Цивилизация
Арди на всех
Исследование ископаемых останков Ardipithecus ramidus, или Арди — гоминиды, жившей 4,4 млн лет назад на территории современной Эфиопии — журнал Nature, как и телеканал Discovery и журнал Science, также называет одним самых значимых исследований 2009 года. <1>Особенность Арди состоит в том, что ее костный скелет несет в себе очень много примитивных черт, которые роднят ее с древними приматами эпохи миоцена. Одновременно ей присущи более прогрессивные черты, которые наблюдаются только у ее потомков, в том числе людей. Вместе с тем современные человекообразные обезьяны лишились ряда черт Арди. Это означает, что обезьяны активно эволюционировали со времен разделения их ветви эволюции с ветвью людей. Отсюда следует вывод, что из обезьяны никак не сделать человека, а шимпанзе и гориллы представляют собой весьма неудачные модели как для поиска нашего общего предка, так и для понимания эволюции человека.
Исследованиям Арди был посвящен специальный выпуск журнала Science, который вышел в свет в октябре.
Закись покусилась на озон
В 1989 году вступил в действие Монреальский протокол, цель которого состоит в защите озонового слоя Земли. Метод, который указан в протоколе, заключается в снятии с производства ряда химических веществ, которые разрушают озоновый слой, а именно некоторых хлорфторуглеродов.
Исследование, которое провели Аккигебал Равиншанкара и его коллеги из Национального управления океанических и атмосферных исследований города Баулдер (штат Колорадо, США), показывает, что помимо хлорфторуглеродов озоновый слой разрушает закись азота N2O — газ, который не попадает под действие Монреальского протокола.
Соответствующая работа была опубликована в журнале Science.
Кстати, позже профессор Эрик Дэвидсон из Калифорнийского технологического института США показал, что закись азота накапливается в атмосфере главным образом из-за производства минеральных и органических удобрений для нужд сельского хозяйства. Его работа была опубликована в Nature Geoscience.
Стволовое перепрограммирование
В этой области редакция Nature выделяет два новых метода «перепрограммирования» обычных клеток организма в стволовые.
Профессор Шэн Дин из американского Исследовательского института имени Скриппс и его коллеги показали, что фибробласты мышей могут превращаться в стволовые клетки (так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, iPS) в результате непосредственного воздействия белковых молекул Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc. Для того чтобы эти белки легче проникали через плазматическую мембрану клеток, ученые присоединили к ним фрагмент полиаргининового белкового домена, а сами белки были получены методом генной инженерии широко известных бактерий E.сoli, после чего прошли стадию двойной очистки.
Таким образом, группе ученых удалось полностью избежать риска, связанного с введением в клетки дополнительных генов.
Эта работа описывается в коротком сообщении в журнале Stem Cell издательского дома Cell.
В другой работе Роберт Ланца и его коллеги смогли «перепрограммировать» фибробласты — клетки соединительной ткани, образующей не только связки, сухожилия, фасции, но и «каркас» различных внутренних органов. Благодаря способности фибробластов делиться и даже немного мигрировать глубокие порезы достаточно быстро затягиваются, а обширные повреждения слизистых в желудке или в носу не становятся «воротами» для инфекций. Подробно методы работы ученых также описаны в журнале Stem Cell.
Мысли в крови
В начале года Анираддха Дас, Евгений Сиротин и их коллеги из американского Колумбийского университета смогли не просто «прочитать» мысли обезьян, как при фМРТ (функциональной магнито-резонансной томографии), а предсказать, чем мозг займётся в будущем. В октябре этой группе ученых удалось сделать новое открытие, которое и отмечает Nature: это проявление нейронной активности у обезьян через изменения объема крови. Эта работа описывается в журнале Proceeding of the National Academny of the Science.
Сахарные гены
Такое направление науки, как геномика, появилось недавно, и, как следует из названия, в нем речь идет об изучении геномов. Журнал Nature отмечает работу, которая подтверждает, что некоторые болезни являются следствием мутаций определенных генов на участках целого генома. Сергей Неженцев и его коллеги из Кембриджа, исследуя геномы порядка тысячи человек, обнаружили 10 генов, связанных с существованием сахарного диабета первого типа. Данной болезнью страдали почти половина участников исследования. Работа о связи мутаций генов и диабета опубликована в Science.
Сигнал к иммунной атаке
В данной области науки Nature выделяет работу учёных по поиску сигналов, которыми клетки, призванные защищать мозг, в случае рассеянного склероза сами «натравливают» иммунную систему на нервную. Данное исследование провела Федерика Саллусто из Института биомедицинских исследований в швейцарской Беллинцоне и её коллеги.
Они научились управлять миграцией миллионов «воспалительных» клеток за гематоэнцефалический барьер, и их результатам в ближайшем будущем можно найти клиническое применение.
Работа Саллусто и ее коллег была опубликована в журнале Nature Immunology.
Млекопитающим добавили азотистых
Как известно, в состав ДНК входят четыре азотистых основания — аденин, гуанин, цитозин и тимин. Модифицированное основание тимина, имеющее кодовое название J, было обнаружено в простейшем одноклеточном паразите, трипаносоме. Ученые во главе с Аньяной Рао из Гарварда обнаружили, что с помощью фермента TET1 можно добиться появления аналогичных азотистых оснований у млекопитающих и, таким образом, регулировать активность гена в организме. Работа ученых опубликована в журнале Science.
Канистры для водорода
Металлоорганические полимеры представляют собой нанопористые материалы с большой площадью поверхности. Им можно найти целый ряд применений, например хранение водорода. Самый распространенный элемент во Вселенной (и одновременно перспективное экологическое топливо) сложно хранить и перевозить. В газообразном состоянии водород занимает во много раз больше места, чем бензин, в случае разгерметизации бака моментально улетучивается, а для его хранения в жидком состоянии требуются очень низкие температуры – ниже минус 250 градусов по Цельсию.
За 2009 год журнал Nature выделяет две работы по изучению металлоорганических соединений, которые были опубликованы в Journal of the American Chemistry Society. Одна из них была посвящена как раз хранению водорода. Ученые во главе с Мартином Шредером из Ноттингемского университета (Великобритания) изучили ряд металлоорганических соединений и признали оптимальным использование структур с неизолированными атомами меди. В другой работе, авторами которой стали Энтони Читэм из Кембриджа и его коллеги, рассказывается о возможности получения металлоорганического материала с уникальными магнитными свойствами, которые можно использовать в приборостроении и вычислительной технике.
Льды тают, вода расширяется
Здесь речь идет, конечно же, о глобальном потеплении. Из многочисленных работ, опубликованных в 2009 году и посвященных изменению климата на Земле, Nature выделил исследование Анни Казенаве и ее коллег из Лаборатории изучения геофизики и океанографии из космоса (Тулуза, Франция).
Ученые рассчитали вклад в повышение уровня моря таяния льдов и термического расширения воды по отдельности.
Согласно результатам, полученным Казенаве и ее коллегами, термическое расширение морской воды за последнее время (в период с 2003 по 2008 годы) замедлилось и уровень воды в Мировом океане поднимается в среднем на 0,3 мм в год. А вот таяние льдов приводит к тому, что вода в среднем на Земле поднимается на 2 мм в год.
Соответствующая работа была опубликована в журнале Global and Planetary Change.
Лекарство остановило рак
Ну и завершает «хит-парад» от Nature работа Йохана де Боно из Института исследований рака в Саттоне (Великобритания) и его коллег, в которой анализируется возможность лишения способности опухолевых клеток к восстановлению путем репарации ДНК препаратом «Олапариб». Из 19 пациентов, которые участвовали в исследовании и принимали этот препарат, у 12 было выявлено уменьшение опухоли, остановка ее роста или даже ее исчезновение. Работа опубликована в журнале The New England Journal of Medicine .