Связь между питанием и сном обсуждают давно. Авторы предыдущих работ заметили, что люди, которые выбирали растительную пищу с высоким содержанием клетчатки, чаще сообщали о хорошем сне. Однако подобного рода исследования опирались на воспоминания участников. Людей просили вспомнить, что они ели недели или даже месяцы назад. Погрешность в таких данных неизбежна. Со сном возникала похожая проблема. Во многих исследованиях его оценивали с помощью фитнес-браслетов и умных часов, которые отслеживают движения человека ночью. Такие устройства хорошо распознают, спит человек или бодрствует. Но они не могут точно определить, в какой фазе сна он находится — легкий сон, глубокий либо REM-сон. Поэтому ученые получали лишь приблизительное представление о том, насколько качественным мог быть ночной отдых. Между тем именно фазы сна показывают, насколько крепко человек спит. Например, глубокий сон связан с восстановлением физиологических функций и метаболизма, REM — с консолидацией памяти и эмоциональной регуляцией. Проще говоря, во время REM-сна мозг активно обрабатывает пережитые в течение дня события, помогает лучше запоминать информацию и «разгружает» эмоциональные переживания.  Без точных измерений трудно понять, как питание влияет на то, хорошо ли спит человек ночью. [shesht-info-block number=1] Международная команда ученых под руководством Хагая Россмана (Hagai Rossman) из Института Вейцмана в Израиле решила подойти к вопросу иначе. Они не ограничились небольшой выборкой, а привлекли более 3,5 тысячи взрослых участников. Средний возраст испытуемых составил 53 года — в исследовании участвовали люди с различным образом жизни и привычками. Главное отличие этой работы от предыдущих — количество участников и тщательное внимание к деталям. Исследователи одновременно учитывали ряд параметров: что именно ели участники, как они спали, сколько длились разные фазы сна и другие показатели. Раньше ученые не рассматривали столько особенностей питания и сна одновременно. На протяжении двух суток участники записывали в мобильное приложение все, чем питались на протяжении дня. Делали они это либо во время приема пищи, либо сразу после нее, чтобы избежать «ошибок памяти». Перед тем как лечь спать, им надевали специальные медицинские устройства, позволяющие с высокой точностью регистрировать нейрофизиологические показатели для определения фаз сна. Дополнительные датчики на груди, запястье и пальце фиксировали малейшие изменения: храп, уровень кислорода в крови, частоту сердцебиения и дыхания. На основе этих данных алгоритм рассчитал, сколько времени каждый испытуемый провел в четырех фазах сна: N1, N2 (легкий сон), N3 (глубокий сон) и REM (быстрый сон). В последней фазе человек видит самые яркие и эмоциональные сны. [shesht-info-block number=2] Затем исследователи применили вычислительную модель, которая помогла им разобраться в данных. Программа анализировала 25 разных особенностей питания — например, сколько клетчатки, мяса и других продуктов потреблял участник — и проверяла, как это связано с тем, как испытуемый спал в ту же ночь.  При этом ученые учли все факторы, которые могли повлиять на точность эксперимента: возраст, пол, потребление кофеина и — самое главное — данные о питании и сне за предыдущие сутки. Такой подход помог отделить влияние вчерашнего меню от привычек в целом. Выяснилось, что те участники, которые съедали больше клетчатки, чем в среднем по группе (средний показатель составил 21 грамм в день — это примерно столько же, сколько содержится в 2,5 чашки горошка), спали крепче. Любители клетчатки проводили в фазе глубокого сна (N3) на 3,4 процента времени больше и на 2,3 процента времени меньше в фазе легкого сна (N1 и N2). Иными словами, сон таких людей становился более глубоким и лучше восстанавливал силы. Но и это еще не все. У любителей клетчатки ночной пульс оказался немного ниже — на один удар в минуту. Низкая частота сердечных сокращений во сне — признак того, что тело по-настоящему расслабилось и занялось восстановлением, давая сердцу передышку. «На первый взгляд разница в один удар в минуту не такая значимая. Но если этот эффект сохраняется годами или десятилетиями, то он может серьезно повлиять на здоровье сердечно-сосудистой системы», — пояснил Россман. [shesht-info-block number=3] Почему клетчатка оказывает такой положительный эффект на сон, ученые пока объяснить не могут. Россман предположил, что дело в микробах, живущих в кишечнике человека. Они перерабатывают пищевые волокна в короткоцепочечные жирные кислоты, например в масляную кислоту (C4H8O2). Эти соединения снижают воспаление в организме и меняют сигналы, которые кишечник посылает мозгу, настраивая его на глубокий сон. Дополнительный анализ выявил еще одну закономерность. Участники, чей ежедневный рацион включал более пяти разных видов фруктов, овощей и орехов, засыпали быстрее, а частота их сердечных сокращений ночью была ниже. По словам Россмана, это происходит потому, что разнообразная растительная пища дает организму много полезных веществ — витамины, минералы и полифенолы. Они уменьшают воспаление и способствуют расслаблению нервной системы, что помогает организму быстрее перейти в режим отдыха. Выводы исследователей опубликованы на сайте препринтов по медицине medRxiv.

Приблизительно 252 миллиона лет назад произошло пермско-триасовое массовое вымирание — самое масштабное в истории планеты. Оно уничтожило до 90% морских видов и кардинально изменило ход эволюции. В начале триасового периода, когда жизнь только начинала восстанавливаться, экологические ниши крупных водных хищников стали активно заполнять новые группы животных. Одними из первых в Мировом океане распространились трематозавриды — группа темноспондильных земноводных, внешне напоминавших крокодилов. Они обладали удлиненными черепами и глазами, расположенными дорсолатерально, что позволяло им эффективно охотиться в толще воды. В Австралии долгое время единственным известным морским представителем этой группы считался вид Erythrobatrachus noonkanbahensis, описанный в 1972 году по фрагментарным остаткам из удаленного района Кимберли в Западной Австралии. Ранее специалисты полагали, что все трематозавридные находки из этого местонахождения принадлежат одному виду, однако новые данные заставили ученых пересмотреть эту точку зрения. Международная группа палеонтологов провела тщательную ревизию ранее обнаруженных образцов, которые считались принадлежащими к E. noonkanbahensis. Результаты исследования опубликованы в Journal of Vertebrate Paleontology. В процессе выяснилась запутанная история самих образцов: голотип (главный экземпляр) считался утерянным, но его вновь обнаружили в коллекциях Калифорнийского университета (UCMP), откуда и возвратили в Западную Австралию. Исследователи провели детальное морфологическое изучение и высокоточное 3D-сканирование доступных окаменелостей, включая слепок голотипа. Это позволило заново описать анатомические особенности и сравнить их с другими известными трематозавридами из разных регионов мира: Свальбарда (Шпицберген), Мадагаскара, Пакистана и России. Главным результатом стало подтверждение того, что под именем Erythrobatrachus noonkanbahensis на самом деле объединили остатки двух разных животных. Первый образец представляет собой земноводное с относительно широким черепом. Второй экземпляр, найденный в том же месте, оказался узкомордым представителем подсемейства Lonchorhynchinae, демонстрирующим большое сходство с родом Aphaneramma, который ранее был известен только из Мадагаскара. Это первое достоверное указание на присутствие данного рода в Австралии. [shesht-info-block number=1] Таким образом, ученые подтвердили валидность таксона Erythrobatrachus noonkanbahensis, но теперь его описание основывается только на голотипе. Вид характеризуется уникальным строением неба. Второй вид либо сосуществовал с ним, либо обитал на другой глубине. Это указывает на существование сложной экосистемы, в которой разные виды хищников занимали различные экологические ниши в условиях изменяющейся солености воды в прибрежной зоне. Кроме того, находка, близкая к роду Aphaneramma, имеет важное палеобиогеографическое значение. Этот род был широко распространен в раннем триасе по обе стороны древнего океана Тетис. Его присутствие в Австралии свидетельствует о том, что морские трематозавриды могли совершать дальние миграции вдоль непрерывных береговых линий суперконтинента Пангея. Отметим, что выводы сделаны на основе единственного фрагментарного образца, а значит, эволюционные связи этого вида остаются гипотетическими. Кроме того, поскольку оба экземпляра происходят из одной точки сборов, но найдены в разное время, нельзя полностью исключать вероятность их происхождения из разных стратиграфических уровней, что ставило бы под сомнение их синхронное существование в рамках единого сообщества.

Биомолекулы, находящиеся в малоисследованных животных, растениях и грибах все чаще становятся прототипами перспективных лекарственных средств. Среди них выделяются яды пауков — настоящая природная библиотека биологически активных молекул, способных точечно воздействовать на нервную и другие системы нашего организма. Среди множества паучьих токсинов выделяется группа ноттинов. Это небольшие пептиды длиной 20–50 аминокислотных остатков с очень стабильной структурой, которые избирательно меняют работу клеточных мембран и рецепторов.  Ноттины обладают высокой устойчивостью — их сложно разрушить нагреванием или химическим воздействием. Они также защищены от расщепления: большинство обычных белков быстро распадаются в нашем организме под действием ферментов. Ноттины же к ним невосприимчивы, что позволяет таким пептидам долго циркулировать в крови и оказывать биологическое действие. В новой работе изучен их представитель, паучий токсин ProTx-I.  Это вещество и близкие ему соединения часто рассматривают в качестве модели для создания анальгетиков нового поколения. Дело в том, что они действуют на ионные каналы, которые участвуют в восприятии и распространении болевых сигналов (NaV1.7, NaV1.8, TRPA1). Проведя структурные и функциональные исследования взаимодействия таких токсинов и каналов-мишеней, можно с помощью рационального дизайна создавать новые препараты для терапии боли и неврологических воспалительных синдромов. По своей химической природе ProTx-I представляет собой небольшой белок (пептид) из 35 аминокислотных остатков. Молекулу стабилизируют дисульфидные мостики — связи между содержащими серу аминокислотами. Они формируют особый мотив, так называемый ингибиторный цистиновый узел. Подобную структуру затруднительно получить при искусственной наработке токсина с помощью микроорганизмов. Но это необходимо для изучения свойств молекулы. Биотехнологические методы получения также потребуются для производства в промышленных масштабах, если на основе ProTx-I будет создано новое лекарственное средство. Этим практически значимым вопросом занялись ученые из ИБХ РАН, МФТИ, МГУ им. М. В. Ломоносова и Шэньчжэньского МГУ-ППИ Университета (Китай). Они сравнили разные способы получения ProTx-I с помощью трансгенных бактерий E. coli. Исследователи попытались синтезировать пептид в цитоплазме бактерии в составе слитых белков с тиоредоксином и глутатион-S-трансферазой, однако при таком подходе наблюдалось нарушение пространственной структуры ProTx-I. Результаты опубликованы в Acta Naturae. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда. Потребовались альтернативные подходы, которые и привели к успеху. Первый — прямая экспрессия белка в цитоплазме, но не в растворимом виде, а в составе телец включения. Так называют крупные нерастворимые агрегаты из молекул, которые появляются в бактериях при экспрессии чужеродных (рекомбинантных) белков. Однако в этом случае белковые молекулы требуется сначала «привести в порядок» — ренатурировать, чтобы придать нужную конформацию. Другой успешный метод — секреция ProTx-I, слитого с белком, связывающим мальтозу, в периплазматическое пространство бактерии. Это «внешний отсек» у грамотрицательных бактерий, который находится между двумя их мембранами — цитоплазматической и внешней. Далее активность полученного ProTx-I изучали с помощью ооцитов шпорцевой лягушки Xenopus laevis — модельных клеток, широко используемых для электрофизиологических исследований. Они позволяют понять состояние ионных каналов и рецепторов на мембране, которое легко заметить по изменениям проходящего через нее тока. В ооциты ввели гены, кодирующие каналы TRPA1 человека и крысы. Это хемочувствительный канал (отвечает на химические сигналы), который служит важной мишенью для таргетированной терапии болевых и неврологических воспалительных синдромов. Оказалось, что чувствительность человеческих рецепторов к токсину в три раза ниже, чем у крыс. А в проведенных ранее исследованиях TRPA1 каналы мыши отвечали на ProTx-I слабее, чем человеческие каналы. Ученые считают, что различия в действии токсина на рецепторы из разных организмов связаны с заметными изменениями в аминокислотной последовательности внеклеточных петель канала TRPA1 (S1-S2 и S3-S4), которые являются основным сайтом связывания ProTx-I. Кроме того, выяснилось, что добавление всего одной лишней аминокислоты (метионин) в N-концевую последовательность белка значительно снижает активность токсина паука.  Действие вариантов ProTx-I на направленные наружу AITC-индуцированные токи в ооцитах X. laevis / © Acta Naturae «Мы разработали эффективную систему бактериальной продукции токсина ProTx-I, и это открывает широкие перспективы для изучения того, как токсин влияет на функционирование канала. Например, полученные образцы сразу помогли нам выявить интересные особенности токсина. Изучая его влияние на ионные токи через мембраны ооцитов Xenopus, экспрессирующих каналы TRPA1 крысы и человека, мы выявили критическую роль N-концевого участка для функциональности токсина», — подчеркнула Екатерина Люкманова, профессор кафедры физико-химической биологии и биотехнологии Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ.

Нубия — историческая область в среднем течении Нила, с глубокой древности служившая торговым коридором, соединяющим Средиземноморье, в первую очередь Египет, и Африку к югу от Сахары. Через Нубию в низовья Нила поставляли золото, слоновую кость и рабов. Примерно в VI-VII веках нашей эры в среднем течении Нила образовались несколько христианских царств, в том числе Макурия со столицей Донголой. Вплоть до XIV века благодаря тесным торговым связям с Египтом город процветал. Однако постепенно в Нубию начало проникать арабское влияние. К середине XIV века Макурия попала под контроль исламского султаната Сеннар, а Донгола перестала быть столицей страны, превратившись в крошечное локальное королевство, ограниченное территорией крепости и прилегающих к ней окрестностей. О том, что происходило в городе и регионе в течение следующих трех столетий, часто называемых в суданской истории «темными веками», известно очень мало. Как считают историки, по-видимому, в XIV-XVII веках султаны Сеннара позволяли постепенно все более исламизировавшейся нубийской элите управлять Донголой и город-королевство оставалось важным пунктом на торговом пути из Каира в Дарфур. Имена правителей Донголы этого периода почти не известны. В литературном памятнике XIX века «Китаб аль-Табакат» — биографическом словаре суданских проповедников и святых, составленном на основе устных преданий времен владычества султаната Сеннар — содержатся отрывочные упоминания о царе Донголы по имени Кашкаш. Он считается прадедом шейха Хилали, по сей день одного из важнейших святых Судана. Польские археологи с 1964 года ведут раскопки в Старой Донголе — расположенных на восточном берегу Нила руинах древнего города. В 2018-м, во время раскопок в царском дворце, ученые, помимо других ценных находок, обнаружили 23 рукописных документа на арабском языке, датируемых XVII веком. Бумаги нашли в древней горе мусора на территории дворца. Исследователи, статья которых опубликована в журнале Azania: Archaeological Research in Africa, изучили документы и пришли к выводу, что среди них присутствует указ от имени того самого полулегендарного царя Кашкаша. Текст указа гласит: «От царя Кашкаша Хидру, сыну…. Как только Мухаммад аль-Араб придет к тебе, возьми у него три … и дай ему овцу с потомством, а у Абд аль-Джабира возьми овцу с потомством и отдай их господину без промедления. Не медли! Это мое письмо (ответ) тебе. Его написал писец Хамад. Приветствую. А ты, Хидр, дай Абд аль-Джабиру три хлопчатобумажных головных убора и возьми овцу с потомством для их господина». Этот документ не только подтверждает, что царь Кашкаш существовал в реальности, но и делает его самым ранним известным правителем Донголы эпохи постсредневековья, отметили исследователи. Анализ текста показал, что писец был не слишком грамотен и писал на арабском с ошибками. Судя по всему, в этот период арабский уже стал основным письменным языком царского двора Донголы, но для населения родным пока не был. Кроме того, текст указа Кашкаша отражает культуру взаимного обмена подарками, принятую в арабском обществе того периода. Видимо, существовала целая коммуникационная сеть, основанная на дарении. Она связывала религиозную и административную элиту города с вождями кочевых племен, пасущих стада в его окрестностях, предположили ученые.

Что такое снижение солнечной активности Примерно каждые 11 лет дневное светило проходит путь от бурной активности к относительному спокойствию и обратно. Этот период называют солнечным минимумом. — 25-й солнечный цикл начался в конце 2019 года и достиг максимума примерно в 2024-2025 годах. Сейчас активность постепенно снижается, что считается естественным после пика. В начале этого года полноценного солнечного минимума еще нет, но активность Солнца значительно снизилась. Это позволяет говорить о том, что светило находится в самом начале фазы «затишья», ведущей к минимуму. Однако сам этот период еще не наступил — отдельные спокойные дни, зафиксированные в конце февраля, лишь первый сигнал, а не устойчивое состояние, — делится Евгений Бурмистров, эксперт в области астрономии Пермского Политеха. Как объясняет ученый, солнечный минимум определяется по сглаженным данным за длительный период и фиксируется уже несколько позже своего начала, когда ясно, что активность достигла нижнего предела. Данная фаза обычно длится один-два года. Если цикл пойдет по типичному сценарию, следующее снижение активности ожидается примерно в 2030-2031 годах. Проявление минимума — Когда Солнце входит в фазу минимума, пятен — темных областей с мощным магнитным полем, где накапливается энергия, — становится очень мало или они исчезают на недели. А солнечные вспышки — мощные взрывы этой энергии, которые выбрасывают частицы в космос — бывают редкими и слабыми. На Земле мы практически не фиксируем геомагнитных бурь и гораздо реже можем наблюдать полярные сияния. Для обычного человека это почти незаметно, но для науки это очень интересный период, — отмечает эксперт ПНИПУ. По словам Евгения Бурмистрова, причина смены активности кроется в магнитном поле дневного светила. Плазма внутри вращается неравномерно — экватор быстрее, полюса медленнее, из-за чего магнитные линии перекручиваются, усиливаются, а затем перестраиваются. Этот процесс приводит к глобальной смене структуры Солнца примерно раз в 11 лет, где максимум — период «магнитного напряжения» и крайней активности, а минимум — фаза перестройки, и это естественный ритм звезды, длящийся уже миллиарды лет. — Благодаря снижению активности астрономам становится легче изучать фоновое магнитное поле, слабые структуры короны — внешние слои атмосферы Солнца — и тонкие процессы, которые теряются в бурные годы. К тому же поток космических лучей возрастает, что позволяет исследовать межзвездные частицы и влияние радиации на атмосферу и электронику. Смена солнечных циклов и наличие периодов затишья дают возможность проверять модели солнечного динамо — так называют механизм, который порождает магнитное поле звезды. И так ученые подтверждают или опровергают теории о процессах, происходящих внутри Солнца, — комментирует ученый ПНИПУ. По словам эксперта Пермского Политеха, иногда снижение активности дневного светила бывает особенно длительными. Самым известным является Минимум Маундера примерно с 1645 по 1715 год, когда солнечных пятен почти не наблюдали десятилетиями. Он совпал с холодной фазой климата в Европе. Точная причина такого длительного затишья до сих пор остается загадкой для ученых, но основная гипотеза связана с изменениями в работе внутреннего «динамо-механизма» Солнца. Этот нелинейный процесс способен непредсказуемо переходить в фазу длительного спада, которая может растянуться на годы. Пока ученые только исследуют характер его поведения Влияние спада солнечной активности — Солнечный минимум также считают периодом относительного технологического спокойствия. Из-за меньшего количества геомагнитных бурь, снижается риск сбоев электросетей, спутники испытывают меньше нагрузки, а радиосвязь становится стабильнее. Для современного общества это своего рода «передышка» от космической бури, радиолюбители могут отметить малое количество помех по сравнению с летом 2025 года, а связь становится «чище» и устойчивее, — делится Евгений Бурмистров. Кроме того, как сообщает ученый ПНИПУ, при снижении солнечной активности уменьшается вероятность возникновения магнитных бурь, а значит, метеозависимые люди реже сталкиваются с негативными симптомами — головными болями, скачками давления и другими проявлениями. Это способствует улучшению общего самочувствия, а также снижает риск обострений хронических заболеваний, связанных с геомагнитными возмущениями. — Главное же визуальное последствие минимума — полярные сияния становятся редкими и наблюдаются только в приполярных регионах, что может расстроить туристов, планирующих поездки в Скандинавию или Мурманск ради этого зрелища. При этом падение интенсивности излучения снижает эффективность работы солнечных электростанций, что создает дополнительную нагрузку на энергосистемы стран, делающих ставку на этот вид энергии, — объясняет эксперт Пермского Политеха. Однако у солнечного минимума есть и негативные последствия. Из-за ослабления солнечного ветра и охлаждения верхних слоев атмосферы Земли снижается естественная «очистка» околоземного пространства: космический мусор задерживается на орбите дольше, что увеличивает риски столкновений с действующими спутниками. Стоит ли волноваться Как заключает ученый Пермского Политеха, солнечный минимум не является предвестником катастрофы, ни угасанием самого светила. Напротив, с точки зрения технологий это спокойная фаза, а не опасный период. Через несколько лет активность снова начнет расти, и цикл повторится. А пока можно наслаждаться «безмагнитной» погодой.

Для человека длительная неподвижность — большая проблема. Уже через несколько недель постельного режима мышцы начинают слабеть и уменьшаться в объеме, а восстановление требует долгих месяцев реабилитации. Проблема особенно остро стоит перед пациентами после тяжелых операций, пожилыми людьми и космонавтами в невесомости. Медицина пока не может полностью предотвратить этот процесс, полагаясь в основном на питание и физиотерапию. Однако в природе есть существа, которые нарушают это правило. Бурые медведи проводят в спячке до полугода без движения, пищи и воды. Весной они выходят из берлоги практически такими же сильными, как были осенью. Их мышцы не атрофируются, несмотря на экстремальные условия. Ученые давно пытались понять, как именно организм медведя защищает себя от разрушения. Ранее считалось, что дело в уникальном составе крови или гормонах, но детальные механизмы на клеточном уровне оставались не раскрыты. [shesht-info-block number=2] Международная группа исследователей изучила бурых медведей в дикой природе Швеции, чтобы разобраться в их клеточных процессах. Сравнение образцов мышечной ткани, взятых зимой и летом, показало неожиданные результаты. Статью об этом опубликовали в журнале Acta Physiologica. Ученые провели сложную полевую работу. Зимой они находили спящих медведей под снегом, временно усыпляли их и брали крошечные кусочки мышц для анализа. Летом тех же зверей выслеживали с вертолетов, чтобы повторить процедуру в период их активности. Главное внимание уделили митохондриям — клеточным электростанциям, которые производят энергию для жизни и движения. Анализ показал, что во время зимней спячки количество митохондрий в мышцах медведя снижается. Однако те, что остаются, работают иначе: переходят в режим энергосбережения. Медведи меняют химические пути получения энергии и начинают активнее использовать белок, называемый комплексом II, который работает при пониженной температуре тела. A) Иммунофлуоресцентные изображения поперечных срезов скелетных мышц бурых медведей, на которых видны волокна I типа (желтые/оранжевые) и клеточные мембраны (зеленые) у одного и того же животного летом и зимой. B) процентное соотношение волокон I и II типов; C) площадь поперечного сечения волокон I и II типов. / © Audrey Bergouignan et al./Acta Physiologica(2026) Обычно холод замедляет все реакции, однако мышцы медведя задействуют это снижение температуры как защитный механизм. Исследователи выяснили, что клетки животного подавляют обычные процессы дыхания, тем не менее сохраняют ключевые ферменты в боевой готовности. Это позволяет мышцам не тратить ресурсы впустую, но при этом мгновенно включиться, если зверя разбудит опасность. Кроме того, команда обнаружила, что медведи сохраняют удивительную гибкость в выборе топлива. Даже во сне их мышцы могут переключаться между сжиганием жира и углеводов. У людей при длительном бездействии эта способность теряется, что ведет к метаболическим нарушениям. У медведей же такая гибкость — залог выживания. [shesht-info-block number=1] Таким образом, секрет медвежьей силы кроется в оптимизации метаболизма. Зверь избавляется от части клеточных структур, чтобы не тратить энергию на их поддержание, но оставшиеся настраивает на максимальную эффективность и долговечность. Результаты исследования имеют перспективу применения в медицине. Понимая, как медведи управляют митохондриями, ученые будут искать способы имитировать процесс у людей, чтобы эффективно бороться с атрофией мышц.

В 1929 году американский астрофизик Эдвин Хаббл обнаружил, что в спектрах многих галактик наблюдается космологическое красное смещение — явление, при котором тела «уносится» расширяющимся пространством. По этим данным он сделал вывод, что галактики удаляются друг от друга. Позднее исследователь заметил закономерность: чем больше расстояние до галактики, тем выраженнее красное смещение и тем выше скорость ее удаления. Значит, заключил астрофизик, — Вселенная расширяется.  В своих расчетах Хаббл применял выведенный им коэффициент пропорциональности, связывающий расстояние до небесного объекта со скоростью его удаления. Этот параметр назвали «постоянной Хаббла». Хаббл получил это значение с очень большой погрешностью, потому что методы измерения расстояний в то время были несовершенны. В наши дни ученые пытаются уточнить значение постоянной Хаббла, чтобы более надежно измерять расстояния до галактик и их скоплений. Уточнение этой величины поможет решить ряд ключевых вопросов космологии, например, достовернее рассчитать возраст Вселенной. Сегодня скорость расширения Вселенной измеряют двумя основными способами. Первый основан на анализе светимости удаленных объектов. Исследователи находят галактики, в которых вспыхнули сверхновые типа Ia, по их яркости и спектральным характеристикам рассчитывают расстояние до этих галактик и саму скорость расширения. Этапы развития Вселенной согласно общепринятым теориям / © Wikimedia Второй метод связан с исследованием свойств космического микроволнового фонового излучения — реликтового излучения. Оно возникло в эпоху рекомбинации (примерно через 380 000 лет после Большого взрыва) и с тех пор равномерно заполняет всю Вселенную. Сложность заключается в том, что оба метода приводят к разным значениям («хаббловское напряжение»). Согласно первому методу, постоянная Хаббла составляет примерно 73 километра в секунду на мегапарсек, тогда как второй дает значение 67 километров в секунду на мегапарсек. По мере совершенствования телескопов эти оценки продолжают уточняться. Сегодня для расчетов обычно используют усредненное значение — примерно 70 километров в секунду на мегапарсек, но это не решает проблему. Почему не удается получить точное значение постоянной Хаббла — одна из самых «горячих» тем в астрономии. Возможно, причина кроется в неизвестных эффектах, систематически искажающих один из результатов, а может быть, дело в «новой физике», которую еще предстоит открыть. В любом случае ученые не сидят сложа руки, а пытаются найти способы, которые разрешили бы эту проблему.  [shesht-info-block number=1] Группа исследователей из NASA представила проект из пяти спутников, обладающих более чувствительной системой измерения, необходимой для разрешения «хаббловского напряжения». Об этом ученые рассказали в статье, опубликованной на сайте препринтов arXiv. Проект называется «Космическая система позиционирования». Это сеть из пяти спутников, которые равномерно распределяются по всей Солнечной системе. Расстояние между ними колоссальное — от 20 до 100 астрономических единиц. Сеть из пяти спутников превратится в гигантский измерительный инструмент. Они будут работать как единый телескоп: принимать сигнал от далеких объектов и фиксировать разницу во времени его прихода. Благодаря этому ученые смогут с высокой точностью определить положения космических тел, измерить расстояния до них и уточнить скорость расширения Вселенной, исключая многие погрешности. [shesht-info-block number=2] Чтобы воплотить эту идею в жизнь, инженерам придется преодолеть сложные технические препятствия. Каждый спутник предлагается оснастить антенной диаметром от восьми до девяти метров. В существующие обтекатели ракет такая конструкция не поместится, поэтому антенну нужно делать раскладной и развертывать уже в космосе. Кроме того, такие антенны придется охлаждать до 20 кельвин. Большая удаленность от Солнца поможет снизить температуру естественным образом, но без специальной системы охлаждения, вероятно, не обойтись. Радиосистема должна улавливать крайне слабые сигналы — вплоть до отдельных фотонов в оптическом (инфракрасном) диапазоне или до очень слабых радиосигналов, таких как быстрые радиовсплески. Любая электроника и сама антенна излучают собственное тепловое излучение. Чем выше температура, тем больше так называемый тепловой шум. Этот шум может перекрыть важный сигнал. Если охладить антенну примерно до 20 кельвинов, уровень собственного излучения резко упадет. Снизится фоновый шум, увеличится точность измерения времени прохождения сигнала. Для проекта, который должен фиксировать разницу в доли наносекунды на расстояниях до ста астрономических единиц, это критично. Ключевой элемент проекта — сверхточные часы. Исследователи предлагают использовать прибор уровня Deep Space Atomic Clock от NASA. Эти атомные часы уже летали в космос во время миссии STP-2 с 2019 по 2021 год. [shesht-info-block number=3] Однако для новой миссии их придется серьезно уменьшить и сделать менее энергозатратными. Солнечные батареи на окраинах Солнечной системы будут получать достаточно мало света, поэтому энергию придется экономить. Вероятно, каждый спутник оснастят радиоизотопными термоэлектрическими генераторами. Это устройства, которые вырабатывают электричество за счет тепла от распада радиоактивного вещества. Они работают постоянно и не зависят от света. Эта энергия нужна еще и для очень точной обработки сигналов. Спутники будут принимать слабые сигналы из космоса, чтобы его не «потерять», сигнал нужно быстро и точно перевести в «цифру». Для этого используют высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи. Они «оцифровывают» весь диапазон сигнала, после чего данные отправляют на Землю для анализа. Измерение скорости расширения Вселенной — главная, но не единственная цель проекта. Сеть из пяти спутников позволит решить и другие задачи. Астрономы смогут изучить «комковатость» темной материи, отслеживая колебания в сигналах быстрых радиовсплесков.  По заверениям ученых, система также способна фиксировать гравитационные волны в низкочастотном диапазоне (наногерцы). Речь идет, в частности, о сигналах, испускаемых сверхмассивными двойными черными дырами  — область, которая сейчас почти не изучена. Кроме того, небольшие изменения гравитационного притяжения самих аппаратов помогут уточнить массу и гравитационные свойства пояса Койпера. Заодно можно проверить гипотезу о существовании Девятой планеты, если она действительно скрывается на окраине Солнечной системы, ее гравитация неизбежно повлияет на движение аппаратов. Пока проект «Космическая система позиционирования» лишь концепция. Авторы отметили, что с учетом ряда доработок система выглядит технически реализуемой. Теперь все зависит от того, найдется ли заинтересованная сторона, готовая вложить средства в дальнейшее развитие.

У животных есть два типа светочувствительных клеток: ресничные и рабдомерные. В ресничных клетках светочувствительные пигменты находятся на видоизмененных волосках-ресничках, а в рабдомерных — на микроворсинках, многочисленных складках клеточной мембраны. У первичноротых животных (например, насекомых и моллюсков) глаза образуются из наружных покровных тканей (эпидермиса) и состоят исключительно из рабдомерных клеток. Ресничные клетки у них спрятаны глубоко в мозге. У позвоночных все устроено иначе: глаза не формируются из кожи, а выпячиваются напрямую из стенки эмбрионального мозга (нервной трубки). При этом сетчатка представляет собой генетическую «химеру»: свет в ней ловят ресничные палочки и колбочки, но сигнал в мозг они передают через рабдомерные нейроны. Долгое время биологи не могли объяснить, почему две чужеродные эволюционные линии объединились в одном органе. Авторы обзорной статьи, опубликованной в журнале Current Biology, объединили данные молекулярной филогенетики, палеонтологии и анатомии, чтобы раскрыть механизм этого эволюционного парадокса. Ученые проанализировали результаты секвенирования РНК одиночных клеток у мышей и древнейших из ныне живущих рыб (миног). Они сопоставили транскриптомные профили клеток современной сетчатки с клетками шишковидной железы (эпифиза) — эндокринного органа, который у некоторых современных рептилий и амфибий до сих пор функционирует как непарный «третий глаз». Анализ показал, что около 560 миллионов лет назад предки позвоночных (вторичноротые) перешли к донному образу жизни. Зарываясь в ил для фильтрации пищи, они полностью утратили первичные боковые глаза. От зрительной системы остался лишь непарный теменной орган, помогавший оценивать глубину погружения и отличать день от ночи. В нем уже присутствовали и ресничные, и рабдомерные клетки, но они работали независимо друг от друга. Когда более поздние хордовые вернулись к активному плаванию и охоте, эволюция не стала воссоздавать эпидермальные глаза с нуля. Вместо этого срединный мозговой зрительный орган разделился и сместился на бока головы, став основой для сетчатки, а его остаток в центре мозга превратился в шишковидную железу. Глаза позвоночных как бы проросли из мозга в ходе эволюции. В древнем теменном органе ресничные и рабдомерные клетки работали независимо друг от друга. Чтобы превратить его в полноценную сетчатку, эволюции потребовалось связать их в единую электрическую цепь. На эту роль подошли древние моторные клетки, которые когда-то просто перемешивали спинномозговую жидкость с помощью биения ворсинок. Теперь потомки этих клеток, биполярные нейроны, принимают сигнал от палочек и колбочек и передают его зрительному нерву. Интересно, что шишковидная железа, родственница наших глаз, хотя больше и не улавливает свет напрямую, но реагирует на зрительные сигналы. Она вырабатывает гормон мелатонин и регулирует суточные ритмы организма, управляя нашими циклами сна и бодрствования.

В последние годы радиотранзиенты — вспышки и всплески в радиодиапазоне — стали одним из самых быстро развивающихся направлений астрофизики. Раньше большинство космических катастроф — гамма-всплески, сверхновые, приливные разрушения звезд — обнаруживали по гамма- или рентгеновскому излучению. Однако такие сигналы могут быть скрыты газопылевыми облаками или «смотреть» в сторону от Земли.  Радиоволны же возникают, когда выброшенное при взрыве вещество на огромной скорости врезается в окружающий газ. Такое излучение «живет» и практически не поглощается пылью, что делает их заметными для радиотелескопов.    Именно в таком поиске авторы нового исследования наткнулись на объект с каталоговым названием ASKAP J0055-2558. Впервые он появился в данных 2022 года и оказался как минимум в 20 раз ярче, чем предел обнаружения за 250 дней до этого. С тех пор его поток медленно убывает, оставаясь заметным более тысячи дней.  [shesht-info-block number=1] Наблюдения на частотах от 0,4 до 9 гигагерц показали характерный «горб» в спектре — верный признак синхротронного излучения — мощного электромагнитного излучения, испускаемого релятивистскими заряженными частицами. Возникает оно, когда электроны, разогнанные почти до скорости света, движутся в магнитном поле. Результаты научной работы исследователи опубликовали на сервере препринтов Корнеллского университета.    Интересно, что источник совпадает по положению с небольшой активно галактикой с активным звездообразованием на расстоянии около 540 миллионов световых лет. Его пиковая светимость в радиодиапазоне много больше, чем у всех известных сверхновых. При этом ни в оптическом ни в инфракрасном диапазонах вспышки зафиксировано не было. Более того, поиск пульсирующего сигнала вообще также ничего не дал, что исключает вариант с нейтронной звездой или пульсаром.   Слева — местоположение радиосвечения внутри галактики 2dFGRSTGS143Z140. Изображение получено с помощью телескопа Magellan (Чили).Справа — тот же источник радиоизлучения, обнаруженным гигантским радиотелескопом Metrewave (Индия).   / © Ashna Gulati Анализ формы спектра и его эволюции во времени позволил оценить физические параметры источника. Выяснилось, что пик излучения постепенно смещается к более низким частотам — именно так ведет себя расширяющаяся ударная волна. Энергетическое распределение электронов было типичным для релятивистских джетов, а скорость затухания на высоких частотах напоминала поздние стадии гамма-всплесков. Основных объяснений два. Первое — «осиротевшее» послесвечение гамма-всплеска: если его узкая струя была направлена не в сторону Земли, яркую вспышку мы бы не увидели. Однако по мере замедления джета радиоизлучение становится заметным. Второй вариант — разрыв звезды гипотетической черной дырой промежуточной массы вне галактического центра. Напомним, поиски таких космических «монстров» идут полным ходом, о чем Naked Science рассказывал ранее.     [shesht-info-block number=2] Оба сценария крайне редки: подтвержденных радиообнаружений «осиротевших» всплесков единицы, а приливные разрушения светил вне активных ядер галактик практически не зафиксированы. Поэтому ученые надеются, что ASKAP J0055-2558 может помочь оценить скрытую частоту гамма-всплесков или же пролить свет на популяцию промежуточных черных дыр. Ситуация может проясниться путем дальнейших наблюдений. Последующее затухание и изменения спектра помогут уточнить природу источника.

HER2-позитивные опухоли встречаются при раке молочной железы, желудка и ряде других онкологических заболеваний. Несмотря на успехи современной онкологии, со временем опухоль нередко вырабатывает устойчивость к лечению: изменяется структура рецептора HER2, снижается его экспрессия на поверхности клеток или активируются альтернативные сигнальные пути. В результате заболевание начинает прогрессировать, а выбор эффективных терапевтических опций для пациента существенно сокращается. В рамках исследования ученые использовали Т-лимфоциты с модифицированным Т-клеточным рецептором (TCR-T), способные избирательно распознавать опухолевые клетки с высокой экспрессией HER2/neu. Эксперименты проводились как на клеточных культурах, так и на мышах. Результаты показали, что такие клетки эффективно уничтожают опухолевые клетки и подавляют рост опухоли, демонстрируя при этом высокий профиль безопасности. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Frontiers in Immunology, исследования велись в рамках программы «Приоритет 2030» (нацпроект «Молодежь и дети»). В отличие от стандартных методов иммунотерапии, TCR-T-клетки способны распознавать не только поверхностные молекулы, но и фрагменты опухолевых белков внутри клетки, представленные через молекулы главного комплекса гистосовместимости. Это позволяет атаковать опухоли, которые научились избегать иммунного ответа и стали невосприимчивыми к ранее эффективному лечению. Благодаря этому свойству, данный вид терапии представляется особенно перспективным для  случаев, устойчивых к химиотерапии, таргетным препаратам и антителам. «Мы ориентируемся на те клинические ситуации, когда стандартные терапевтические схемы перестают работать. Наши данные показывают, что модифицированные Т-клетки способны формировать мощный и устойчивый противоопухолевый ответ, что особенно важно для пациентов с лекарственно резистентными формами HER2-положительного рака», — отметила заведующая лабораторией иммунной инженерии Сеченовского Университета Елена Голикова. Дополнительный анализ на уровне отдельных клеток позволил выявить популяцию Т-лимфоцитов с выраженными цитотоксическими свойствами, обеспечивающими длительное подавление роста опухоли. По мнению авторов, именно эта особенность может играть ключевую роль в повышении эффективности иммунотерапии при солидных опухолях, где традиционные подходы часто оказываются недостаточно результативными. Исследователи подчеркивают, что работа находится на доклинической стадии. В дальнейших планах — расширение экспериментальных исследований, оценка безопасности подхода и переход к подготовке к клиническому применению в рамках госпитального исключения. В перспективе разработка может расширить терапевтические возможности для пациентов с HER2-положительными опухолями, не отвечающими на существующие методы лечения.