Двойные системы, особенно с красными карликами, считаются одними из самых распространенных в Галактике. Эти светила меньше и холоднее Солнца, а их гравитационное взаимодействие делает окрестности нестабильными для формирования планет. За последние годы тем не менее стало ясно, что миры там все же встречаются. Первым стала планета OGLE-2007-BLG-349L(AB)c, обращающаяся сразу вокруг двух звезд. Однако такие случаи — большая редкость, а каждая новая находка помогает уточнить, какие сценарии формирования действительно работают.
Новое открытие совершила группа астрономов под руководством Дэвида П. Беннетта (David P. Bennett) из Университета Мэриленда (США) с помощью метода гравитационного линзирования. Он позволяет находить планеты на огромных расстояниях и даже в «неудобных» системах. Суть в том, что когда массивный объект проходит между Землей и далекой звездой, его гравитация усиливает яркость звезды, словно линза.
Если рядом есть планета, она создает характерное искажение в кривой блеска. Анализируя эти отклонения, ученые могут восстановить параметры системы — массы объектов, расстояния и орбиты. Такие методы особенно ценны, поскольку позволяют изучать миры, недоступные для прямых наблюдений и не фиксирующиеся другими способами.
[shesht-info-block number=1]
Выяснилось, что событие KMT-2016BLG-1337L произошло на расстоянии примерно 22 800 световых лет от Земли. Чтобы объяснить полученный сигнал, авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Publication of the Astronomical Society of the Pacific, построили несколько моделей. В одной из них масса планеты была сопоставима с массой Сатурна (приблизительно 0,3 массы Юпитера), в другой — значительно больше. Такие расхождения — нормальная ситуация для микролинзирования: сигнал дает ограниченную информацию, из-за чего приходится рассматривать несколько возможных вариантов.
Параметры самих звезд удалось определить достаточно точно: это два красных карлика массами около 0,54 и 0,40 солнечной, которые расположены на расстоянии около 3,5 астрономической единицы друг от друга.
Главной особенностью системы стало обращение планеты только вокруг одной из звезд, несмотря на то, что рядом находится вторая. Это «игнорирование» второго солнца отличает сатурноподобный мир от классических подобных планет, обращающихся сразу вокруг пары светил. Такая конфигурация считается более чувствительной к гравитационным возмущениям: вторая звезда может разрушать протопланетный диск или выбрасывать из системы зарождающиеся миры.
[shesht-info-block number=2]
Наблюдения, однако, показали, что планета не только сформировалась, но и «выжила» на стабильной орбите. Результаты хорошо согласуются с современными моделями, которые допускают несколько путей формирования планет в двойных системах — как вокруг орбит обеих звезд, так и вокруг одной из них. Более того, микролинзирование чувствительно к таким системам и позволяет находить их даже в плотных областях Млечного Пути, где другие методы практически бессильны.
Находка расширяет представления о разнообразии планетных систем и показывает, что миры могут формироваться даже в условиях «двойного притяжения», причем по разным сценариям, и сохраняться миллиарды лет. Значит, потенциально обитаемые экзопланеты могут существовать в куда более экзотических местах, чем считалось ранее.
Астрономы нашли «Сатурн» у двойной звезды — он выжил вопреки ожиданиям
Вечная мерзлота Арктики — это уникальная природная среда, которая напоминает гигантский древний холодильник. Жизнь здесь существует в экстремальных условиях: при постоянной отрицательной температуре, которая не дает льду растаять даже летом, нехватке жидкой воды и питательных веществ, а также под слабым, но непрерывным радиоактивным излучением из-за окружающих минералов. Тем не менее в таких слоях скрывается много микроорганизмов. Несмотря на заморозку, которая могла длиться миллионы лет, некоторые микробы не просто уцелели, но и сохранили жизнеспособность и даже признаки обмена веществ. Их вполне можно вернуть к активной жизни, после того как они оттают.
К таким холодолюбивым экстремофилам (психрофилам) относится бактерия Exiguobacterium sibiricum, найденная в вечной мерзлоте на северо-востоке Сибири. Именно этот микроб стал объектом нового исследования лаборатории старения и возрастных нейродегенеративных заболеваний МФТИ совместно с отделом криологии почв ИФХиБПП РАН, лабораторией инженерии белка и группой масс-спектрометрии ИБХ РАН, биологическим факультетом и НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского (МГУ им. М. В. Ломоносова). Исследование показало ряд адаптаций E. sibiricum к вечной мерзлоте на уровне генов и белков. Работа выполнена при поддержке РНФ (грант №23-14-00160) и опубликована в журнале «Биоорганическая химия».
Ученые выяснили, как меняется состав белков в мембранах клеток у этих бактерий при их выращивании в холоде (10°C) и при нехватке питательных веществ по сравнению с комнатной температурой (25°C). Такие холодные условия имитируют летний период в вечной мерзлоте, когда верхний слой почвы оттаивает и микроорганизмы получают возможность расти и размножаться.
Вечная мерзлота (ее корректнее назвать «многолетнемерзлые породы») подвергает микроорганизмы разнообразному стрессу. В таких условиях выживание затруднено из-за того, что вода становится более вязкой, химические реакции замедляются, а клеточные мембраны теряют гибкость, становясь более жесткими. Кроме того, вторичная структура нуклеиновых кислот становится более прочной, что мешает нормальному использованию генетической информации. Другая опасность — высокая концентрация кислорода, который лучше растворяется при низких температурах: это приводит к накоплению активных форм кислорода (АФК), вызывающих окислительный стресс.
Чтобы изучить только мембранные белки, клетки E. sibiricum вначале разрушали ультразвуком. С помощью центрифуги отделяли фракцию мембран от остального содержимого клетки. Так как целые белки сложно анализировать, их расщепляли ферментом трипсином, который разрезал их на короткие цепочки — пептиды.
Полученную смесь очистили на микроколонках и высушили. Очищенные пептиды разделили на хроматографе и отправили в масс-спектрометр. Этот прибор определил точную массу и структуру каждого фрагмента. Полученные данные сравнили с мировой базой белков, чтобы понять, какой именно это белок. С помощью анализа данных ученые вычислили, содержание каких белков значимо изменилось.
В отличие от аналогичных работ, в этой использовали очень бедную питательными веществами среду. По мнению авторов, именно такие условия дефицита ресурсов точнее отражают реальную обстановку в тающем на теплый период слое вечной мерзлоты, где обитают эти микроорганизмы.
Проведенный ранее транскриптомный анализ показал, что при снижении температуры с 28°С до 10°С у бактерии E. sibiricum меняется активность всего 3,2% генов. Исследователи изучили состав белков в мембранах бактерий E. sibiricum, выращенных в тепле и в холоде. С помощью высокоточного оборудования (масс-спектрометра) они идентифицировали в общей сложности 1604 различных белка. Из них только у 104 содержание заметно зависело от температуры, что указывает на их важную роль в адаптации бактерии к холоду.
Сначала ученые проанализировали мембраны клеток без специальной промывки. Это позволило выявить 1064 белка, но среди них оказалось много лишних «примесей» — цитоплазматических белков, которые просто «прилипли» к мембране. Содержание некоторых белков (например, транспортных систем сахаров и белков защиты от стресса) при 10°C оказалось завышенным в сотни раз. Однако после очистки щелочным буфером эти показатели стали корректными, а число точно идентифицированных белков выросло. Таким образом, авторы доказали, что промывка необходима для получения достоверных результатов и очистки мембран от «посторонних» белков цитоплазмы.
Результаты исследования не только объясняют адаптацию микробов к климатическим условиям, но и могут помочь найти новые уникальные ферменты для биотехнологий, способные работать при низких температурах.
«Огромное внимание уделяется развитию территорий Крайнего Севера, большую часть которых занимает вечная мерзлота. Несмотря на экстремальные условия существования, многолетнемерзлые отложения содержат значительное количество разнообразных микроорганизмов, которые сохраняют жизнеспособность при оттаивании грунта и могут существенно изменять свойства окружающей среды. Комплексное изучение таких микроорганизмов (в том числе с использованием молекулярных подходов) позволяет установить механизмы адаптации к низкотемпературным экосистемам и оценить их вклад в биогеохимические процессы в арктической зоне. Это важно для планирования хозяйственной деятельности в данном регионе в условиях изменения климата», — поделилась Лада Петровская, первый автор публикации и старший научный сотрудник лаборатории старения и возрастных нейродегенеративных заболеваний МФТИ.
Российские ученые выяснили, как низкая температура повлияла на белковый состав мембраны бактерии из вечной мерзлоты
В 2025 году в рамках обзора WISPIT астрономы заметили вокруг молодой звезды TYC 5709-354-1 протопланетный диск, разделенный на несколько колец, а в одном из его разрывов — формирующуюся протопланету. Звезду назвали WISPIT 2, планету — WISPIT 2b.
Молодое светило WISPIT 2 — похожая на Солнце звезда типа T Тельца возрастом около пяти миллионов лет. Она расположена в 437 световых годах от нас. WISPIT 2b — газовый гигант в пять раз массивнее Юпитера и в тысячу раз моложе Земли. Он «расчистил» себе орбиту в протопланетном диске на расстоянии примерно 57 астрономических единиц от звезды. Для сравнения: Нептун «летает» в 30 астрономических единицах от Солнца.
На первых снимках сразу стало видно, что большой протопланетный диск WISPIT 2 разбит как минимум на четыре кольца. Это стало главным отличием WISPIT 2 от других молодых систем, где удалось разглядеть в диске формирующуюся планету. Вообще, разрывы в дисках могут возникать в результате внутренних гравитационных взаимодействий, но ученые все же надеялись найти там хотя бы еще одну планету — и оказались правы.
С помощью инструментов SPHERE и GRAVITY+ телескопа VLT в системе WISPIT 2 ученые выявили еще одного гиганта — WISPIT 2c. Новая формирующаяся планета в два раза массивнее своей соседки и находится в четыре раза ближе (15 а.е.) к звезде. Научная работа с описанием открытия опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
[shesht-info-block number=1]
Судя по количеству подтвержденных экзопланет, формирование таких миров — довольно распространенный процесс. Проблема в том, что разглядеть в пылегазовом диске мелкую точку-планету очень сложно. На сегодня ученые нашли лишь несколько дисков с зарождающимися мирами. В их числе PDS 70, AB Aur и HD 169142.
Долгое время PDS 70 оставалась единственной такой системой с двумя подтвержденными планетами. Теперь к ней добавилась WISPIT 2. Обе они похожи на молодую Солнечную систему.
«WISPIT 2 — лучшее, что у нас есть на данный момент, чтобы заглянуть в наше собственное прошлое», — объяснила главный автор нового исследования Хлоя Лоулор (Chloe Lawlor).
В обеих системах протопланеты сформировались там, где находятся на момент наблюдений, а не мигрировали с других орбит. Это позволит изучить параметры протопланетного диска, способствующие зарождению миров. Исследователи уже окрестили такие условия потенциальной «зоной Златовласки» для планет-гигантов.
[shesht-info-block number=2]
В диске WISPIT 2 есть еще один перспективный разрыв вдали от звезды. Авторы новой работы подозревают, что там «обитает» третья планета. Вероятно, размером с Сатурн, поскольку разрыв небольшой. «Чрезвычайно большой телескоп», запуск которого запланирован на 2029 год, сможет сделать снимок этой экзопланеты. А пока ученые продолжат наблюдения за системой доступными инструментами.
Астрономы нашли копию Солнечной системы в процессе формирования
Околоземной астероид Рюгу был открыт в 1999 году и, по мнению астрономов, родился в области Солнечной системы, где замерзают и конденсируются простые летучие соединения, — за «снеговой линией». Этот обломок более крупного тела, вероятно, откололся от Пуланы — гигантского темного астероида главного пояса.
В феврале 2025 года исследователи установили, что на поверхности Рюгу когда-то была жидкая вода, а авторы более поздних научных работ выявили в грунте минерал, которого там быть не должно. Размеры астероида уточняли по мере получения высокоточных изображений и лазерных измерений с орбиты. По нынешним оценкам, диаметр тела составляет примерно 900 метров, а возраст достигает около 4,5 миллиарда лет.
Ранее анализы образцов грунта выявили присутствие органических соединений, включая аминокислоты и урацил, однако полный набор нуклеобаз (азотистых оснований) оставался предположением. Это было связано с малым объемом материала и ограниченными методами обнаружения.
[shesht-info-block number=1]
Теперь, досконально изучив два агрегатных образца, японские исследователи извлекли органические молекулы сначала с помощью воды, а затем использовали концентрированную соляную кислоту (6 М). Подход позволил извлечь все вещества, которые можно растворить. После этого образцы проанализировали путем двух очень точных методов: жидкой хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (HPLC/ESI-HRMS) и капиллярного электрофореза-масс-спектрометрии (CE-HRMS).
Последние помогли точно определить присутствие нуклеобаз и сравнить полученные сигналы с известными стандартами. Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, подтвердили наличие всех пяти нуклеобаз: аденина, гуанина (пурины — крупные двукольцевые молекулы), цитозина, тимина и урацила (пиримидины — маленькие однокольцевые молекулы). Их концентрации варьировались между образцами: в C0370 общее содержание нуклеобаз составило приблизительно 1577 пикомолей на грамм, что составляет примерно 950 триллионов молекул на грамм. В образце A0480 — около 507 пикомолей на грамм, то есть почти в три раза меньше.
Для сравнения, в других небесных телах, например в метеорите Оргей и астероиде Бенну, соотношения разных типов нуклеобаз было другим. В Рюгу же соотношение пуринов к пиримидинам оказалось 1,1-1,2, что практически одинаково. Более того, в том же Оргее преобладали пиримидины, а в Мурчисонском метеорите — пурины. Эти различия, по мнению авторов научной работы, связаны с условиями, в которых формировались астероиды: к примеру, с количеством аммиака и особенностями водной химии на поверхности.
[shesht-info-block number=2]
Помимо остальных нуклеобаз, в образцах Рюгу нашли их изомеры — молекулы с одинаковым числом и видом атомов, но с разным расположением, — а также производные никотиновой кислоты, мочевину, этаноламин и несколько аминокислот. Сравнение с Оргеем показало, что эти молекулы космического происхождения, а не результат загрязнения Земли.
Открытие подчеркивает, что ключевые молекулы ДНК и РНК могли образоваться в космосе задолго до появления жизни на нашей планете. Такие углеродистые астероиды, как Рюгу, Бенну и Оргей, хранят в себе богатую органическую химию, которая была способна стать источником предбиотических соединений для молодой Земли. Это также означает, что молекулярные кирпичики жизни широко распространены по Солнечной системе, а происхождение жизни тесно связано с химической эволюцией метеоритов и астероидов.
В образцах Рюгу нашли все «буквы» генетического алфавита
Анализируя результаты лидарной съемки местности в восточной и центральной частях мексиканского штата Кампече, словенский археолог, специалист по культуре майя Иван Спрайц и его коллеги обнаружили множество необычных архитектурных комплексов, скрытых в густых джунглях. Они представляли собой ряды низких узких насыпей вытянутой формы, расположенных вложенными друг в друга концентрическими кругами.
Дальнейшие исследования показали, что подобные круговые структуры встречаются по всему полуострову Юкатан. Археологи насчитали уже более пяти десятков таких кругов, но, скорее всего, их гораздо больше.
Первоначально появились предположения, что это какие-то церемониальные сооружения майя. Однако позже возобладала гипотеза, что это не что иное, как остатки стационарных центров рыночной торговли.
В новой статье, опубликованной в журнале Ancient Mesoamerica, Спрайц приводит аргументы в пользу этой гипотезы. Он уверен, что планировка, расположение и другие особенности этих комплексов подтверждают: майя имели разветвленную и хорошо организованную сеть рынков.
Низкие насыпи, расположенные концентрическими кругами, скорее всего, представляют собой остатки платформ, которые когда-то поддерживали прилавки для скоропортящихся товаров, а проходы между ними служили пешеходными дорожками для покупателей. Хотя комплексы относительно открыты, ограниченное количество входов могло служить для контроля или обложения налогом торговцев и покупателей.
Рядом с кругами насыпей обычно находятся руины крупных сооружений и пристроек, в которых могли размещаться складские помещения и рыночная администрация.
Внутри или рядом с комплексами обязательно присутствуют каменные алтари, остатки святилищ, площадки для игры в мяч и церемониальные здания. Все это соответствует хорошо известным ученым религиозным и ритуальным аспектам торговли у древних культур Мезоамерики. Торговля имела сакральное измерение, поэтому рынки были не просто местами, где происходит обмен товарами: люди собирались там для проведения церемоний и ритуалов.
Еще один аргумент в пользу гипотезы о торговом предназначении комплексов в том, что их структура соответствует описаниям рынков в Центральной Мексике времен ее завоевания испанскими конкистадорами. Согласно этим описаниям, рынки майя располагались в специально отведенных зонах и включали в себя ряды прилавков и лавок, разделенных проходами.
Кроме того, платформы, выстроенные концентрическими кругами, имеют схожие размеры и архитектурную структуру с местами, которые ученые давно ассоциируют с торговлей, — Восточной площадью в Тикале и комплексом Чиик-Нахб в Калакмуле, древних городах майя. Так, на фресках в Калакмуле изображены люди, скорее всего, рыночные торговцы, продающие различные товары — продукты питания, текстиль, керамику.
Географическое распределение этих вложенных друг в друга сооружений тоже далеко неслучайно, отметил Спрайц. Многие из них расположены вдоль ключевых торговых путей, вблизи источников воды или в крупных городских центрах.
Несмотря на всю убедительность этих доводов, для окончательного подтверждения версии о том, что круговые структуры, покрывающие территорию Юкатана, когда-то были оживленными рынками, необходимо провести археологические раскопки, заключил Спрайц.
Полуостров Юкатан оказался покрыт рыночными комплексами древних майя
Сложенные из мягкого вулканического туфа оборонительные укрепления, окружающие древние Помпеи, хранят следы многочисленных повреждений. Их оставили не только время и природные катастрофы, но и военные действия, происходившие в древности. Особенно много такого рода повреждений заметно на северном участке городской стены, между Везувианскими и Эрколанскими воротами.До сих пор предметом изучения были большие круглые вмятины, образовавшиеся в стене в результате обстрела тяжелыми каменными шарами, выпущенными из стандартных римских катапульт.
Считается, что это следы осады Помпеев армией римского полководца Луция Корнелия Суллы в 89 году до нашей эры, во время так называемой Союзнической войны. В те времена Помпеи участвовали в восстании италийских союзных племен против Рима. После того как город был взят Суллой, он стал римской колонией.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Heritage, обратили внимание на то, что между вмятин, оставленных на северной стене Помпеев катапультными снарядами, через равные интервалы разбросаны группы расположенных веером, более мелких по размеру, но более глубоких четырехгранных углублений явно антропогенного происхождения.
Ученые предположили, что это следы обстрела из полибола (в переводе с греческого polybolos — «многозарядный метатель). Речь идет о скорострельной многозарядной метательной машине, изобретение которой приписывают древнегреческому инженеру Дионисию Александрийскому, жившему в III веке до нашей эры на острове Родос.
В отличие от римского скорпиона — стреляющей железными дротиками баллисты (стреломета), которую нужно было отдельно заряжать для каждого выстрела, — в полиболе имелся магазин, способный вместить несколько десятков дротиков и подающий механизм из зубчатого колеса и цепного привода.
Этот механизм, приводимый в действие вращающим колесо за рычаг солдатом, одновременно натягивал тетиву арбалета и подавал из магазина очередной дротик. После выстрела процесс быстро повторялся, что позволяло непрерывно вести обстрел до тех пор, пока в магазине не закончатся дротики.
Чтобы проверить верность своей гипотезы, исследователи с помощью лазерного сканирования и фотограмметрии создали точные 3D-модели углублений в стене. Анализируя их глубину, ширину и форму, ученые пришли к выводу, что это результат скорострельной механической стрельбы, а не отдельных выстрелов из ручного орудия.
Сравнение цифровых моделей с греческими инженерными чертежами III века до нашей эры, описывающими механику действия полибола, и сопоставление веерообразного узора на стенах Помпеев с углом разлета дротиков, описанным в древних текстах, также подтвердили гипотезу о том, что город обстреливали из скорострельного стреломета.
Еще одно подтверждение поступило из музейных коллекций. Дротики с железными наконечниками, найденные в других местах римских военных действий, точно соответствовали размерам 3D-моделей, которые созданы на основе повреждений помпейских стен.
По мнению исследователей, армия Суллы использовала полибол во время осады Помпеев для поражения лучников, высовывающихся из боковых проемов башен, а также других защитников города, неосторожно оказавшихся на стене между ее зубцами.
Следы от обстрелов идеально сохранились благодаря тому, что менее чем через столетие после военных действий, в 79 году нашей эры, Помпеи на протяжении многих столетий были погребены под слоем вулканического пепла.
На стенах Помпеев нашли следы от обстрела из высокотехнологичного стреломета
В 2021 году археологические раскопки на городище Саньсиндуй в провинции Сычуань принесли более 10 тысяч предметов из бронзы, нефрита, золота и слоновой кости. Саньсиндуй представляет собой крупнейший городской центр эпохи бронзы на юге Китая, существовавший в 2800-600 годах до нашей эры, а его расцвет приходится на время династии Шан (1600-1046 годы до нашей эры). Культура Саньсиндуй уникальна: она демонстрирует высокий уровень урбанистического планирования, развитое металлургическое производство и ритуальные практики, не имеющие прямых параллелей с современной ей центральноравнинной культурой Шан.
В одной из ям ученые нашли небольшой предмет топоровидной формы, выполненный из железа. До этого момента в Саньсиндуе, несмотря на масштабные раскопки, железные изделия не встречались. Более того, на всей территории юго-запада Китая отсутствовали надежно датированные образцы железа эпохи бронзы, что создавало устойчивое впечатление о технологическом отставании региона или о полном отсутствии знакомства с железом в тот период.
Археологи из Сычуаньского университета (КНР) отобрали один из фрагментов изделия, который очистили ультразвуком в этаноле. Результаты исследования опубликовал журнал Archaeological Research in Asia. Образец заключили в эпоксидную смолу, отшлифовали, отполировали и протравили раствором азотной кислоты. После образец исследовали с помощью металлографической микроскопии, а также сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной спектроскопией для определения элементного состава. Дополнительно провели сравнение с другими известными артефактами из метеоритного железа, найденными на территории Китая.
Ключевым наблюдением стало отсутствие признаков интенсивной холодной деформации: изделие не подвергалось значительной ковке, которую обычно применяли для упрочнения металла. Авторы научной работы предположили, что форма предмета в значительной степени определялась исходной формой метеоритного фрагмента.
Данные элементного состава показали высокое содержание никеля, что служит диагностическим признаком метеоритного железа. Сочетание высокого содержания никеля с ферритной микроструктурой однозначно исключило версию о выплавке металла из рудных источников. Переплавка материала не производилась, обработка осуществлялась в твердом состоянии методами холодной или низкотемпературной ковки.
[shesht-info-block number=1]
Присутствие метеоритного железа в элитарном ритуальном комплексе Саньсиндуй свидетельствует о том, что этот материал воспринимался как престижный, сопоставимый по значимости с бронзой и нефритом. Включение железного предмета в состав жертвенных наборов отражает особую систему ценностей.
Кроме того, исследование показало, что практика использования метеоритного железа на юго-западе Китая существовала параллельно с ее применением в центральных регионах страны, но имела локальную специфику. Она выражается в форме изделия, нехарактерной для центральноравнинных образцов того же времени, и в отсутствии интенсивной ковки.
На юго-западе Китая нашли древнейший железный артефакт эпохи бронзы
Несмотря на то что вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, получил статус наиболее изученного вируса, пока нет полной ясности, как он проникает в клетку-хозяина. Известно, что в процессе заражения активно участвует шиповидный белок коронавируса (спайковый белок), но при этом его трансмембранный домен — фрагмент, пронизывающий оболочку вируса, — остается сравнительно мало изучен.
Изучение ТМД осложняется наличием в его первичной структуре (последовательности аминокислотных остатков, соединённых в цепочку) цистеинов, которые очень любят вступать в реакции. Из-за этого молекулы белка сшиваются друг с другом (образуют дисульфидные мостики) и выпадают в осадок, мешая эксперименту. Раньше эту проблему решали радикально: чтобы избежать слипания, первичную структуру белка намеренно изменяли (вводили мутации). Однако российские ученые из МФТИ с коллегами применили более тонкий подход. Они оставили первичную структуру «дикого типа» (природную), не заменяя цистеины на другие аминокислоты, как делали в других исследованиях. Вместо этого они взяли под контроль химические процессы, «размыкая» лишние связи и сохраняя структуру белка в целости для дальнейших исследований. Исследование опубликовано в журнале Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology.
Для осуществления цели российские ученые применили необычный метод синтеза белка, который вдобавок упростил его очистку. В предыдущих исследованиях белок получали с помощью живых клеток (стандартной бактериальной экспрессионной системы), поэтому приходилось использовать сложные многоступенчатые методы очистки, что могло непосредственно повлиять на то, каким образом белок собирается в тример. Чтобы избежать этого, биофизики из МФТИ с коллегами синтезировали белок SARStm без мутаций методом бесклеточной экспрессии, добавляя генетический материал (плазмиды) непосредственно в готовый экстракт бактерий, содержащий все компоненты для сборки белка. Новый подход позволил получить целевой белок быстрее, чем при производстве живыми клетками, и минимизировать этапы очистки.
Еще один плюс бесклеточной экспрессии — сборка белка напрямую из «изотопно-меченых» аминокислот. Они отличаются тем, что в составе аминокислот обычные атомы углерода и азота (¹²C и ¹⁴N) заменены на более тяжелые изотопы (¹³C и ¹⁵N). Благодаря «лишнему» нейтрону ядра приобретают магнитный момент и становятся «видны» в ходе исследования методом спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Система меток позволяет восстановить структуру белка с высокой точностью. Чтобы получить меченый белок с помощью живых бактерий, их приходится растить на питательных средах с добавлением изотопно-меченых глюкозы и аммиака, что выходит дороже.
«Главной целью нашей работы было попробовать подобрать условия экспрессии и очистки белка дикого типа, то есть с его природной аминокислотной последовательностью без каких-либо изменений, — объяснила Софья Сударева, младший научный сотрудник лаборатории старения и возрастных нейродегенеративных заболеваний Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. — Стандартно после экспрессии мы растворяем белок в мицеллах ионного детергента — лауроилсаркозината (LS). Сложность оказалась в том, что в эти мицеллы даже при серьезном нагреве до +95૦С до белка не добирался β-меркаптоэтанол, который должен был разомкнуть цистеиновые мостики, что подняло бы белок из осадка. А помогла долгая выдержка при температуре +4૦С, что довольно неожиданно».
После очистки белка в мицеллах лауроилсаркозината (LS) от примесей ученые специально разрушили эти мицеллы, чтобы освободить и выделить чистый белок. В результате был получен изотопно-меченый белок ¹³C/¹⁵N SARStm высокой чистоты. Его выход составил 0,3 мг из 1 мл реакционной смеси — не максимальное, но достаточное количество для последующего анализа. Затем его переупаковали в новые мицеллы додецилфосфохолина. Эти мицеллы создают внутри себя среду, похожую на жировой слой клеточной мембраны, что позволяет гидрофобному белку принять правильную, рабочую форму и подготовить его для изучения методом ЯМР. ЯМР-анализ очищенного белка подтвердил его пригодность для дальнейших структурных исследований.
Разработанный протокол представляет собой более доступную и быструю альтернативу традиционным методам наработки белка для исследований. Он позволяет не только обойтись без дорогого культивирования бактерий на меченых средах, используя напрямую меченые аминокислоты, но и работать с «капризными» белками. Дальнейшая работа будет направлена на увеличение выхода целевого белка, вычисление его трехмерной структуры и определения механизма проникновения вируса в клетку с помощью этого «якоря».
Исследователи предложили метод быстрого получения белка, играющего важную роль в механизме заражения клетки коронавирусом
Большинство астероидов с диаметром от 200 метров до 10 километров представляют собой рыхлые тела, проще говоря, «груды щебня». Это не единый камень, а скопления обломков, которые удерживаются вместе в основном собственной гравитацией.
Согласно различным моделям, для таких «составных» структур существует критический порог скорости вращения — 2-2,2 часа («спин‑барьер»). Если рыхлый астероид делает полный оборот менее чем за 2,2 часа, он теряет устойчивость. Сила, которая как бы «выталкивает» вещество астероида наружу, начинает преобладать над силой, удерживающей «груду щебня» вместе. В таком случае вращение становится слишком быстрым и материал астероида начинает разлетаться.
Раньше многие исследователи предполагали, что «груды щебня» диаметром более 0,5 километра не должны вращаться быстрее этого предела. Но данные, полученные в обсерватории Веры Рубин, поставили гипотезу под сомнение.
[shesht-info-block number=1]
Международная группа астрономов под руководством Дмитрия Вавилова из Вашингтонского университета в США проанализировала данные, собранные широкоугольным обзорным телескопом-рефлектором, установленным в обсерватории Веры Рубин в Чили, и нашла сразу 76 астероидов, у которых смогла точно вычислить период вращения. Наблюдения проводили с 21 апреля по 5 мая 2025 года. Свои выводы ученые представили на конференции по лунным и планетарным наукам в Техасе.
Среди 76 объектов 19 оказались так называемыми сверхбыстрыми ротаторами — астероидами, которые делают полный оборот за 2,2 часа или быстрее.
Когда ученые провели дополнительный анализ, они выделили среди них три необычных тела с еще более экстремальным вращением — их назвали ультра-быстрыми ротаторами. Периоды этих трех астероидов составляют менее пяти минут. Самый «шустрый» из этой «троицы» — астероид 2025 MN45 диаметром 710 метров. Он вращается быстрее любого другого астероида диаметром более 0,5 километра, который астрономы когда-либо находили. Один оборот вокруг оси занимает 1,88 минуты.
[shesht-info-block number=2]
По словам Вавилова, если бы 2025 MN45 представлял собой «груду щебня», он давно бы распался. По-видимому, объект не разрушился потому, что имеет прочную внутреннюю структуру и не относится к рыхлым телам. Фактически это либо огромный кусок твердой породы, либо тело, состоящее из железа и никеля, то есть, по сути, металлический астероид.
По мнению авторов научной работы, среди астероидов менее километра в диаметре, по всей видимости, встречаются объекты с нетипичными физическими свойствами намного чаще, чем предполагалось.
Работа по 2025 MN45 — только начало. Ученые будут использовать данные обсерватории Веры Рубин, чтобы анализировать физические свойства астероидов и расширять знания о составе, внутренней структуре и эволюции тел главного пояса.
Астрономы отыскали астероид с рекордной скоростью вращения
Восстановление утраченных зубов с помощью имплантатов — современный высокотехнологичный метод, чья эффективность напрямую зависит от способности костной ткани к заживлению и интеграции с имплантатом. Витамин D может играть значительную роль в этом процессе, регулируя обмен кальция и костный метаболизм. Однако его дефицит — глобальная проблема, которая, по данным различных исследований, затрагивает от 20% до 90% населения в разных регионах мира. Дефицит витамина D может замедлять процесс заживления и теоретически повышать риски осложнений после имплантации. Например, провоцировать развитие периимплантита - воспаления тканей, окружающих имплантат, которое способно привести к прогрессирующему истончению костной ткани и потере имплантата.
Целью рандомизированного контролируемого исследования, проведенного учеными Сеченовского Университета, было выяснить, как влияет на результат имплантации период начала коррекции дефицита витамина D у пациентов. Результаты исследования опубликовали в международном журнале Applied Sciences (MDPI).
В исследовании приняли участие 384 пациента от 18 до 50 лет с частичной адентией (отсутствием одного или нескольких зубов) и подтвержденным дефицитом витамина D. Пациентов разделили на две равные группы. Всем им назначили курс холекальциферола (витамина D3) в индивидуальной лечебной дозировке под наблюдением эндокринолога. Участникам первой группы зубные имплантаты установили после достижения нормального уровня витамина D в крови (целевой диапазон 30–60 нг/мл). Второй группе процедуру проводили непосредственно на фоне приема лечебных доз витамина. Длительность наблюдения за участниками составляла от одного года до 10 лет. Стабильность имплантата и состояние тканей вокруг него на контрольных осмотрах оценивали с помощью клинической и рентгенологической диагностики. Пациенты также посещали эндокринолога через два месяца после начала лечения, затем каждые полгода. Результаты исследования показали, что общий процент приживаемости имплантатов у участников составил 97.4. При этом статистически значимой разницы в устойчивости имплантатов или качестве костной ткани у пациентов, начавших коррекцию дефицита витамина D до имплантации или параллельно с ней, обнаружено не было.
У 10 участников исследования при контрольных осмотрах был диагностирован периимплантит. Его выявили у пациентов с исходно выраженным дефицитом витамина D (менее 20 нг/мл) или тяжелым дефицитом (менее 10 нг/мл). Причем в подгруппе участников с тяжелым дефицитом частота периимплантита достигала 25%, что указывает на особую уязвимость этой категории пациентов.
Как отметила один из авторов работы, д.м.н., профессор кафедры хирургической стоматологии Института стоматологии имени Е.В. Боровского Екатерина Дьячкова, проведенное исследование показывает, что своевременный скрининг уровня витамина D у пациентов, планирующих имплантацию, и последующая компенсация его дефицита значительно повышают успешность лечения. При незначительном недостатке витамина D в организме начинать имплантацию можно, не дожидаясь окончания курса коррекции. Однако при тяжелом дефиците достаточно высок риск отторжения имплантата, поэтому перед процедурой необходимо сначала нормализовать уровень витамина D под контролем эндокринолога.
В России выяснили, как свести к минимуму риск отторжения зубных имплантов
Поколениям британских школьников рассказывают следующий вариант событий, происходивших в Англии осенью 1066 года:
В середине сентября в Англию вторглась армия норвежского короля Харальда Сурового, который претендовал на английский престол. Вторжение произошло на северо-востоке, в Йоркшире. При этом основные войска англосаксонского короля Гарольда Годвинсона в этот момент были сосредоточены на юге, на побережье пролива Ла-Манш, где ожидалось вторжение армии другого претендента на престол, нормандского герцога Вильгельма.
Поскольку, как считалось до сих пор, за несколько недель до этих событий король Гарольд расформировал свой флот, ему пришлось срочно отправить свои войска в пеший сухопутный поход на север. Английская армия преодолела около 480 километров, чтобы 25 сентября вступить в сражение с викингами у Стамфорд-Бриджа, недалеко от Йорка. Битва закончилась полной победой англичан.
Тем временем, 28 сентября на английское побережье у города Гастингса высадилась армия Вильгельма Завоевателя. Узнав об этом, Гарольд в первых числах октября отправился со своей армией обратно на юг, совершив 200-мильный марш-бросок по суше.
Английские войска, измученные предыдущим походом и битвой, за десять дней пешком преодолели около 320 километров, разделяющих Йорк и Лондон, а затем двинулись дальше, к Гастингсу. 14 октября состоялась битва при Гастингсе, в которой выбившаяся из сил армия Гарольда Годвинсона потерпела сокрушительное поражение, а сам он был убит. Это событие заложило основу для нормандского завоевания Англии и изменило ход английской истории на многие поколения вперед.
Однако профессор средневековой истории и литературы в Университете Восточной Англии Том Лайсенс пришел к выводу, что 200-мильный пеший марш-бросок с севера на юг, который принято интерпретировать как ключевой фактор поражения Гарольда, на самом деле — не более, чем легенда, сформировавшаяся в викторианскую эпоху.
Лайсенс тщательно проанализировал девять сохранившихся рукописных версий Англосаксонской хроники — одного из самых ранних и полных письменных источников английской истории, — а также дополнительные источники XI века, и обнаружил, что во всех этих текстах нет никаких упоминаний о тяжелом сухопутном походе войска Гарольда к месту битвы при Гастингсе.
Мало того, выяснилось, что Гарольд вовсе не распускал свой флот. К убеждению о том, что англичане в сентябре 1066 года остались без флота, и это сделало сухопутное передвижение войск неизбежным, викторианских историков привело ошибочное толкование древнеанглийских текстов, посчитал Лайсенс.
Путаница произошла из-за упоминания в Англосаксонской хронике о том, что английский флот, находившийся в течение лета 1066 года в Ла-Манше на случай вторжения нормандцев, в начале сентября «вернулся домой».
Влиятельные историки викторианской эпохи истолковали это, как отправку военных кораблей обратно в порты по всей стране, откуда Гарольд их ранее собрал. Однако, пришел к выводу Лайсенс, фраза о том, что флот «вернулся домой» на самом деле означала лишь то, что корабли вернулись на свою базу в Лондоне, в устье Темзы. Именно в таком значении это выражение использовалось в других источниках XI века.
Таким образом, у Гарольда на момент начала событий был флот, которым он не преминул воспользоваться — если верить источникам того времени, сотни кораблей сначала поддерживали военную кампанию против викингов на севере, а затем вернулись на юг, чтобы, по приказу Гарольда, заблокировать войска Вильгельма Завоевателя с моря. Правда, морское сражение, состоявшееся у Гастингса, закончилось неудачей для английского флота.
Причем, как выяснил Лайсенс, в ходе обоих морских походов, с юга на север и с севера на юг вдоль восточного побережья Британии, на кораблях перемещалась большая часть английского войска. То есть, воины не шли пешком, и у них была возможность отдохнуть.
Таким образом, вопреки устоявшимся представлениям, военная кампания Гарольда осени 1066 года представляла собой не отчаянный марш-бросок через всю Англию, а спланированную сухопутно-морскую операцию, которая, тем не менее, привела к победе нормандских завоевателей, но по иным причинам, чем считали до сих пор, подытожил Лайсенс.
Как сообщается в пресс-релизе Университета Восточной Англии, результаты своего исследования ученый представит на конференции «Морской и политический мир 1066 года», которая пройдет в Оксфордском университете 24 марта.
Знаменитый 200-мильный марш англичан при Гастингсе назвали мифом
Питоны — яркий пример живого организма с экстремальной моделью питания и голодания. Они могут вырастать до размеров телефонного столба, способны проглотить антилопу целиком, обходиться без еды месяцами и даже годами — и все это при сохранении здорового сердца и большой мышечной массы.
После того, как питон проглотил добычу, равную его собственному весу, для обеспечения пищеварения объем большинства органов змеи увеличивается более, чем на 50%, а метаболизм (обмен веществ) ускоряется в четыре тысячи раз. Когда пища переварена, все процессы возвращаются к исходному состоянию и остаются такими на протяжении всего периода голодания.
Группа исследователей из Университета Колорадо в Боулдере, Стэнфордского и Бэйлорского университетов (США) предположила, что экстремальные режимы питания и постпрандиальные реакции (физиологические процессы в организме после приема пищи) питонов отражаются в столь же экстремальных молекулярных реакциях. А поскольку большинство млекопитающих питается небольшими порциями и часто, питоны представляют собой уникальную модель для обнаружения таких молекул.
С этой целью ученые, статья которых опубликована в журнале Nature Metabolism, изучили образцы крови королевских и бирманских питонов, которых кормили раз в 28 дней. Кровь у подопытных брали на анализ сразу после приема пищи.
Исследователи обнаружили в общей сложности 208 метаболитов (продуктов обмена веществ), концентрация которых в крови питонов значительно повышалась после еды. А уровень одного метаболита, пара-тирамин-О-сульфата (pTOS), увеличивался в тысячу раз.
Дальнейшие исследования показали, что pTOS вырабатывают кишечные бактерии питона при переработке аминокислоты тирозина, поступающей с богатой белком пищей.
Когда pTOS отдельно вводили в организм питонов, у них резко возрастала активность нейронов в вентромедиальном ядре гипоталамуса. Этот регион мозга называют центром насыщения, он регулирует энергетический гомеостаз — баланс между сытостью и голодом, притоком и расходом энергии.
При введении высоких доз pTOS тучным лабораторным мышам у них тоже активизировалось вентромедиальное ядро гипоталамуса. Это приводило к снижению аппетита и похудению, причем без желудочно-кишечных проблем, потери мышечной массы или упадка сил.
Все это позволило исследователям сделать вывод, что именно в pTOS заключается секрет метаболических сверхспособностей питонов. Это вещество передает сигналы между кишечником и мозгом, обеспечивая змеям нормальный энергетический гомеостаз в экстремальных условиях — накопление питательных веществ после обильной трапезы, а затем снижение аппетита и мобилизацию внутренних энергетических резервов в условиях отсутствия пищи.
В организме мышей pTOS не вырабатывается, чего нельзя сказать о человеческом организме — в среднем, уровень этого метаболита в крови повышается после еды в два-пять раз. В планах исследователей — выяснить, как работает pTOS у людей. Не исключено, что это вещество станет основой для нового подхода к лечению ожирения.
Кроме того, команда планирует определить функции других метаболитов, уровень которых у питонов существенно, на 500–800%, повышается после приема пищи.
Ученые поняли, как питоны подавляют аппетит и долго обходятся без еды
Ученые обеспокоены влиянием нанопластика на человека и не зря: частицы размером меньше микрометра могут проникать через кишечник и накапливаться во внутренних органах. Добраться они могут и до мозга, где останутся навсегда, а долговременные последствия этого нам неизвестны. При этом люди получают все больше частиц пластика из еды и питья — контейнеры для их хранения и перевозки разрушаются во время использования, фильтрация несовершенна, растения и животные также накапливают нанопластик в тканях.
С новыми вызовами могут помочь традиционные продукты и техники. Человечество тысячи лет использует молочнокислые бактерии для своей пользы. Эти микроорганизмы в процессе питания перерабатывают сахара и органические кислоты растительного и животного происхождения в другие кислоты, в основном — в молочную. Так производят кефир, квашеную капусту и их варианты по всему миру. После обработки бактериями продукт легче усваивается человеком и дольше хранится, потому что молочная кислота — естественный консервант.
Более того, молочнокислые бактерии живут и у нас в кишечнике. Там они тоже помогают нам переваривать пищу и подавляют рост болезнетворных бактерий. Молочнокислые бактерии называют пробиотиками, и в случае болезни, если микрофлора кишечника нарушена и этих бактерий в нем становится слишком мало, их количество можно восстановить, принимая одновременно пробиотики и пребиотики — бактерии и продукты, которыми они могут питаться.
[shesht-info-block number=1]
Исследователи из Всемирного института кимчи (Корея) предположили, что молочнокислые бактерии могут справиться и с нанопластиком. Они нашли штамм молочнокислой бактерии, который эффективно связывает частицы полистирола в кишечнике. Работа опубликована в журнале Bioresource Technology.
Кимчи — квашеная острая пекинская капуста, но иногда так называют и другие овощи, приготовленные по той же технологии ферментации. Это важное, ежедневное блюдо типичного рациона жителей Кореи. Из образцов кимчи ученые извлекли и размножили несколько штаммов бактерий Latilactobacillus sakei, Leuconostoc mesenteroides и Weissella cibaria. Бактерии контактировали с нанопластиком до трех часов при температуре 4-55° Цельсия в диапазонах кислотности 3-9 pH.
Исследование провели с использованием наночастиц полистирола, из которого часто делают одноразовые контейнеры для еды, упаковки йогуртов и одноразовые приборы. В России этот пластик маркируют «06» и PS.
В лабораторных экспериментах лучшие результаты показал штамм Leuconostoc mesenteroides CBA3656 — бактерии захватили 87 процентов пластика. В условиях, аналогичных человеческому кишечнику, эти бактерии связали 57 процентов пластика. Контрольный штамм Latilactobacillus sakei CBA3608 в тех же экспериментах справился хуже — при переходе на человеческую среду показатель удержания снизился с 85 процентов до трех.
[shesht-info-block number=2]
Штамм CBA3656 подтвердил эффективность на лабораторных мышах, у которых не было собственной микробиоты кишечника. Мыши получали нанопластик и бактерии с едой, а ученые оценивали, сколько из съеденного полистирола вышло из организма животного. По сравнению с контрольной группой, фекалии мышей, получавших бактерии, содержали в два раза больше нанопластика. Эффект проявился и у самцов, и у самок.
«Загрязнение пластиком все чаще признается не только экологической проблемой, но и проблемой общественного здравоохранения. Наши результаты показывают, что микроорганизмы, полученные из традиционных ферментированных продуктов, могут дать новый биологический подход к решению этой новой проблемы. Мы продолжим изучать и расширять применение микробной среды кимчи в науке», — сказала доктор Се Хи Ли (Dr. Se Hee Lee), ведущий автор исследования.
Бактерии из кимчи смогли защитить кишечник от нанопластика
Поколениям британских школьников рассказывают следующий вариант событий, происходивших в Англии осенью 1066 года:
В середине сентября в Англию вторглась армия норвежского короля Харальда Сурового, который претендовал на английский престол. Вторжение произошло на северо-востоке, в Йоркшире. При этом основные войска англосаксонского короля Гарольда Годвинсона в этот момент были сосредоточены на юге, на побережье пролива Ла-Манш, где ожидалось вторжение армии другого претендента на престол, нормандского герцога Вильгельма.
Поскольку, как считалось до сих пор, за несколько недель до этих событий король Гарольд расформировал свой флот, ему пришлось срочно отправить свои войска в пеший сухопутный поход на север. Английская армия преодолела около 480 километров, чтобы 25 сентября вступить в сражение с викингами у Стамфорд-Бриджа, недалеко от Йорка. Битва закончилась полной победой англичан.
Тем временем, 28 сентября на английское побережье у города Гастингса высадилась армия Вильгельма Завоевателя. Узнав об этом, Гарольд в первых числах октября отправился со своей армией обратно на юг, совершив 200-мильный марш-бросок по суше.
Английские войска, измученные предыдущим походом и битвой, за десять дней пешком преодолели около 320 километров, разделяющих Йорк и Лондон, а затем двинулись дальше, к Гастингсу. 14 октября состоялась битва при Гастингсе, в которой выбившаяся из сил армия Гарольда Годвинсона потерпела сокрушительное поражение, а сам он был убит. Это событие заложило основу для нормандского завоевания Англии и изменило ход английской истории на многие поколения вперед.
Однако профессор средневековой истории и литературы в Университете Восточной Англии Том Лайсенс пришел к выводу, что 200-мильный пеший марш-бросок с севера на юг, который принято интерпретировать как ключевой фактор поражения Гарольда, на самом деле — не более, чем легенда, сформировавшаяся в викторианскую эпоху.
Лайсенс тщательно проанализировал девять сохранившихся рукописных версий Англосаксонской хроники — одного из самых ранних и полных письменных источников английской истории, — а также дополнительные источники XI века, и обнаружил, что во всех этих текстах нет никаких упоминаний о тяжелом сухопутном походе войска Гарольда к месту битвы при Гастингсе.
Мало того, выяснилось, что Гарольд вовсе не распускал свой флот. К убеждению о том, что англичане в сентябре 1066 года остались без флота, и это сделало сухопутное передвижение войск неизбежным, викторианских историков привело ошибочное толкование древнеанглийских текстов, посчитал Лайсенс.
Путаница произошла из-за упоминания в Англосаксонской хронике о том, что английский флот, находившийся в течение лета 1066 года в Ла-Манше на случай вторжения нормандцев, в начале сентября «вернулся домой».
Влиятельные историки викторианской эпохи истолковали это, как отправку военных кораблей обратно в порты по всей стране, откуда Гарольд их ранее собрал. Однако, пришел к выводу Лайсенс, фраза о том, что флот «вернулся домой» на самом деле означала лишь то, что корабли вернулись на свою базу в Лондоне, в устье Темзы. Именно в таком значении это выражение использовалось в других источниках XI века.
Таким образом, у Гарольда на момент начала событий был флот, которым он не преминул воспользоваться — если верить источникам того времени, сотни кораблей сначала поддерживали военную кампанию против викингов на севере, а затем вернулись на юг, чтобы, по приказу Гарольда, заблокировать войска Вильгельма Завоевателя с моря. Правда, морское сражение, состоявшееся у Гастингса, закончилось неудачей для английского флота.
Причем, как выяснил Лайсенс, в ходе обоих морских походов, с юга на север и с севера на юг вдоль восточного побережья Британии, на кораблях перемещалась большая часть английского войска. То есть, воины не шли пешком, и у них была возможность отдохнуть.
Таким образом, вопреки устоявшимся представлениям, военная кампания Гарольда осени 1066 года представляла собой не отчаянный марш-бросок через всю Англию, а спланированную сухопутно-морскую операцию, которая, тем не менее, привела к победе нормандских завоевателей, но по иным причинам, чем считали до сих пор, подытожил Лайсенс.
Как сообщается в пресс-релизе Университета Восточной Англии, результаты своего исследования ученый представит на конференции «Морской и политический мир 1066 года», которая пройдет в Оксфордском университете 24 марта.
Британский историк назвал знаменитую подробность битвы при Гастингсе мифом
Питоны — яркий пример живого организма с экстремальной моделью питания и голодания. Они могут вырастать до размеров телефонного столба, способны проглотить антилопу целиком, обходиться без еды месяцами и даже годами — и все это при сохранении здорового сердца и большой мышечной массы.
После того, как питон проглотил добычу, равную его собственному весу, для обеспечения пищеварения объем большинства органов змеи увеличивается более, чем на 50%, а метаболизм (обмен веществ) ускоряется в четыре тысячи раз. Когда пища переварена, все процессы возвращаются к исходному состоянию и остаются такими на протяжении всего периода голодания.
Группа исследователей из Университета Колорадо в Боулдере, Стэнфордского и Бэйлорского университетов (США) предположила, что экстремальные режимы питания и постпрандиальные реакции (физиологические процессы в организме после приема пищи) питонов отражаются в столь же экстремальных молекулярных реакциях. А поскольку большинство млекопитающих питается небольшими порциями и часто, питоны представляют собой уникальную модель для обнаружения таких молекул.
С этой целью ученые, статья которых опубликована в журнале Nature Metabolism, изучили образцы крови королевских и бирманских питонов, которых кормили раз в 28 дней. Кровь у подопытных брали на анализ сразу после приема пищи.
Исследователи обнаружили в общей сложности 208 метаболитов (продуктов обмена веществ), концентрация которых в крови питонов значительно повышалась после еды. А уровень одного метаболита, пара-тирамин-О-сульфата (pTOS), увеличивался в тысячу раз.
Дальнейшие исследования показали, что pTOS вырабатывают кишечные бактерии питона при переработке аминокислоты тирозина, поступающей с богатой белком пищей.
Когда pTOS отдельно вводили в организм питонов, у них резко возрастала активность нейронов в вентромедиальном ядре гипоталамуса. Этот регион мозга называют центром насыщения, он регулирует энергетический гомеостаз — баланс между сытостью и голодом, притоком и расходом энергии.
При введении высоких доз pTOS тучным лабораторным мышам у них тоже активизировалось вентромедиальное ядро гипоталамуса. Это приводило к снижению аппетита и похудению, причем без желудочно-кишечных проблем, потери мышечной массы или упадка сил.
Все это позволило исследователям сделать вывод, что именно в pTOS заключается секрет метаболических сверхспособностей питонов. Это вещество передает сигналы между кишечником и мозгом, обеспечивая змеям нормальный энергетический гомеостаз в экстремальных условиях — накопление питательных веществ после обильной трапезы, а затем снижение аппетита и мобилизацию внутренних энергетических резервов в условиях отсутствия пищи.
В организме мышей pTOS не вырабатывается, чего нельзя сказать о человеческом организме — в среднем, уровень этого метаболита в крови повышается после еды в два-пять раз. В планах исследователей — выяснить, как работает pTOS у людей. Не исключено, что это вещество станет основой для нового подхода к лечению ожирения.
Кроме того, команда планирует определить функции других метаболитов, уровень которых у питонов существенно, на 500–800%, повышается после приема пищи.
В крови питона обнаружили вещество, подавляющее аппетит
Голожаберные моллюски — небольшие животные, обитающие в неглубоких областях теплых морей. У многих из них яркая окраска, за которую их зовут «морскими бабочками», а некоторые виды называют «морскими зайчиками» за отростки-ушки на голове. Моллюскам доступно множество форм и все цвета радуги, а также резкие переходы между ними.
Международная команда исследователей под руководством Самуэля Хамфри (Samuel Humphrey) из Института коллоидов и межфазных границ имени Макса Планка (Германия) детально изучила, как моллюски обеспечивают себе такое разнообразие цветов. Оказалось, что они пользуются структурной окраской, а не только пигментами. Детали опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Цвет можно получить двумя способами. Первый — использовать пигменты. Это вещества с разным химическим составом, избирательно поглощающие свет, такие как хлорофилл, меланин и каротин. Раньше ученые думали, что голожаберные моллюски окрашены именно ими.
[shesht-info-block number=2]
Но оказалось, что эти животные используют второй метод — структурную окраску. За цвет отвечает не поглощение света, а его преломление и интерференция на поверхности сложной наноструктуры. Цвет зависит от размеров и расположения элементов в такой структуре, их показателей преломления, а также от числа слоев, участвующих в этом. Структурная окраска используется жуками, растениями и птицами, чаще всего с ее помощью в природе образуются оттенки синего и радужные переливы.
Ученые выяснили, что голожаберные моллюски используют для формирования этих наноструктур гуанин, одно из азотистых оснований ДНК. Молекулы гуанина могут собираться в нанокристаллы, а расположение этих нанокристаллов определяет цвет, который будет отражен от животного.
[shesht-info-block number=1]
Раньше голожаберных моллюсков считали пользователями пигментов, потому что их окраска выглядит скорее матовой, чем блестящей, а структурная окраска у животных и растений в основном сопровождается блеском. Но у этих животных структуры, дающие им цвета, направляют один и тот же цвет в разные стороны, что подавляет блеск. Более того, они работают, как пиксели, точки пуантилистов или мазки импрессионистов: цвет создается не единым полотном, а набором маленьких цветных элементов, которые на удалении передают нужный цвет.
Голожаберные моллюски использовали нанотехнологии для собственной окраски