qwrtru

Содержание ролика:

00:20 НАСА восстановило связь с Вояджером

01:50 Установка стабильно добывает кислород на Марсе

03:35 Муравьи нашли решение компромисса между рождаемостью и долголетием

06:41 Прочитаны "гены бессмертия" у медузы

09:14 Электрический ток помог от переедания

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

НАСА восстановило связь с Вояджером

Вояджер-1 уже 45 лет улетает от Земли, наскитавшись всласть по Млечному пути. Несколько лет назад он покинул гелиосферу и вышел в межзвёздное пространство. Никто не ожидал от него такого ресурса, но т.к. его радиоизотопные генераторы ещё вполне работоспособны, резервные двигатели толкают, а датчики собирают научную информацию, терять его не хочется. Правда в мае зонд стал слать на Землю ахинею в виде неправильной, рандомной телеметрии, из-за чего с зондом можно было потерять связь. Причину выяснили — бортовая система, ответственная за положение передающей антенны, из-за некой ошибки стала передавать данные через тот бортовой компьютер, который вышел из строя уже давным-давно. Только сейчас инженеры смогли перекинуть канал передачи данных на другой компьютер и телеметрия пошла правильная. Это позволит своевременно проверить остальные системы Вояджера и понять, из-за чего возникла ошибка, и поддерживать с ним связь этак года до 2025го.

Установка MOXIE стабильно добывает кислород на Марсе

Ещё один важный космический проект - это Персевиренс. Полтора года назад, когда был пик новостеобразования по марсоходу Персеверанс, а конкретно в апреле мы рассказывали об установке MOXIE (Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment), размещённой на марсоходе. Она представляет собой 17-килограммовую почти кубическую коробку, внутри которой находится компрессор, система фильтров и нагревателей, а также электролизная ячейка с твердым оксидом. Как можно догадаться, требуется эта установка для того, чтобы получать молекулярный кислород из CO2. Миссии на Марс, надеюсь, не за горами, поэтому важно снабжать людей кислородом. Каждый цикл работы MOXIE начинается с того, что аппарат прогревается до 800 градусов по Цельсию, затем нужно подать энергию на катод с анодом, запустить атмосферу Марса в ёмкости аппарата и добиться разделения углекислого газа на ионы кислорода и монооксид углерода, СО.

Ионы кислорода затем рекомбинируются в обычный, пригодный для дыхания молекулярный кислород О2. С апреля до конца 21 года установка запускалась 7 раз, проработав в общей сложности почти 9 часов. За это время она произвела 50 граммов кислорода.

Мощность установки варьируется от 6 до 8 граммов кислорода в час, производительность сильно зависит от погодных условий и сезонности. Из графика вы видите, что плотность атмосферы весьма непостоянна и максимальна ночами поздней марсианской осени. Несмотря на переменчивость атмосферы, установка смогла производить кислород почти в любое время. Важно, что ресурс установки оказался достаточно устойчив, сначала её производительность несколько понизилась за счёт износа элементов, но после этого уже не менялась. В общем все эти данные указывают на успех эксперимента и возможность его масштабирования.

Накопленные данные позволяют спроектировать более серьёзную машину, раз в 100 больше, чем MOXIE, способную вырабатывать до 2-3 килограммов кислорода в час. Ну и пора уже лететь.

Муравьи нашли решение компромисса между рождаемостью и долголетием

У многих животных присутствует компромисс между количеством отпрысков и продолжительностью жизни. Чем больше детей, тем меньше срок жизни. В основном это связано с распределением питательных веществ и метаболизмом.

Производство яиц это весьма энергозатратный процесс, для него нужно больше еды, а значит и более высокие уровни инсулина. Но в то же время инсулиновые сигнальные пути приводят к сокращению продолжительности жизни у многих видов. А вот диеты и голодание способствуют низкому уровню инсулина и продлению отпущенного срока.

Но у многих видов муравьёв матка отвечает за репродуктивные процессы всей колонии, но в то же время и живёт значительно дольше, чем рабочие муравьи и солдаты. К тому же она и размерами гораздо больше. У черных садовых муравьёв матка может отложить до миллиона яиц и жить до 30 лет, а рабочие живут около года.

У индийских прыгающих муравьёв матка живёт меньше, лет 5, но после её смерти колония не угасает. Рабочие, а они все самки, начинают сражение за место королевы. В конце концов одна победительница занимает её место. Что-то типа Королева умерла, да здравствует Королева.

Но она не становится полноценной маткой, она становится гамэргатом. Смена касты, социальной роли, не приводит к росту размеров муравья, она лишь будит ранее спящие репродуктивные органы, позволяя размножаться. Но при том, что псевдокоролева гамэргат начинает нести яйца, она ещё и резко увеличивает продолжительность своей жизни.

Да, с 7 месяцев до 4 лет. Стоило побороться, правда? Но если вдруг на её место приходит другая псевдокоролева, то продолжительность жизни съеживается обратно. Очень неприятно, если ей на этот момент уже больше 7 месяцев.

Конечно же учёные воспользовались этими качелями старения и изучили процессы, которые так сильно меняют жизнь в организмах с одинаковым генетическим кодом. Как оказалось, если рабочий муравей становится гамэргатом, то он начинает производить гораздо больше инсулина. При этом из двух инсулиновых сигнальных путей активируется только один - MAPK, ответственный за созревание яиц и метаболизм. Второй сигнальный путь, AKT, который как раз приводит к более быстрому старению, не активируется.

Хотя должен был бы. Но заработавшие у гамэргата яичники начинают вырабатывать белок (Imp-L2), который подавляет инсулин и блокирует второй сигнальный путь, не затрагивая первый. Очень удобно. Хотя не до конца понятно как это работает. Эти муравьи нашли способ продлевать жизнь в 5 раз, а все наши потуги на мышах до этого давали прибавку процентов ну в 20. Так что тут есть, к чему присмотреться.

Прочитаны "гены бессмертия" у медузы

Вы знаете, что есть практически бессмертные животные? Например, алеутский морской окунь, морской ёж красного моря, американская болотная черепаха, пресноводная гидра и другие. Они бессмертны не как Дункан Маклауд, а скорее практически не стареют. Т.е. почти не умирают от старости. Но есть одно животное, которое обладает биологическим бессмертием с очень интересным механизмом.

Речь идёт о медузе Turritopsis dohrnii. Обычно медузы выпускают в воду половые клетки, из них образуется личинка - планула, она прикрепляется ко дну, образуя полип. Из полипа затем почкованием появляется новая медуза. Цикл не замкнут, то есть каждая новая медуза олицетворяет собой новое поколение, и смерть полноправный участник цикла.

Но наша бессмертная медуза пошла против системы. Она после выбрасывания половых клеток не остаётся стареющей медузой, она возвращается назад во времени.

Проходя ряд метаморфоз она оседает обратно на дно, превращаясь снова в полип. Из него через некоторое время опять может появиться медуза, способная к размножению. И так далее по кругу, замкнутому циклу. Свидетельств того, что круг где-то обязательно разрывается - нет.

Понизилась температура или солёность воды? Поранила колокол? Голодные времена? А ну-как быстро обновляемся через фазу полипа. Но что же позволяет такие божественные изменения?

Учёные полностью отсеквенировали геном медузы, а заодно и её родственников. Как оказалось у Turritopsis dohrnii гены, отвечающие за старение, точнее за нестарение, встречаются сразу в нескольких копиях. Такие гены участвуют в процессах репарации ДНК, увеличения длины теломер на концах хромосом, поддержания работы стволовых клеток и тому подобное. Похоже, что во время естественного отбора селекция проходила по этим конкретным генам, поэтому у медузы появилось сразу несколько копий каждого.

Многие из этих генов работают непосредственно во время превращения взрослой медузы обратно в полип или сразу после, работая на обновление. Интересно, что каких-то исключительно новых механизмов бессмертия у медузы не обнаружили, что даёт надежду на усиление таких же уже имеющихся, просто слабеньких, механизмов у человека.

Электрический ток помог от переедания

На прошлой неделе опубликовали результаты эксперимента, направленного на борьбу с ожирением. Пациентов в эксперименте было только двое, но это были люди, а не грызуны, обезьяны или свиньи, как в большинстве подобных опытов. Две женщины страдали от компульсивного переедания, т.е. они периодически теряли контроль над потреблением вкусной пищи, и имели третью стадию ожирения.

Учёные решили, что разместив в мозге электроды можно будет воздействовать на центры, ответственные за такое поведение. Прилежащие ядра вентральной части полосатого тела, именно так называются участки мозга, ответственные за компульсивное переедание, просканировали у обеих пациенток во время так сказать приступов переедания, чтобы более точно локализовать центр возбуждения, им оказалось левое прилежащее вентральное ядро. Причём точные координаты несколько отличались у пациенток.

В этих ядрах во время приступа увеличивается сила низкочастотных колебаний, это было хорошо видно на МРТ. Именно в уточнённые зоны и имплантировали электроды, похожие на применяющиеся при лечении эпилепсии. Какой сигнал надо подавать для нейтрализации сигналов низкой частоты? Правильно высокочастотный.

Если каждый раз, когда у пациента возникает приступ - желание переедать, посылать сигнал с частотой 125 герц пару раз по 5 секунд, то возбуждение нейтрализуется. А происходило такой приступ около 400 раз на дню.

В 20 раз чаще, чем мужчины думают о сексе. Всего-то 19 раз в день.

В итоге частоту эпизодов срыва и переедания у обеих женщин удалось сократить на 80%, да и их мощь тоже уменьшилась. В итоге пациентки похудели на 6 и 8 килограммов, и это без каких-то диет и тренировок.

Содержание ролика:

00:21 Скаты не немы

01:12 Найдено потенциальное место для лунной базы

03:11 Правильное количество физнагрузок

05:35 Некроботика в действии

07:31 Лазерно-управляемая молния

10:03 Лучшая новость предыдущего выпуска

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Скаты не немы

Рыбы в целом не такие молчаливые, как принято думать. Сотни видов рыб издают разные звуки. И их можно услышать в этом видео. Но вот скаты и акулы за таким занятием официально замечены не были. Но, как оказалось, и эти рыбы вполне себе говорливы. Как минимум скаты-хвостоколы умеют издавать резкие короткие щелчки. Впервые целых три записи дайверов попали в руки учёных. Похоже, что эти отгоняющие хищников и предупреждающие об опасности сородичей звуки производятся при помощи брызгалец, потому видно, как они сокращаются во время этого процесса.

Найдено потенциальное место для лунной базы

Человечество когда-нибудь начнёт осваивать Луну, хотим мы того или нет. Неважно, станет ли первым шагом на этом пути программа Артемида или Российская лунная программа. Когда-нибудь… Но Луна - это суровое место, помимо радиации она и температурно нестабильна. Ночью -173, днём +127. Да ещё и день с ночью по полмесяца длятся. Палатку не поставить, да и с лунной базой возникают вопросики. Но исследователи считают, что локации со стабильной и более того - комфортной - температурой на Луне есть. Они находятся в пещерах, кавернах Луны, о которых в принципе не знали до 2009 года, до снимков зонда SELENE.

Пещеры, скорее всего, имеют вулканическое происхождение. По крайней мере 16 из 200 обнаруженных. Представьте времена, когда по Луне текла лава. Её верхний слой застывал, благо условия позволяли, а внутренний поток продолжался. Такие лавовые трубки, кстати, они и на Земле встречаются, если над ними кое-где обрушивается потолок, и могут стать причиной возникновения пещер.

По изображениям видно, что по крайней мере в двух пещерах есть как бы козырьки, дающие тень. И как знать, возможно, туннели в этих пещерах простираются на километры. В любом случае непосредственно под козырьками, как показали данные орбитального зонда, ведущего температурные исследования, температура держится на уровне 17 градусов по Цельсию - постоянно, колеблясь всего на пару градусов между днём и ночь. Открытый пол пещеры не сильно отличается от поверхности Луны, но тень козырька - может быть достаточно комфортной.

Срочно надо снаряжать экспедицию астро-спелеологов и альпинистов. Единственное - им нужно быть предельно аккуратными. Реголит, который достаточно подвижен, с краев этих пещер может обрушиться от любого неосторожного движения. Но, если мы найдём способ его укрепить, как знать, может быть мы вернёмся к жизни в пещерах. Так-то нам не привыкать.

Правильное количество физнагрузок

Наконец стало понятно, что нужно делать, чтобы жить дольше. Ну или хотя бы не умереть раньше времени. Ответ прост, и скорее всего вы его знаете. Нужно заниматься спортом. Но сколько? Вообще, уже давно опубликованы рекомендации от ВОЗ о продолжительности физнагрузок для взрослых людей: это 150-300 минут в неделю, если тренировки умеренные, и 75-150 минут, если они интенсивные.

3 часа в неделю интенсивных тренировок. Ага. Но, может если тренить больше, то и результат будет лучше? Это и попробовали подсчитать учёные из США, Бразилии и Кореи. Южной.

30 лет длились наблюдения за 110 тысячами очень взрослых людей, средний возраст 66 лет, проживающих в Штатах. Почти все были белые, женщин около 60%. Эти люди регулярно рассказывали о своей физической активности, а также указывали на свои проблемы со здоровьем, всяких вредных привычках, болезнях - своих и родственников.

Потом на основании этих данных подвели итоги, использовав на всех этих очень разнородных значениях регрессию Кокса. И знаете, результат интересный. Если люди выполняли интенсивные упражнения от 75 до 150 минут в неделю, т.е. по рекомендациям ВОЗ, то риск умереть в целом у них снижался на 19%. А вот если они превышали рекомендаций в два раза, т.е. тренили 150-300 минут, то риски снижались уже на 22%. 3% разница. С умеренными нагрузками картина иная. Если уделять умеренным нагрузкам 150-300 минут в неделю, по рекомендациям, то риски умереть от всех причин падали на 21%. А если увеличить длительность в два раза, 300-600 минут в неделю, то риски преждевременной смерти падали до 28%. Примерно 7% разница. Получается, что по интенсивным нагрузкам увеличение продолжительности раза в 2 и более по отношению к рекомендованной ВОЗ немного снижает риски преждевременной смерти, а вот по умеренным - снижение рисков уже прямо ощутимое. При этом превышение рекомендаций в 4 и более раз не несло негативных последствий, по крайней мере сердечно-сосудистой системе. Хоть утренируйся. Но и дальнейшего снижения риска смертности не получишь. Пора смахнуть пыль с абонемента, тем более учёные говорят, что никогда не поздно.

Некроботика в действии

Этой новости позавидовал бы Чайна Мьевиль. Пауки могут послужить человечеству и после своей смерти. Манипуляторами. Вы же помните, что после своей смерти пауки как бы сжимаются в клубок с подтянутыми лапками?

В мягкой робототехнике периодически используются нетрадиционные материалы. Наряду со всякими эластомерами и гидрогелями учёные решили попробовать мёртвых пауков.

Дело в том, что в отличие от нас с вами, для того, чтобы подвигать конечностями, пауки используют не мышцы-антагонисты, сгибатели, разгибатели, а гидравлику.

Рядом с их головой есть резервуар, направляющий под давлением гемолимфу по сосудам к конечностям, чтобы их распрямить. При сбросе давления, и, разумеется, после смерти, ноги поджимаются. Идеально для захвата. В экспериментах с мёртвыми пауками-волками такие захваты показали, что могут поднимать до 130% своего веса, а часто и много больше, особенно, если паук был небольшим. Реализовали систему управления через иглу, воткнутую в гидравлическую систему паука и приклеенную суперклеем. Единственное, гидравлику превратили в пневматику, поскольку шприцом нагнетали воздух. Ноги паука реагировали практически мгновенно, и захват удерживал разные мелкие детали.

В лаборатории время жизни после смерти такого манипулятора где-то 1000 циклов. Затем тело портится. Но, деградация материала происходит в основном по причине пересыхания, так что это можно поправить, если покрыть паука полимерным составом.

Ещё на будущее учёные закинули себе задачу научиться управлять каждой ногой отдельно, как делает ещё живой паук. Ну и хватит уже называть это некромантией и аниматорством, уважаемые ролевики, это самая обычная некроботика.

Ведь использоваться это будет, скорее всего, в робототехнике - где-нибудь на заводах микроэлектроники. Хотя ладно, термин очень свежий, эти самые экспериментаторы его и придумали.

Лазерно-управляемая молния

Управлять молнией - это прям божественно.

Не зря лет 10 назад подобные эксперименты военных были на слуху, но в целом всё, что удалось получить физикам, была атмосферная двухметровая молния, вызванная килоджоулевыми лазерами. В 20м году молнию пытались направлять при помощи подогретых лазером частиц графена (148). Это получилось в лаборатории, а вот для естественных условий ученые рассчитывали обойтись и без графена - использовать имеющиеся в воздухе взвеси.

В общем, что-то пока не удавалось человеку разрядить грозовые облака в то место, которое ему нужно, не считая, конечно громоотводов, которые есть пассивная стационарная мера. Ну и никто не знает, чего там добились военные, хотя вроде бы с театров боевых действий про Перуна, Зевса и Тора никто не заявлял.

Тем не менее очередные эксперименты продолжались в Швейцарии над башней Сентис в течение полутора месяцев. Когда в радиусе трёх километров над ней собиралась гроза, учёные начинали светить в пространство над ней лазером. Смысл такой: сильный луч лазера в атмосфере начинает самофокусироваться и повышать свою интенсивность. За счёт этого воздух ионизируется. Свободные электроны в воздухе стараются луч рассеять, и возникает что-то вроде столкновения двух противоположных сил, результатом которого становится узкий плазменный канал.

Собственно такой канал и пытались получить в экспериментах ранее. Военные в том числе. Кстати, зеленый цвет лазера это всего лишь часть спектра, нужная для визуализации.

Сам лазер был на волне в 1030 нанометров, 1000 импульсов в секунду. Настройка сводилась к тому, чтобы инициировать канал прямо рядом с громоотводом на башне и распространить его на 30 метров вверх.

Надо сказать, что из 16 молний, ударивших за время эксперимента в громоотвод, 4 были вызваны лазером. Интересно, что все 4 инициированных молнии были положительными.

Хотя по статистике таких обычно всего 11%. Одну молнию сняли на видео, на котором видно, как она следует за лазерным лучом на расстояние в 50 метров, нисколько не ветвясь при этом. К тому же инициированные молнии оказались на четверть уже диких, они в 4 раза были беднее на рентгеновские вспышки, а вот ток и электромагнитное поле у них были обычными.

Успешность эксперимента, как посчитали учёные, объясняется тем, что у лазера была более высокая частота, чем ранее, что позволяет облегчить распространение разряда. Похоже, что лазерный целеуказ… в смысле громоотвод принципиально возможен. Молниеотвод, точнее. Сколько уже можно громоотвод, громоотвод…

Содержание ролика:

00:23 Почему у Юпитера нет крупных колец

01:19 Описаны 60 миллионов лет эволюции пингвинов

03:06 Почему слоны устойчивы к раку. Часть 2

05:24 Получен составной нейтронный интерферометр

07:42 Получен квантовый двигатель с запредельным КПД

09:50 Лучшая новость предыдущего выпуска - Древнейшая галактика

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Описаны 60 миллионов лет эволюции пингвинов

Есть такой проект - Bird 10k Genome, это проект по расшифровке генома всех ныне живущих птиц.

Цель вполне благая, тем более, что во время работы над отдельными видами всплывают интересные подробности. Так, группа учёных поделилась эволюционными особенностями пингвинов.

Для этого они отсеквенировали геномы всех живущих и недавно вымерших видов пингвинов и совместили их с ископаемыми останками. Это позволило описать ключевые события и процессы, которые и определили эволюцию этих замечательных птиц. Вся эволюция пингвинов двигалась изменениями в климате и в океанических течениях. В геноме пингвинов есть участки, указывающие на то, что популяции пингвинов меняли свои климатические убежища раз за разом. Популяции сокращались, когда климат был неудобными, и нужно было его пережить, и разрастались, когда условия становились подходящими. Например, когда температура падала, пингвины забирались дальше на север, а когда повышалась - уходили назад ближе к полюсу, ведь привычные холодные места обитания становились опять доступными.

Были названы и участки генома, позволяющие пингвинам обитать в уникальных условиях, это я про Антарктику. Они управляют терморегуляцией, позволяют глубоко нырять, дают подводное зрение и управляют размерами тела. Прямо фиты из днд.

Что интересно, пингвины эволюционировали дольше, чем другие птицы. Но многие из их основных черт, характерных для водной жизни, появились на заре их эволюции. И хотя многие люди думают о пингвинах только как о птицах, которых между льдов гоняют морские львы, но как ни странно, они появились ещё до того, как сформировались ледяные шапки на полюсах, в достаточно тёплом климате 60 миллионов лет назад. И уже потом они развили в себе качества, позволяющие им колонизировать океаны от тропиков до антарктики.

Почему слоны устойчивы к раку. Часть 2

В ролике 4 года назад я рассказывал вам о том, как слоны защищаются от рака. Чем больше в организме клеток, тем, по теории вероятности больше шансов развития рака из-за неправильного их деления. Но у людей рак встречается чаще, чем, например, у китов или слонов. Это парадокс Пето.

Слоны отличаются тем, что смертность от рака у них не превышает 5%, в то время как у людей в ряде популяций она достигает от 17 до 25%. Слоновья устойчивость к раку известна давно и объясняется наличием в их геноме большого количества антионкогенов, а конкретно - 20 копиями гена p53.

Это гены – опухолевые супрессоры. Они следят за тем, правильно ли ведут себя клетки во время репликации, т.е. копирования. Если происходит мутация, они останавливают процесс и дирижируют ликвидацией повреждения ДНК.

В здоровых клетках в соответствующем белке p53 нет потребности и он ликвидируется другим белком, кодируемым онкогеном MDM2 E3 Убиквитинлигазой. Процесс взаимодействия p53 и MDM2 крайне важен для здорового процесса деления клеток, ремонта повреждённых клеток и уничтожения клеток, где ремонт не удался. Единственное, MDM2 иногда старается черезчур сильно и убирает p53, хотя для него есть работа.

Но обо всём этом мы знали и ранее, а вот о том, что все 20 копий гена p53 имеют некоторые небольшие, но различия, узнали вот только что. Эти отличия обусловливают и разные форматы молекулярного антиракового взаимодействия. В 20 раз больше, чем у человека с его одной копией p53.

Какие-то белки, а точнее изоформы p53 с изменённой 3д-структурой, ускользают от деактивации при помощи MDM2 и продолжают антионкогенное шествие там, где человеческие p53 потерпели бы фиаско, т.е. всё же выполняют свою работу, несмотря на старания MDM2.

Понимание этих процессов и того как активируется белок p53 в перспективе может помочь найти способ усилить противораковый ответ. Ну и заодно снизить влияние всяких стрессов, питания, возраста на коррекцию ошибок мутаций.

Получен составной нейтронный интерферометр

Частицы могут перемещаться одновременно по разным траекториям, как волны. Это один из основополагающих принципов квантовой физики.

Его прекрасно иллюстрирует двухщелевой эксперимент. Особенно впечатляюще в этом контексте его практическое воплощение, позволяющее изучать мельчайшие квантово-механические эффекты, гравитационные и электромагнитные поля. Нейтронный интерферометр. Нейтроны выстреливаются в кристалл, нейтронная волна разделяется на две части, которые затем опять накладываются друг на друга. Интерференционная картина в детекторе затем рассказывает о среде, в которой распространялись частицы.

Такие нейтронные интерферометры играли ключевую роль в научных исследованиях десятилетиями. Но их размер был ограничен, поскольку они должны быть вырезаны из единого кристалла кремния.

Если мы говорим про классический двухщелевой эксперимент, то там расстояние между прорезями минимально. А в нейтронном интерферометре оно может достигать нескольких сантиметров, размеры волны достигают макроскопических масштабов.

Квантовая суперпозиция в нейтронном интерферометре очень уязвима. Любые нарушения, вибрации, неточности, повороты кристалла разрушают эффект. Смещения в один атом достаточно для искажений на порядок. Это примерно как целится с Земли в ливнёвку на Луне.

Именно поэтому интерферометр и делается из одного кристалла. С 90х попытки составить интерферометр из двух кристаллов были безуспешными. Но вот теперь, в Турине сотворили некое научное чудо на основе технологий для рентгеновских интерферометров. Они подняли точность по пространственным смещениям при изготовлении составных интерферометров до нужного уровня. В состав чуда входит встроенный дополнительный лазерный интерферометр для предварительного контроля, смягчение вибраций, стабилизатор температуры до 10 милликельвин и контроль положения анализирующей пластины. В результате получился кососимметричный интерферометр, интерференционная картина с которого была хоть и не идеальной, но для первого эксперимента хороша.

Получается, что при достаточной степени контроля за двумя кристаллами можно увеличивать расстояния и размеры всей системы, препятствий для этого нет. А это значит, что исследования фундаментальных взаимодействий, например, чувствительности нейтронов к гравитации, могут выйти на новый уровень.

Получен квантовый двигатель с запредельным КПД

Предположим, что мы приблизились к созданию квантового двигателя. Что тогда? Полетим на Марс? Тогда мы скачком повысим КПД двигателя, но будем вынуждены использовать в качестве рабочего тела частицы - атомы, фотоны, максимум молекулы.

Базово квантовый двигатель представляет собой два резервуара с разными температурами, между которыми совершается обмен, и квантовое рабочее тело, т.е. то, что выбрасывается из двигателя и совершает работу. Если в качестве рабочего тела используются фотоны, т.е. мы говорим о фотонном двигателе, то именно фотоны создают реактивную тягу.

Для такого двигателя есть смысл провести апгрейд, усилив его благодаря сверхизлучению. Это когда атомы начинают синхронно излучать фотоны. Интенсивность такого излучения очень быстро растёт с ростом количества излучающих атомов. Поэтому в теории мощностью можно управлять почти скачкообразно.

Эксперименты с таким двигателем провели корейцы. С использованием сверхизлучения эффективность квантового двигателя сильно увеличилась, дело в том, что возникла значительная разница между температурой рабочего тела и резервуаров. КПД двигателя достиг невообразимых 98%, что превышает нормы, установленные законами термодинамики. Рабочее тело теплового двигателя - это фотоны в резонаторе. Через этот резонатор пролетают атомы бария. Фактически они служат и резервуарами теплового двигателя. Эти атомы пролетают через резонатор с определённой периодичностью, и частоты подстроены так, чтобы взаимодействие атомов и света в резонаторе оказалось сфазированным. В итоге учёные добились сверхизлучения у атомов бария и того, что фотонный газ начал давить на стенки резонатора. Причём этим давлением можно было управлять, регулируя частоты лазера, излучающего в этой системе.

Конечно, хоть КПД системы и под 100%, но работа, совершаемая таким двигателем микроскопическая (10−28 джоулей). Этот двигатель крошечный. Т.е. пока практически применить его невозможно, это скорее первый концепт, демонстрирующий квантовые принципы в тепловом двигателе. И конечно же грядут исследования.

Лучшая новость предыдущего выпуска - Древнейшая галактика

Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что космический телескоп Джеймс Уэбб прислал первые изображения, содержащие научную информацию. По сравнению с Хабблом у Уэбба больше площадь главного зеркала, он работает в основном в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, захватывая свет очень далёких галактик, у которых испускаемое свечение уходит в инфракрасный диапазон из-за красного смещения и которые почти не видны в оптическом диапазоне. Поэтому он видит дальние объекты гораздо лучше, а вблизи различает газовые облака и скрытые области звездообразования.

Кстати, Уэбб на прошлой неделе успел практически побить рекорд Хаббла в обнаружении самой древней галактики. Кандидат в древнейшую известную нам галактику - галактика GLASS-z13 существовала уже через 300 миллионов лет после Большого взрыва, её красное смещение - 13. Она была очень маленькой, в 60 раз меньше Млечного пути, массой примерно в миллиард солнечных, и крайне простой по своей структуре. Предыдущий рекордсмен по древности - галактика GN-z11 - существовал примерно через 420 миллионов лет после Большого взрыва. Уэббу, конечно, ещё предстоит спектроскопически подтвердить открытие, но уже ясно, что его возможности в таких наблюдениях превосходны.

Содержание ролика:

01:19 Сколько психопатов в обществе?

03:19 Жидкой воды на Марсе всё же нет

05:10 В печени обнаружены “корабельные переборки”

06:58 Искусственная поджелудочная железа сработала лучше инъекций

08:50 Учёные создали временной кристалл на квантовом чипе

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Сколько психопатов в обществе?

Субклиническая психопатия. Бессердечность, неспособность сопереживать, лживость, эгоцентричность, невозможность раскаяния и очень поверхностные эмоциональные реакции - вот то, что характеризует этот синдром. Чтобы понять, есть ли у человека психопатия чаще всего используют оценочный лист психопатии, за каждый из 20 пунктов можно набрать от нуля до 2 баллов. Если сумма больше 25, то можно принимать поздравления.

Есть вероятность, что психопатия некоторым даже помогает в карьере. Испанцы изучили данные 15 статей, посвященных психопатии и охвативших 11 тысяч человек, и представили результаты метаанализа.

В целом среди взрослого населения 4,5% психопатов, среди всего населения - почти 2%. Среди мужчин их больше - почти 8%, чем среди женщин - почти 3%. Если говорить о роде деятельности, то среди работающих в различных организациях психопатов почти 13%, примерно каждый 8ой, что не вызывает у меня абсолютно никакого удивления. Причем чаще других позиций психопаты являются директорами, юристами, менеджерами по продажам и ведущими в СМИ, хмм… мои подозрения верифицируются. Среди заключенных процент еще выше - 15-25% мужчин и 10-12% женщин. А вот, например, среди студентов их только 8%.

Жидкой воды на Марсе всё же нет

В октябре прошлого года мы рассказывали, что на Марсе почти что подтвердили существование подлёдных озёр с жидкой водой. Орбитальный аппарат Марс Экспресс прислал радиолокационные данные ещё в 2018 году, по ним выходило, что под ледяным панцирем на Южном полюсе существует некая гладкая поверхность, которая очень ярко отражает сигнал. Учёные решили, что это сеть из четырёх озёр с очень солёной водой, остающейся жидкой при минус 70 по Цельсию потому, это гипотеза, что ледяная шапка накрыла озёра тогда, когда они были ещё жидкими, и это уберегло их от замерзания.

Но после ещё более тщательного изучения данных, а также множества экспериментов в холодных лабораториях, всё же предпочтение отдали версии о том, что подо льдом находится - глина. А началось всё с целой конференции, которую собрали в Аргентине после выхода "озёрной" статьи. Гипотезу жидких озёр подвергли тестированию со всех сторон, выискивая "за" и "против". Может ли быть геотермальная активность? Какая концентрация перхлоратного рассола достаточна для удержания жидкого состояния? Разные команды изучили тысячи других радарных снимков и нашли похожие яркие отражения в тех областях, где вообще ничего не могло обеспечить жидкое состояние воды. А когда перешли к поиску материалов, способных дать похожее отражение на радаре, оказалось, что смектиты - разновидность глинистых слоистых минералов - дают как раз такое изображение, как минимум при исследовании в холодной лаборатории. Смектиты выглядят, как камень, но когда-то были сформированы при помощи воды.

Конечно, пока не пробурим, не узнаем. Но, кажется, что на этот раз жизни на Марсе опять не за что зацепиться.

В печени обнаружены корабельные переборки

Между печенью и пароходами есть определенное сходство.

Это переборки. Ученые из Сколтеха, Германии и Штатов обнаружили структуры, отвечающие за образование желчных каналов в печени. В теле множество каналов, это и сосуды, и кишечник. Они обычно формируются из эпителиальных клеток, повёрнутых внутрь канала своими апикальными, то есть внутренними, участками поверхности. А вот самые распространенные клетки печени, гепатоциты, образуют просветы, объединяя поверхности только с прилегающими соседними клетками. Это приводит к образованию очень узких каналов, формирующих 3Д-структуру. Ранее было непонятно, что заставляло гепатоциты вести себя иначе, чем холангиоциты - еще одни клетки печени, образующие гораздо более прямые и широкие каналы. Теперь же ученые обнаружили на апикальных поверхностях гепатоцитов выросты, которые образуют переборки, аналогичные ребрам жесткости в морских судах. Исследовав их под электронным микроскопом, они сделали вывод, что именно они отвечают за формирование желчных каналов. Есть и отличие от переборок в кораблях, клеточные переборки не перекрывают каналы полностью, формируя изолированные трюмы, а оставляют свободное место для протоков. Отвечает за такое поведение гепатоцитов ген Rab35, он достаточно изучен, но ранее не был замечен за таким поведением. Ученые рассчитывают найти практическое медицинское применение открытию, а пока что в основном восхищаются красоте природных структур, работающих по принципу человеческой инженерной мысли, обеспечивающей жёсткость высоконагруженных конструкций.

Ну точнее наоборот, наши структуры повторяют природные.

Искусственная поджелудочная железа сработала лучше инъекций

Некоторых людей эта железа подводит, она не справляется с выработкой инсулина, повышается уровень глюкозы в крови, ну и привет нарушение обмена веществ. Для исправления ситуации, кроме введения инсулина через инъекции, кстати чаще всего такой инсулин производят дрожжи и кишечная палочка, которым немного подправили геном, есть ещё вариант использования искусственной поджелудочной железы. По факту это простейшее устройство, состоящее из сенсора, измеряющего уровень глюкозы, и инсулиновой помпы, включающейся тогда, когда уровень глюкозы отклоняется от необходимого, и вводящей столько гормона, сколько нужно конкретному пациенту.

Совсем не новинка - в общем-то несколько лет на рынке, единственное - программное обеспечение у неё постоянно улучшается.

Конечно же прямой конкурент помпы - это инъекции, и наконец-то ученые пришли к тому, чтобы в экспериментах сравнить два эти метода. Участвовали в испытаниях 26 пациентов с диабетом второго типа. Часть из них 20 дней сидели на инъекциях, а затем 20 дней использовали помпу, а часть - наоборот начинали с помпы. Цель была удержать уровень глюкозы в крови - от 5,5 до 10 миллимоль на литр. В итоге в периоды, когда у пациентов работала помпа, уровень глюкозы соответствовал целевому в течение 53% времени, а во время стадии инъекций - всего в 38%. То есть помпа удерживала глюкозу в нужных рамках в среднем на 3,5 часа дольше. Да и низкий уровень глюкозы с помпой наблюдался реже.

У этих пациентов кроме этого была потребность в диализе. То есть если у таких сложных пациентов результат с искусственной поджелудочной был лучше, чем с инъекциями, то и у других пациентов с диабетом второго типа он должен быть хорошим. Клинические испытания уже запланированы.

Учёные создали временной кристалл на квантовом чипе

А теперь пару слов о том, что физики делают с новой формой материи - временными кристаллами.

Нет, не такими, как в Рик и Морти. Пока не такими.

Итак, физики создали временной кристалл внутри гугловского квантового компьютера, то есть сама микросхема с парой десятков кубитов и стала временным кристаллом.

О чём я вообще? Грубо говоря, временной кристалл это такая форма материи, которая постоянно и циклически поддерживает изменения своей структуры, находясь в общем в состоянии покоя и не требуя для этого какой-то энергии.

Обычные кристаллы повторяют свою кристаллическую решетку в пространстве. А временные - повторяют её в пространстве И времени. К машине времени, к сожалению, всё это тоже не имеет отношения. А вот навести суету со вторым законом термодинамики запросто может. Вот стакан с водой, вот кубик льда - получаем две разные температуры, но в итоге всё сбалансируется. Классика постоянного движения Вселенной навстречу энтропии, движения навстречу изменениям. Энтропия системы будет постоянной, если не будет процессов. Но так не бывает, звёзды взрываются, а мы в конце концов ещё дышим. Но временные кристаллы в теории могут поддерживать уровень энтропии даже при наличии процессов.

Но это немного далеко от нынешней точки. Сейчас главное, чтобы создаваемые кристаллы со временем не приходили к термодинамическому равновесию, иначе они не будут истинными временными.

В статье заявляют, что это получилось. Эксперимент с квантовым компьютером от Гугла позволил поддерживать постоянное циклическое изменение на атомном уровне вне зависимости от того, какие хаотические возмущения экспериментаторы создавали извне. Не совсем ясно, как это использовать практически, кроме квантовых компьютеров, но по крайней мере получилось создать стабильную неравновесную фазу и неравновесное вещество.

Подробнее о том, как этого всего добились - в источниках в описании под роликом на ютубе, боюсь запутать вас и запутаться самому.

Содержание ролика:

01:26 Робот прошёл 5 км на одном заряде

02:51 Новые рекорды Ingenuity

03:38 Пластиковый троянский конь

05:03 Нейросеть учится на распределенной платформе

07:52 Мозг и к*вирус

10:03 Лучшая новость предыдущего выпуска + закрутка МКС

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Робот прошёл 5 км на одном заряде

За последние годы двуногие роботы перестали быть смешными, ну, в основном, и всё больше походят на тех, кому можно поручить очень важные задачи. Конечно же, я имею в виду доставку еды. И пусть роверы без ног и рук уже прекрасно справляются с этим, например в Иннополисе, но получить пиццу из РУК робота станет ещё приятнее. Кроме истории с координацией бипедализма, т.е. двуногой походки, важна ещё и история с автономностью. И вот пожалуйста, робот Кэсси на одном заряде прошёл 5 километров. В идеальных условиях стадиона при движении по восьмёрке это заняло у него около 44 минут. Причём он ни разу не упал на своих страусиных ногах. А вот при передвижении по кампусу Университета он свалился два раза. Один - из-за заноса на повороте, а второй - из-за перегрева электроники. Алгоритмы глубокого машинного обучения с подкреплением выдали прекрасный, хоть и не идеальный результат. Так что кожаные мешки пока могут спать спокойно, двуногие робокурьеры вопрос не завтрашнего дня. И кстати, если вы не до конца понимаете, как эти лягушачьи лапки могут осуществить доставку, то версия с манипуляторами тоже имеется. Хотя данных о её автономности пока нет. По лестницам это тоже может. Так что если не завтра, то послезавтра вполне можно будет встретить этих ребят на улицах.

Новые рекорды Ingenuity

От земных роботов переходим к марсианским. Индженьюити совершил 10ый полёт и поставил очередной рекорд. На этот раз он поднялся на 12 метров, до этого он не поднимался выше 10, и разогнался до 5 метров в секунду, ранее было не более 4х. К тому же он пролетел над поверхностью, весьма интересной с точки зрения геологии, но достаточно рисковой для перемещения Перси - слишком каменистой и неровной. Так что можно сказать, что Индженьюити сделал то, что было недоступно марсоходу. Ну и не забываем, что вертолет сделан из обычных коммерческих материалов и должен был проработать на Марсе всего месяц до середины мая где-то. Нет, явно нельзя верить этим уверениям НАСА, что это приключение на 20 минут, туда и обратно.

Пластиковый троянский конь

Немного тревожная новость из экологической сферы. Речь идёт о микропластике, который попадает в океаны и вообще в воду. Хорошего в этом ничего нет, потому что кроме того, что это вредит организмам, поглощающим пластик, так это вредит и человеку, поглощающему организмы, которые… в общем, как в доме, который построил Джек.

В основном исследования, разбирающиеся в том, сколько какого пластика попадает в ту или иную пищевую цепочку, оперируют так сказать чистым пластиком, на котором не поселились всякие бактерии. Но в реальных условиях пластика, покрытого всякими биопленками из микроорганизмов, в том числе патогенных бактерий, гораздо больше. Когда ученые постарались определить предпочтения устриц в отношении пластика, оказалось, что поглощают они гораздо охотнее пластик, покрытий всякой живностью. Видимо, считают, что раз на нем есть биопленка, то это всё еда. В среднем бактериального пластика в устрицы попадало в 4 раза больше, чем чистого. Может, съедается пластика и не так много, 0,5% от его объема, но всё же суммарно это большая доза, которая может передаваться дальше человеку, да и еще дополнительно с какой-нибудь бактериальной заразой. Да ещё и сами устрицы от этого погибают.

Основной вывод такой: предыдущие исследования о том, сколько микропластика оседает в пищевых цепочках, могут недооценивать реальные масштабы бедствия.

Нейросеть учится на распределенной платформе

Нейросеть смогли обучить при помощи распределенных вычислений. К разработке приложили руку программисты из России, Китая и США.

Некоторые задачи требуют огромных вычислительных мощностей, в идеале суперкомпьютеров. Но суперкомпьютеров на всех не напасешься, поэтому уже пару десятилетий люди объединяют свои простенькие домашние компьютеры в распределенные сети, совокупная мощность самых успешных из них не уступает передовым суперкомпам. Обучение нейросетей, если мы говорим о серьёзных проектах, тоже очень ресурсоёмко. Знаменитый нейрописатель GPT-3 - это нейронная сеть с 170 миллиардами параметров, а обучалась она на 570 гигабайтах данных. Причем не видео или картинках, а на текстах. Распределить обучение нейросеток в целом можно, но тогда каждый домашний комп будет обучать маленькую отдельную модель, а вот обучить одну гигантскую супер-модель, очень умную и мощную нейросеть, раньше так было нельзя.

Ну вы уже поняли, что то было раньше. Ещё в прошлом году появилась архитектура и платформа для обучения нейросетки на распределенных сетях.

Платформа распределяет задачи по машинам, объединенным в сеть, в зависимости от их технических характеристик. Среди задач есть собственное обучение нейросети, расчёт потерь, градиентный спуск и оптимизация весов после этапов обучения. В общем, всё, что нужно, чтобы распределенная сеть работала, как один большой компьютер. Опробовать платформу решили на тривиальной задаче - предобучение языковой модели для обработки бенгальского языка. Для этого собрали распределенную сеть из 90 машин, в которой были видеокарты от самых обычных до предназначенных для задач повышенной сложности. Обучение проводилось на данных из Бенгальской вики, она небольшая, всего 650 мегабайт, и еще на одном датасете OSCAR, его бенгальская часть весит уже 6 гигов. Чтобы сразу не пришлось качать весь объем, сделали ещё и стриминговый сервер. Платформа позволяла участникам отключаться от работы, передавая текущие задачи оставшимся звеньям. За 9 дней задача обучения была решена, и вот так выглядел вклад участников. Качество обучения сравнили с другими способами: строчка sahajBERT, как видите, не уступает другим моделям. Мне очень хотелось бы сказать, что теперь, ИскИн, выпущенный в интернет, сможет самообучиться и поскайнетить, но, к сожалению, слишком большие модели, вроде той же GPT-3, на такой платформе не обучить. Всё равно внутри сети должен быть компьютер, способный запустить на себе всю модель. Но зато распределяются разнородные задачи, ускоряется обучение и, я уверен, о потенциале этой платформы мы ещё услышим.

COVID-19 снизил когнитивные функции

Довольно тревожное исследование было опубликовано под патронажем The Lancet. После опроса 80 тысяч человек, проходивших тесты на когнитивные способности, выяснилось, что те, кто тяжело переболел ковидом-19, продемонстрировали серьезные когнитивные нарушения.

Тест состоял из набора заданий на пространственное восприятие, рабочую память, семантическое мышление, внимание и ещё ряд способностей. Называется он Great British Intelligence Test, и он достаточно показателен. Почти 13 тысяч из 80 проходивших тестирование, отметили что имели симптомы ковида от легких до требующих ИВЛ. Естественно, исследователи учли все иные факторы - возраст, пол, уровень образования и подобные, чтобы исключить их влияние на результаты по отношению к тем, кто не имел ковида. Основные когнитивные нарушения, отмечавшиеся в опросах, это туман в голове, проблемы с концентрацией, сложность в подборе обычных слов.

Это и некоторые предыдущие исследования указывают на влияние вируса на наши когнитивные функции, но не указывают на причину. Вероятно, где-то оказываются задеты нервные клетки. Примерно как в случае с вкусовыми и обонятельными рецепторами.

Также исследователи отметили корреляцию между глубиной проблем и тяжестью течения болезни. Наименьшее снижение когнитивных функций наблюдалось у тех, кто имел симптомы ковида, но без респираторных. Левый столбик. Более серьезно всё было у тех, у кого были респираторные, то есть затруднения дыхания, но не было потребности в больничном лечении. Второй и третий столбцы. Ну и более всех были задеты способности тех, кто попал в больницу, не нуждаясь и нуждаясь в ИВЛ - четвертый и пятый столбцы. Максимальное снижение функций соответствовало примерно 7 пунктам IQ. Ну то есть до 7% от среднего уровня. Из этого всего самое паршивое то, что, повторюсь, не ясна причина таких последствий.

А вдобавок ко всему, по исследованиям, когнитивные функции не спешат восстанавливаться. По крайней мере в течение 9 месяцев исследований этого не происходило. То есть здесь вероятна связка с так называемым долгим ковидом, когда симптомы сохраняются на протяжении месяцев.

Самой интересной новостью прошлого выпуска вы признали новость про то, как российский модуль для МКС «Наука», испытывая затруднения с работой топливной системы, поднимался с опорной орбиты до орбиты МКС. В итоге Наука 28го июля подняла свою орбиту именно при помощи основных двигателей. На высокую долю уверенности в успехе стыковки указывала и отстыковка модуля Пирс 26го июля. После этого при помощи камеры на манипуляторе провели обследование стыковочного узла Звезды и выяснили, что с ним всё в порядке, хотя Пирс был пристыкован к Звезде целых 20 лет. Пирс, кстати, вместе с транспортным грузовым кораблем Прогресс, а точнее их останки, успешно затонули на кладбище космических кораблей в Тихом океане. А вот Наука успешно заняла Пирса, пристыковавшись к МКС 29 июля по расписанию. Впереди ещё ручное соединение коммуникаций модуля, установка внешнего манипулятора и другие работы, для чего потребуются выходы в открытый космос. Но Наука теперь на своём месте. Все неполадки были оперативно устранены. Выдохнули. На секундочку, конечно, вдохнули, потому что неожиданно, уже через несколько часов после стыковки, когда космонавты собирались открывать люки между модулями, Наука включила вспомогательные двигатели и хаотично закрутила МКС. Автоматика станции не справилась с противодействием, и в дело вступил российский ЦУП, ему пришлось включать двигатели Звезды и Прогресса для компенсации нежелательного движения. Двигатели Науки пытались отключить 45 минут, при этом угловая скорость вращения МКС достигала 30 градусов в минуту. К слову Наука так и не послушалась ЦУПа и вырубила движки сама, когда израсходовала остатки топлива. У МКС всё обошлось без повреждений. Причиной вальса назвали сбой в программном обеспечении. Тот случай, когда включить движки лучше никогда, чем поздно.

Содержание ролика:

00:24 В этот день

01:27 Ученые впервые отредактировали геном сумчатых

04:23 Ученые разработали пассивную "потовую" биотопливную ячейку

06:23 Новый спутник Юпитера

08:31 Наука выходит на орбиту

11:15 Лучшая новость предыдущего выпуска

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Ученые впервые отредактировали геном сумчатых млекопитающих

Им оказался домовый опоссум, а редактирование заключалось в том, чтобы выключить всего один ген, приводящий к альбинизму. Т.е. просто проверить успешность редактирования.

Вот казалось бы, что тут за победа-то? Эти опоссумы прекрасные лабораторные животные, они как мыши и крысы, но их детёныши рождаются 14-дневными, а дальше растут просто на теле матери, открывая доступ наблюдению за всеми стадиями развития.

Вот только до этого сумчатых, в отличие от тех же грызунов, не редактировали.

В целом, чтобы получить отредактированного детёныша, отредактированную зиготу, т.е. оплодотворенную яйцеклетку, нужно подсадить псевдобеременной самке, т.е. суррогатной матери. Но для этого нужно синхронизировать срок забора зиготы у одних самок и переход других в состояние псевдобеременности. Загвоздка в том, что каких-либо циклов у опоссумих нет, их овуляция зависит просто от присутствия самца - если он есть, они спарятся где-то на 4 или седьмую ночь.

Можно, конечно, ввести самкам чужой гормон, и тогда они станут спариваться с самцами точно на 3 или 4 ночь, но гормон уменьшает производство яйцеклеток, им не побалуешься.

К тому же нужны зиготы не старше 30 часов, потому что после они покрываются твердой оболочкой и становятся малопригодными для редактирования. Да даже и до 30 оболочка слишком толстая, но хотя бы ее можно проткнуть, пусть и не простой иглой, а пьезоэлектрическим элементом. Тайминги рушит ещё и то, что опоссумы спариваются, как только выключить им свет, обычно после 21.00 в лаборатории. А т.к. время забора зиготы - второе утро после спаривания, то зиготы слишком стареют. Хорошо, давайте просто сдвинем время выключения света в лаборатории на полночь. Так получается наконец синхронизироваться.

Хоть с псевдобеременностью всё просто. Нужно всего-то дать самкам спариться с самцами с перевязанными семенными каналами, т.е. с вазэктомией. Тогда у самок наступают все признаки ложной беременности. Вот только этот способ на сумчатых опробовали впервые.

Ну а дальше нужно было вырезать из генома ген Tyr при помощи введения CRISPR-CAS с гидовой РНК в яйцеклетку. Но одна гидовая РНК почему-то не сработала, и пришлось добавить вторую. И только после всего этого из 19 рожденных детенышей 5 оказались альбиносами, двое - мозаичной окраски, а 8 хоть и были обычного цвета, но несли в себе отредактированный ген. Т.е. геномное редактирование наконец сработало.

С манипуляцией сексуальностью за счёт иллюминации, гормональной интервенцией, бесплодными подсадными самцами, пьезо и дубликатом самого инструмента редактирования. Думаю, камлание с бубном тоже практиковалось, просто в статью не внесли.

Ученые разработали пассивную "потовую" биотопливную ячейку

Задача — получить электроэнергию от жизнедеятельности человека так, чтобы для этого не пришлось тратить её больше, чем вырабатывается. Ну то есть в пассивном режиме. Чтобы не пришлось, например, активно потеть, крутя ручку динамо-машины. Кстати, из окисления веществ, содержащихся в поте, действительно можно получить энергию. Эти вещества — лактат-ионы, молочная кислота и её соли.

Куда разместить биотопливную ячейку, работающую на поте? Конечно же на кончик пальца. На нем максимальная концентрация потовых желёз.

Вот как это выглядит (см. видео), площадь всего 1 квадратный сантиметр. Крепится скотчем. При воздействии фермента лактатоксидазы на аноде устройства лактат-ионы превращаются в ионы пирувата, а на платиновом катоде восстанавливается кислород. Основа биотопливной ячейки сделана из пены на основе углеродных нано-трубок. Такая конструкция позволяет вырабатывать 400 миллиджоулей энергии за 10 часов сна. Странное какое-то количество сна, если честно. Но если активно стучать по клавиатуре, а пальцы при этом лучше потеют, то в час вырабатывается уже 80 миллиджоулей. А если добавить ещё пьезоэлектрической элемент на основе свинца и титаната циркония, то он накинет ещё 30 за счёт энергии нажатия на клавиши.

Нет, понятно, что от человека к человеку такой прибор будет выдавать разные значения. Тут всё, как с дезодорантами, индивидуально. Но такого количества энергии вполне хватит для зарядки электронных наручных часов на пару-тройку дней.

Ну а чтобы продемонстрировать практическую применимость, сделали такой вот (см. видео) самопитающийся сенсор, выводящий показания на дисплей. Это детектор натрия и детектор витамина С в одном флаконе. Значение на дисплее зависит от концентрации в некоем растворе. В общем, палец, которым может определить концентрацию витамина C в лимоне.

Новый спутник Юпитера

До недавнего дня у Юпитера насчитывалось целых 79 лун. Некоторые из них стали потерянными. То есть их вроде бы сначала открыли, как Фемисто и Дию, но данных для окончательного расчёта их орбиты не хватало, и они просто терялись из виду.

Но их можно переобнаружить, изучая множество изображений из разных обсерваторий. Фемисто и Дию так обнаружили вновь. Астроном любитель Кай Лу изучал снимки телескопа Канада-Франция-Гавайи, сделанные в феврале 2003 года, в надежде переобнаружить несколько потерянных спутников или даже открыть новые. Снимки лежат в открытом доступе, и ими пользуются и профи, и любители. Сам Лу в прошлом году обнаружил целых 4 потеряшки, а в этом он.. открыл новый спутник Юпитера. Сначала Лу обнаружил движущийся объект на снимках Канада-Франция-Гавайи, затем он подтвердил его наличие на снимках другого телескопа - Субару, сделанных через 20 дней после гавайских. Так выяснилось, что объект привязан к Юпитеру. По мартовским и апрельским изображениям удалось определить параметры орбиты спутника и сделать расчеты на несколько лет вперёд. Подтвердилось открытие тогда, когда в соответствии с расчётами на снимках сразу с трёх телескопов, сделанных в 2018 году, действительно обнаружился объект. Ну а уточнённые долгосрочные расчеты сделали по 76 наблюдениям, сделанным в течение 15 лет. Спутник самый обычный, входит в группу 22 ретроградных спутников, движущихся в противоположную сторону вращению планеты. Все они примерно схожи по своим орбитам, т.е. скорее всего образовались от разрушения одного небесного тела. Вообще мелких объектов вокруг Юпитера могут быть ещё сотни.

Но Лу - первый астроном любитель, причём школьник, открывший спутник у планеты. Вот такие бывают летние хобби у школьников. Сложно даже представить, сколько часов заняло исследование изображений.

Наука выходит на орбиту

Роскосмос наконец запустил модуль Наука. Наука — это новый модуль для российского сегмента МКС. Как понятно из названия его основное предназначение это научные эксперименты, и на нем уже есть 30 унифицированных рабочих мест, оснащенных научным оборудованием, например, центрифугой для искусственной силы тяжести меньше земной. Кроме этого модуль несет системы жизнеобеспечения, каюту, туалет и роботизированный манипулятор. В общем, это прекрасное дополнение и обновление для станции. Старта ждали с 2009 года, но из-за производственного брака в топливных системах модуля оказалась коварная металлическая стружка, которая могла вывести всю систему из строя. Хоть размеры ее всего 100 микрометров, но этого было достаточно для переноса запуска. Казалось бы, что за проблема - вымыть ее из системы и все. Но конструкция баков и трубопроводов такова, что при любом движении стружка возникает вновь из-за трения деталей. Забавно, что и заменить систему не вышло, т.к. завод, выпустивший ее, был ликвидирован.

Проблема оказалась настолько суровой, что ее решали 10 лет. Существовала ненулевая вероятность, что запуска не будет вообще. В итоге решили, что проблему решили. Ну хотя бы потому, что, вероятно, такая же стружка была на более ранних модулях - той же Заре, но Заря же долетела.

В этом году перед самым запуском выяснилось, что часть оборудования забыли закрыть вакуумной изоляцией, поэтому пришлось разбирать головной обтекатель. Но не будем придираться, ведь 21 июля Протон-М таки вывел Науку на опорную орбиту (21 июля: орбита с высотой апогея 375,5 километра, высотой перигея 199). Вот только сразу же обнаружилось, что возникли проблемы с топливной системой, которые помешали Науке включить главные двигатели, а это могло не позволить подняться с опорной орбиты в 190 километров до 400 километров к орбите МКС. Срочно стали загружать новую прошивку, и 22 июля двигатели удалось включить и поднять орбиту на 20 километров. Правда, судя по всему, это были вспомогательные двигатели, менее эффективно расходующие драгоценное топливо. Некоторые источники заявляют, что проблемы с топливной системой решились, но это не точно. Тем не менее 23 июля включили основные двигатели и подняли Науку еще на 20 километров до 238 (24 июля, орбита с высотой апогея 370,3 километра, высотой перигея 238,4 километров), а 24 июля сразу до 340 километров по предварительным данным (25 июля, орбита с высотой апогея 420 километра, высотой перигея 340 километров). Роскосмос вообще очень неохотно сообщает параметры орбиты, но их подтверждают независимые наблюдения астрономов и военных. Стыковка была назначена на 29е, стыковочная система Науки успешно прошла проверку в воскресенье.

Следим за эпопей с замиранием сердца. Ведь, если у Науки кончится топливо, то стыковка как бы всё.

Содержание ролика:

00:00 Лучшие новости науки на QWERTY

01:10 Поставлен новый рекорд удержания высокотемпературной плазмы

02:56 Ученые нашли способ контролировать генный драйв

05:33 Эхолокацию можно освоить

08:13 Масса хромосом оказалась неожиданно большой

09:43 Ученые адаптировали грибок для спасения пчёл

11:59 Лучшая новость предыдущего выпуска

(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)

Поставлен новый рекорд удержания высокотемпературной плазмы

Китайцы на своем токамаке EAST обновили рекорд по времени удержания плазмы. Токамак это тороидальная камера с магнитными катушками, призванная зажечь термоядерное Солнца на Земле, т.е. удерживать раскаленную до сотен миллионов кельвинов плазму в магнитном поле так долго, чтобы энергии от термоядерного синтеза произвелось больше, чем было затрачено на разогрев и удержание плазмы. EAST работает с 2006 года, и это относительно небольшой реактор, большой радиус камеры, в которой происходит реакция, у него всего 1,7м. Он построен на полностью сверхпроводящей системе на ниобий-титановых проводниках, и уже успел поставить несколько рекордов в прошлом. Очередной рекорд заключается в следующем: плазму с температурой в центре плазменного шнура в 120 миллионов кельвинов удерживали в стабильном состоянии на протяжении 101 секунды, ток при этом был более 500 килоампер. А вот плазму с температурой 160 миллионов кельвинов держали 20 секунд. Для промышленного использования, этого, конечно, всё ещё мало. Параметры, при которых получен этот рекорд, т.е. методики контроля плазмы и устранений неустойчивостей, способы нагрева плазмы и использованные материалы, да и вообще вся работа EAST, весьма полезны для проекта ITER во Франции. Напомним, что ITER, при большом диаметре бублика в 19 метров, полной массой в 23 тысячи тонн, целится на 400 секунд плазмы в 150 миллионов кельвинов и 20 с лишним миллиардов евро.

Ученые нашли способ контролировать генный драйв

Одна из причин, по которой ученые массово не применяют технологии генного драйва - это хтонический ужас невозможности сделать CTRL-Z, отмену. Подумайте сами, какие могут быть последствия у замены конкретного набора генов в целой популяции животных в дикой природе? Да любые! В обычной ситуации, измененный при помощи CRISPR ген не распространяется по популяции по законам наследования, потому что существует всего 50% вероятность наследования. Но если ученые применяют метод генного драйва, изменяют ген таким образом, что вероятность наследования становится 100%, то измененный ген вскоре захватывает всю популяцию. Огромный соблазн, конечно, изменить сразу всю пшеницу, чтобы она приносила больше зерна или наградить всех комаров анофелесов геном, препятствующим переносу малярийного плазмодия, и спасать 2,7 млн жизней ежегодно. Для этого достаточно выпустить одного комара-носителя особой генной модификации, это называется мутагенная цепная реакция. Да так можно даже уничтожать целые виды. Но, если честно, поджилки трясутся от возможных последствий побегов лабораторных животных с такими генами или открывающихся возможностей для биотерроризма. В недавней работе ученые представили методику генного драйва со встроенным генетическим ограничителем, который устанавливает контроль над процессом. Статья описывает разработку механизма под названием SPECIES (Synthetic Postzygotic barriers Exploiting CRISPR-based Incompatibilities for Engineering Species) на примере мух дрозофил. Идея проста. В дикой природе если несколько особей окажутся территориально разделенными с основной популяцией, они понемногу могут эволюционировать в новый вид. Но их потомки, вернувшиеся восвояси и спаривающиеся с особями первоначального вида, скорее всего дадут нежизнеспособное потомство. Зовите это постзиготической репродуктивной изоляцией. SPECIES дрозофил создавали при помощи CRISPR как раз на основе этой идеи - спаривание с особями из дикой популяции даёт нежизнеспособное потомство. Т.е. SPECIES дрозофилы могут контролируемо распространяться, отвоёвывая себе пространство и заменяя часть дикой популяции, но в то же время никакого видообразования и распространения их генома в дикую популяцию не происходит. И, например, если такое проделать со SPECIES комарами анофелесами, то всегда есть возможность откатить назад процесс, ограничивая модифицированную пороговую популяцию и удерживая ее на уровне ниже 50%. Как? Да просто добавьте обычных диких комаров в природу в случае необходимости.

Эхолокацию можно освоить

Среди всех курсов и тренингов в этом мире есть один, который, я бы попробовал с удовольствием. Жаль, тренеров маловато.

Эхолокация у животных обычное явление, дельфины и летучие мыши не вызывают какого либо удивления. Чуть более необычно то, что некоторые люди способны на почти такие же достижения. Например Дэниел Киш не только может сказать, что перед ним сооружение с крышей или обнаружить столб, он может ездить на велосипеде, пощелкивая языком и создавая вокруг себя картину на основе отраженного от объектов звука. Картину мира ему создают вот такие щелчки. Да, Дэниел абсолютно слеп. И он не один такой, даже начинающие эхолокаторщики могут обнаружить стену на расстоянии метров в 30. И вот впервые ученые решили разобраться в том, как приобретается это умение. Они набрали добровольцев из числа слепых и зрячих, ранее не занимавшихся эхолокацией, и прогнали их через 10-недельную обучающую программу. Результаты обучения, а все были достаточно впечатляющими, не зависели от возраста или, как ни странно, от зрения или его отсутствия. Но среди слепых отмечалось значительное улучшение мобильности и 83% отметили улучшение качества жизни.

Кстати, ученые на полном серьезе заявили, что некоторые люди неспособны на эхолокацию, потому что считают щелканье на публике неприличным. Святые, конечно, люди.

У добровольцев получалось определять расстояние до близких объектов, их перемещение и размер. Они могли ориентироваться в пространстве. Это возможно благодаря тому, что человеческий мозг удивителен своей нейропластичностью и способностью адаптироваться под необычные обучающие стратегии. Для достижения результатов эхолокации ему приходится значительно меняться, чтобы перерабатывать информацию от органов чувств весьма несвойственным ему образом. В общем, похоже, этот метод вполне подходит для реабилитации пациентов со слепотой или намечающимся ухудшением зрения.

Если найдёте, где записаться в бэтмены, напишите, пожалуйста. Ночью ходить по квартире удобно будет.

Масса хромосом оказалась неожиданно большой

Впервые ученые измерили массу хромосом. Масса ДНК, содержащейся в хромосомах, определяется вполне легко - мы знаем количество пар нуклеотидных оснований, 4 раза по 3,5 миллиарда, и их массу еще с Проекта Геном человека. Но, как неожиданно выяснилось, масса 46 хромосом оказалась в 20 раз тяжелее ДНК. Вес хромосом - 242 пикограмма, а пикограмм это триллионная грамма. Можно подсчитать количество клеток в организме человека и сказать, какая часть нашего веса приходится на хромосомы, но, пожалуй, не в этой рубрике. Такая разница в массе между ДНК и хромосомами объясняется тем, что в хромосомах содержатся разнообразные белки, которые нужны и для чтения ДНК, и для регуляции процессов деления клетки, и для упаковки двухметровой цепочки в компактный объем. Но ученые ожидали, что масса все же будет гораздо меньше, а это значит, что в состав хромосом входят компоненты, о которых мы всё ещё не знаем и которые предстоит найти. Измерение проводили при помощи рентгеновской птихографии, как раз в прошлом ролике мы рассказывали об этом методе. Хромосомы находились в состоянии метафазы, т.е. перед тем, как разделиться.

В общем, ученые открыли потенциальное белое пятно в карте нашего организма. Дальнейшее изучение может найти что-то полезное для человеческого здоровья.

Ученые адаптировали грибок для спасения пчёл

Учёные уже пару десятилетий бьют тревогу - пчёлы вымирают. Виноваты тут люди, распыляющие пестициды неоникотиноиды, губительные для пчёл, и паразитические клещи варроа, обожающие тепло пчелиных ульев. Травить клещей особо не получается, потому что химикаты действуют и на пчёл, да и сами клещи умеют адаптироваться к ним.

Клин по идее можно было бы выбить клином, натравив на паразитов их собственных паразитов. Такие есть - это грибок метархизиум.

В видеоролике выше можно увидеть как он разбирается с тараканом. С клещём он тоже мог бы справиться, если бы не одно но. Он ненавидит тепло пчелиных ульев. Как оказалось, это не проблема. Нужно просто заставить грибок адаптироваться к 35 градусам. Для этого нужно дать грибку пероксид водорода, потому что он повышает вероятность изменений генома, это мутаген наряду с колхицином, большим зелёным мутагеном, нитратами и многими другими. А затем нужно постепенно повышать температуру окружающей среды и отбирать те клетки грибка, которые выжили. И так несколько раз. Хватило 7 итераций, чтобы поднять их выживаемость в тепле до 70%.

Вот только эти грибки стали очень плохо заражать клещей. Только 4% клещей погибли. Все труды насмарку… нет, ведь у нас уже есть алгоритм!

Нужно взять те грибки, которые убили этих клещей, и продолжать их терроризировать мутагенами, отбирая лучших из лучших в каждом раунде мутаций. В общем, таким образом смертоносность грибка для клещей подняли до 60%. В итоге эффективность этого метода сравнялась с эффективностью щавелевой кислоты - одного из биопестицидов.

Враг моего врага в конце концов. Грибок для моего клеща. Так что до состояния мира Интерстеллара мы доберёмся не из-за гибели пчёл, наверное, а из-за чего-то другого.