайте в обзоре научной литературы от InScience.News.
Nature
Обложка. На обложке первого номера в 2024 году изображена формирующаяся звезда. Ее окружает аккреционный диск — дискообразная структура из газа и пыли, которая служит источником вещества для роста звезды. Ранее ученым удавалось обнаружить аккреционные диски только у звезд из галактики Млечный Путь, но в новой статье астрономы описали подобную структуру у массивной молодой звезды из галактики Большое Магелланово Облако. В отличие от других подобных звезд, эту удается обнаружить оптически, и это говорит о том, что звезда формируется в области с низким содержанием пыли. Новые данные помогут уточнить существующие модели формирования и эволюции массивных звезд и их аккреционных дисков.
Редакционная статья.
Бактерия Acinetobacter baumannii вызывает такие заболевания, как менингит, пневмония, заражение ран, инфекции кровотока и урологические инфекции. При этом с ними сложно бороться, поскольку возбудитель стал устойчивым к тем немногим антибиотикам, которыми ранее удавалось подавлять его рост. Поэтому ВОЗ поставила Acinetobacter baumannii на первое место в списке приоритетных патогенов, против которых необходимо разрабатывать новые лекарства.
3 января в Nature были опубликованы сразу две статьи, авторы которых сообщают о новом классе потенциальных препаратов для лечения инфекций, вызванных Acinetobacter baumannii. Одно из этих соединений уже прошло клинические испытания, но до одобрения для клинического использования ему еще далеко.
Новым антибиотикам обычно сложно попасть в больницы: примерно один из 30 кандидатов доходит до тестирования на людях. Даже когда новый препарат проходит все клинические испытания и одобрен к использованию, его часто оставляют в резерве из опасения, что широкое использование приблизит тот день, когда микроорганизмы выработают к нему устойчивость.
Кроме того, компании-производители не всегда заинтересованы в выходе нового лекарства на рынок, поскольку цена разработки препарата часто оказывается в десятки раз больше, чем годовая прибыль за его реализацию. Экономисты считают, что государственным структурам следует оказывать финансовую поддержку компаниям, занимающимся разработкой новых антибиотиков, подталкивая их тем самым на создание новых лекарств.
News.
Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций США (National Ignition Facility, NIF) стабильно осуществляет реакции термоядерного синтеза, в результате которых производится энергии больше, чем потребляется. Впервые достичь этого исследователям удалось еще в 2022 году, когда количество полученной энергии на 54% превысило израсходованную. Сейчас ученые смогли увеличить это значение до 89%. Термоядерный синтез считается перспективным источником «чистой» энергии.
Алгоритм искусственного интеллекта FunSearch способен помочь математикам в решении задач по комбинаторике. FunSearch автоматически создает запросы специально обученной языковой модели, давая ей задание написать короткие компьютерные программы, которые могут генерировать решения конкретной математической задачи. Затем алгоритм быстро проверяет, оптимальны ли эти решения. Если нет, он предоставляет обратную связь языковой модели, чтобы она улучшила принцип поиска на следующем этапе.
Ученые надеются, что технология редактирования генов CRISPR/Cas9 поможет лечить болезнь Альцгеймера. Хотя в настоящее время существуют некоторые методы лечения, замедляющие прогрессирование болезни Альцгеймера, они часто неэффективны в случае поздних стадий или при наличии у человека мутаций, повышающих риск заболевания. На данный момент исследователи проверяют возможность с помощью CRISPR/Cas9 удалять или корректировать мутантные версии определенных генов, способствующие прогрессированию болезни Альцгеймера.
Исследования показали, что коренные жители северных и центральных районов Австралии генетически очень сильно различаются между собой. Полученные данные будут полезны при диагностировании наследственных заболеваний у представителей коренных народов.
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли нашли гены, кодирующие гигантские микробные белки. Если средние по размеру белки состоят примерно из нескольких сотен аминокислот, то в обнаруженных молекулах их 1800, 30 000 и даже 85 000. Последний вариант может стать самым крупным из когда-либо известных белков. Исследователи предполагают, что подобные мегамолекулы могут использоваться микроорганизмами для того, чтобы питаться представителями других видов.
Исследовательские статьи:
Астрономы определили, что в атмосфере планеты WASP-107b, имеющей массу, сопоставимую с Нептуном и температуру около 467 °C, присутствует диоксид серы, а также имеются силикатные облака.
Верховые болота хранят наибольшее количество углерода на единицу площади среди всех наземных экосистем. Морфология (то есть внешний вид или форма) таких болот очень важна, поскольку она определяет, как экосистема будет реагировать на осушение, пожары или искусственные меры по снижению выбросов парниковых газов. Ученые разработали универсальную модель, позволяющую объяснить морфологию верховых болот в разных участках планеты (от Аляски до Новой Зеландии), а также описать процессы накопления в них углерода.
Исследователи проанализировали спутниковые снимки и данные GPS и с помощью алгоритмов машинного обучения составили карту деятельности морской энергетической инфраструктуры и промышленных судов в прибрежных водах в период с 2017 по 2021 год. Оказалось, что 72–76% промышленных рыболовных судов в мире не отслеживается публично. При этом большая часть такого «серого» рыболовства приходится на Южную и Юго-Восточную Азию, а также Африку. Кроме того, авторы обнаружили, что 21–30% активности транспортных и энергетических судов не учитывается в общедоступных системах отслеживания.
Science
Обложка. Некоторые листья хищного растения Nepenthes gracilis внешне напоминают кувшинчики с крышечками. Такая необычная форма помогает растению охотиться. Дело в том, что Nepenthes gracilis заманивает муравьев на нижнюю часть «крышечки», и, если на нее сверху попадают капли дождя, насекомое силой удара сбрасывается в кувшинчик, где переваривается. Ученые выяснили, что этот необычный механизм ловли насекомых возникал в процессе эволюции дважды у разных видов Nepenthes и что он основан на сочетании трех независимых признаков, без одновременного совпадения которых подобного ловчего аппарата не было бы.
Редакционная статья.
В последние годы все чаще поднимается вопрос о подлинности иллюстративных материалов в научных статьях. Иногда искажение исходных изображений (например, фотографий микроскопических объектов или полимерных гелей с нанесенными на них пробами) происходит ненамеренно. Но в редких случаях авторы искажают иллюстрации, чтобы ввести читателей в заблуждение.
Чтобы избежать подобных манипуляций, в 2024 году семейство журналов Science будет использовать инструмент анализа изображений на основе искусственного интеллекта Proofig. Он проверяет иллюстрации на предмет дублирования и наличия других видов манипуляций, а потому позволяет обнаружить измененные изображения.
In Brief. Коротко о новостях науки.
Потепление Эль-Ниньо в восточной части Тихого океана, вероятно, усилится в течение следующих нескольких месяцев и может стать причиной того, что температура у поверхности Земли на 1,5 °C превысит доиндустриальные показатели. Также ученые предполагают, что Эль-Ниньо усугубит засуху в Амазонии и Австралии.
Правительства многих стран в прошлом году объявили о планах по усилению контроля над алгоритмами искусственного интеллекта. Science предполагает, что эти намерения в 2024 году укрепятся и расширятся.
В 2024 году будет расширена программа по выпуску комаров, зараженных бактерией Wolbachia pipientis, в районах, страдающих от лихорадки денге. Дело в том, что Wolbachia pipientis препятствует распространению этого вируса между насекомыми и тем самым помогает уменьшить количество случаев лихорадки денге среди людей. Кроме того, некоммерческая организация World Mosquito Programme планирует построить в Бразилии крупнейшее в мире предприятие по производству комаров, зараженных бактерией Wolbachia, которое начнет работу в этом году.
Ученые надеются, что в новом году завершатся клинические испытания препаратов для борьбы с постковидным синдромом.
Зонд NASA Europa Clipper стоимостью 5 миллиардов долларов будет запущен в октябре на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy и станет самой дорогой планетарной научной миссией агентства со времен зондов Viking Mars в 1970-х годах. Планируется, что к 2030 году Europa Clipper подлетит к Европе — спутнику Юпитера — и будет сканировать ее поверхность.
Исследовательские статьи:
Ученые сплавили платину и палладий, получив в результате активный стабильный электрокатализатор для синтеза оксида пропилена — вещества, используемого для изготовления полиуретановых пластиков. Сейчас оксид пропилена в промышленных масштабах производится с помощью опасных и агрессивных окислителей. Новый подход сделает получение этого соединения безопаснее.
Биологи проанализировали эволюцию морских улиток Littorina spp. и проследили, как осуществлялся переход этих организмов от откладывания яиц к живорождению. Исследование позволило определить, что аллели (определенные состояния генов), характерные для живородящих организмов, накапливались в течение более чем 200 тысяч поколений улиток.
Физики создали перовскитные материалы на основе гафния и циркония, которые испускают свечение синего и зеленого цвета. При этом в случае синего свечения эффективность фотолюминесценции составила 96%, а в случае зеленого — 83%.
The Lancet
Обложка. Исследования показали, что добавление препарата атезолизумаба к лечению бевацизумабом и химиотерапии позволяет примерно на 40% увеличить выживаемость женщин с тяжелыми вариантами рака шейки матки. Поэтому на обложку нового номера The Lancet вынесена цитата с рекомендацией новой терапии: «Мы считаем, что атезолизумаб в сочетании с бевацизумабом и химиотерапией следует рассматривать как новый вариант лечения для пациенток с метастатическим, персистирующим или рецидивирующим раком шейки матки».
Редакционная статья.
В последние годы на мировом рынке появились препараты для борьбы с ожирением и диабетом, в частности семаглутид и тирзепатид. Несмотря на их обнадеживающий эффект, данных о побочных эффектах, которые могут возникнуть в долгосрочной перспективе в результате приема, пока нет. Это вызывает беспокойство у специалистов. Более того, ученые подчеркивают, что только с помощью таблеток не удастся решить проблему ожирения. Для этого нужны комплексные меры, которые помогут справляться не только с заболеванием, а с причинами его распространения в обществе. В частности, ученые призывают страны обратить внимание на пропаганду здорового питания и достаточные физические нагрузки среди населения.
Исследовательские статьи:
Измерение уровня липопротеинов низкой плотности в крови и генетическое тестирование у детей может помочь раньше выявить семейную гиперхолестеринемию — генетически обусловленный повышенный уровень холестерина в крови.
В 2021 году ООН поставила на ближайшие четыре года три цели, касающиеся ВИЧ: сделать так, чтобы 95% всех людей, живущих с ВИЧ, были диагностированы; из них 95% должны получать антиретровирусное лечение; а из тех, кто проходит лечение, 95% должны иметь подавленную вирусную нагрузку. По состоянию на 2022 год во всем мире диагноз ВИЧ был поставлен 86% всех больных; из них 89% получали лечение; а из тех, кто проходил лечение, у 93% наблюдалась вирусная супрессия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
