Наблюдение одиночных молекул, важность дискуссий с отрицателями науки, настраиваемая ткань, новый метод лечения диабета 2 типа и тревожные новости об изменении климата — читайте в обзоре научных журналов от InScience.News.
Nature
Обложка выпуска посвящена новому методу микроскопии. Есть несколько способов увидеть одиночные молекулы, участвующие в химических реакциях. Но оставалась сложной задачей визуализация мономолекулярных реакций, в которых изменяется структура или состав лишь одной молекулы. Китайским ученым удалось засечь одиночные фотоны, испускаемые молекулами в электрохимической реакции в растворе. Этот процесс называется электролюминесценцией. В работе свечение происходило, когда молекула красителя реагировала с радикалом, генерируемым электродом. Радикалы существуют очень короткий промежуток времени, поэтому в растворе мало этих частиц. Молекул красителя также очень мало, так как ученые использовали его низкие концентрации. Поэтому реакции красителя и радикала происходили очень редко, что позволяло детектировать каждый испускаемый фотон. Новый метод позволяет добиться сверхвысокого разрешения в 22 нанометра, при этом не нужен внешний источник света — все происходит в темноте. Именно последнее отличает новую технику от существующих. Свет лазера в некоторых случаях может повредить объект наблюдения, теперь этой проблемы не станет. Ученые также использовали свой метод для получения снимков живых клеток в высочайшем разрешении.
Редакторская статья привлекает внимание к проблеме огромного числа спутников на орбите. Сейчас более 29 000 спутников и обломков аппаратов, достаточно больших, чтобы их можно было отслеживать с Земли, кружат над планетой. Более мелкие объекты исчисляются миллионами. Одна только компания SpaceX запустила больше 1700 спутников за последние 2 года в рамках Starlink. Такая загруженность космоса вызывает угрозу столкновений. Так, в мае была обнаружена пробоина в 5 мм на МКС, образовавшуюся в результате столкновения с неизвестным куском космического мусора. Авторы статьи считают, что решение для этой проблемы уже известно. В начале XX века во время бурного развития авиации столкновения стали обычным делом. Сейчас информация о местонахождении каждого самолета постоянно отслеживается. Такая же система должна возникнуть и для космоса. Для этого необходимо создать международную базу данных с информацией обо всех объектах на орбите. Страны, имеющие космическую программу, должны объединить усилия и обеспечить открытый доступ к информации о большинстве своих спутников, чтобы сохранить саму возможность выхода в космос.
В рубрике World View — размышления на тему того, стоит ли ученым дискутировать с отрицателями науки: антиваксерами, сторонниками плоской Земли и т. д. Автор считает, что диалог часто имеет эффективность, а проблема отрицателей не в недостатке информации, а в недостатке доверия к науке. И только люди из науки могут помочь им справиться с этим недоверием. Главный секрет — умение слушать и фокус на собеседнике, на его сомнениях. Надо больше спрашивать и меньше рассказывать. Один из примеров — канадское исследование Арнольда Ганье. Он и его коллеги провели более 1000 20-минутных интервью, в которых выслушали опасения молодых родителей по поводу вакцинации и ответили на их вопросы. Дети этих родителей имели на 9% больше шансов получить все плановые вакцины, чем дети не опрошенных родителей.
Исследовательские статьи:
Новая ткань с жесткостью, настраиваемой в зависимости от потребностей. Приложение относительно небольшого давления 93 кПа делает материал в 25 раз жестче, чем в норме. В основе ткани — трехмерные полые частицы, собранные в структура наподобие кольчуги. Легкие адаптируемые ткани потенциально применимы в создании в носимых экзоскелетов.
С помощью электронной микроскопии получен коннектом мозга червей C.elegans на разных стадиях развития. Работа позволит лучше понять принципы, лежащие в основе созревания мозга.
Между апоптозом клеток, патологиями желудочно-кишечного тракта и микробиотой существует давно признанная, но все же неизвестная взаимосвязь. Теперь стали известны некоторые механизмы роста бактерий, в том числе и патогенных, связанные с апоптозом клеток кишечника. В частности, кишечные микроорганизмы используют питательные вещества, выделяемые эпителиальными клетками кишечника при апоптозе.
При старении у червей C.elegans накапливаются белки, которые в норме должны быть разрушены с помощью специального фермента. Это происходит из-за нарушения в мечении этих белков, которое делает их видимыми для фермента-разрушителя.
Криоэлектронная микроскопия позволила увидеть механизм, с помощью которого РНК-хеликаза Prp5 с высокой точностью вырезает интроны из мРНК-предшественников.
Science
На обложке нового выпуска — работа художника: взрослый самец шерстистого мамонта преодолевает горный перевал на Аляске. Изотопный анализ бивня мамонта возрастом 17 тысяч лет позволил реконструировать передвижение мамонта от рождения до смерти на протяжении примерно 28 лет. Как выяснилось, особь прошла довольно большие расстояния. Авторы исследования предполагают, что по мере того, как ледниковый период заканчивался, окружающая среда Арктической Аляски начала меняться, и поддерживать прежний уровень мобильности гигантским животным становилось все труднее.
Редакционная статья — снова о климате. Шестой отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата опубликован на этой неделе. Отчеты выходят примерно каждые семь лет. Они составляют основу дискуссий в ООН и стали важнейшим средством оценки последних научных достижений. Согласно документу, Атмосферный CO2 достиг концентраций, максимальных за последние два миллиона лет. По прогнозам, даже если глобальное потепление ограничится 2 градусами по Цельсию, климатические явления, которые раньше происходили дважды в столетие, будут происходить каждые 3–4 года. Все еще сохраняется недостаток данных по многим регионам, например большей части Африки, что ухудшает точность прогнозов. Тревожная новость: даже если количество выбросов останется на текущем уровне, мы все же превысим уровень глобального углеродного бюджета, который позволил бы удержать потепление в рамках 1,5 градуса по Цельсию.
В рубрике In Depth отметим материал о временных ручьях в США. За последние 40 лет они стали менее надежными источниками поверхностных вод, вероятно в результате изменения климата, сообщили исследователи в прошлом месяце в журнале Environmental Research Letters. Это плохая новость для многих растений и животных, которые приурочивают свое размножение к наличию воды. Тенденция к высыханию наиболее очевидна в засушливых регионах, но заметна повсеместно. В некоторых случаях деятельность человека, такая как эксплуатация плотин, откачка грунтовых вод, также может способствовать обезвоживанию. Необходима более строгая правовая защита непостоянных ручьев, образующих истоки многих рек.
Другой текст этой рубрики затрагивает проблему проверки согласия участников исследования на сбор генетических данных. В течение последних нескольких лет Ив Моро, биоинформатик из Бельгии, писал редакционным советам научных журналов, поднимая этот вопрос. Активисты-правозащитники заявляют, что правительство Китая ведет кампанию угнетения против уйгуров и других меньшинств в этом районе. Насколько законен сбор биоматериала у этих людей — под вопросом. Кампания Моро привела к отзыву двух публикаций, и еще десятки находятся «под следствием». Издатели должны более тщательно поверять представленные материалы на предмет этических проблем.
Исследовательские статьи:
Длительная диета с высоким содержанием жиров усиливает катаболизм холина Escherichia coli, изменяя физиологию эпителия кишечника. Микробиота превращает холин, полученный из жирной пищи, в триметиламин, ускоряющий прогрессию атеросклероза.
Ежедневный баланс энергии, расходуемой и потребляемой людьми, меняется с возрастом. Новое исследование на большой выборке людей показало, как именно. Это поможет разработать стратегию более рационального питания на протяжении всей жизни.
До сих пор первые следы наземных растений относились к девонской эпохе 420 миллионов лет назад. Однако молекулярно-филогенетические данные предполагают более раннее происхождение в кембрийский период. Споры растений сохраняются лучше взрослых организмов, и новое исследование описывает споры возрастом 480 миллионов лет. Это открытие может помочь устранить расхождения между молекулярными и ископаемыми данными о времени возникновения наземных растений.
Некоторые антитела, полученные от доноров плазмы в первую волну SARS-CoV-2, оказались способны нейтрализовывать недавно появившиеся варианты вируса.
Распространенный патоген культурных растений, оомицет Phytophthora infestans, использует медь-зависимые литические полисахаридные монооксигеназы для создания бреши в клеточной стенке растений P. infestans. Открытие этих ферментов и рецепторов к ним поможет разработать средства для борьбы с вредителями.
Активные ядра галактик содержат сверхмассивную черную дыру, окруженную аккреционным диском. Когда материал диска падает в черную дыру, он нагревается настолько, что начинает испускать свет. Авторы исследовали, как такое оптическое излучение изменяется во времени в выборке из 67 активных галактик. Они наблюдали характерную изменчивость во времени, зависимую от массы черной дыры. Оптическая изменчивость активных ядер галактик позволит оценить массы сверхмассивных черных дыр.
Создан легкоперерабатываемый пластик. Его нагревание в сильной кислоте легко разрушает материал обратно до мономера, который затем может быть извлечен с высоким выходом и чистотой и использован снова.
The Lancet
Главная тема номера — новый способ терапии больных диабетом 2 типа. Молекула тирзепатида является одновременно агонистом рецептора глюкозозависимого инсулинотропного полипептида (GIP), а также рецептора глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1). Из-за этой особенности препарат был назван «твинкретином» за его активность в отношении двух разных видов инкретина. Эти гормоны выделяются в ответ на поступление пищи и стимулируют секрецию инсулина. В рамках программы SURPASS проведено еще одно исследование, SURPASS-3, в котором учтены недостатки предыдущих. Полученные новые доказательства безопасности и эффективности тирзепатида — надежда для пациентов, не реагирующих на существующие методы терапии. В этом исследовании до 93% участников, принимавших тирзепатид, достигли целевого уровня гликированного гемоглобина HbA1c менее 7%, а от 26% до 48% участников, получавших тирзепатид, достигли уровня HbA1c менее 5,7%, соответствующего нормогликемии.
В рубрике Perspectives рассказывется о враче из Великобритании иранского происхождения, разработавшей метод лечения сколиоза у детей от двух лет. Мин Мехта, рожденная в 1926 году, с помощью специальных корсетов позволила тысячам детей избежать операций на позвоночнике. Когда она эмигрировала в Великобританию, многие в университете были удивлены, увидев женщину. Они думали, что Мин Мехта — мужское имя. Сегодня разработанные ею педиатрические поддерживающие корсеты используются по всему миру.
Исследовательские статьи:
Результаты 3-й фазы КИ еженедельной терапии тирзепатидом против сахарного диабета 2 типа у больных, не отвечающих на терапию метформином и другие стандартные методы.
Оценили риск инфаркта миокарда и ишемического инсульта, связанных с COVID-19 в Швеции. В течение двух недель после инфицирования сердечный приступ случился у 56 человек. Среди здоровых людей — 26 случаев. Данные собирали с февраля по середину сентября 2020 года.
Более низкий уровень материнского и отцовского образования являются факторами риска детской смертности, даже после учета других маркеров социально-экономического статуса семьи. Это исследование предоставляет убедительные доказательства того, что всеобщее качественное образование является главным путем достижения цели устойчивого развития по снижению неонатальной и детской смертности.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
