Сообщество - Край Будущего

Край Будущего

872 поста 320 подписчиков

Популярные теги в сообществе:

3

Ученые впервые исследовали изменения костных клеток по мере старения организма!

Сегодня мы поговорим о том, что происходит с нашими костями, когда мы стареем. Да-да, это та самая тема, которая зачастую заставляет нас задумываться о тех самых "таблетках для крепости костей". Вот и сам вопрос: почему же с возрастом наши остеоциты, главные регуляторы здоровья костей, начинают вести себя иначе?

Остеоциты — это не просто клетки, заполняющие наше костное пространство. Они, можно сказать, настоящие шеф-повара в мире костной ткани, управляющие её прочностью и состоянием. Ранее их считали лишь «пассивными запол填ителями», а сейчас мы понимаем, что они выступают в роли датчиков деформации, реагируя на физические нагрузки и передавая сигналы остальным костным клеткам. Они словно джедаи, которые умеют чувствовать механическое воздействие и в ответ лепят свои «биохимические» решения.

Группа ученых из Техасского университета в Остине решила погрузиться в эти загадочные процессы. Они выделили первичные остеоциты из позвонков молодых мышей и подвергли их воздействию облучения. Да, нельзя не отметить, что 10 грей — это достаточно много, но цель была одна: создать условия стресса, которые помогут обсудить старение клеток. Что же нашлось в результате?

Исследование показало, что стареющие остеоциты не могут так эффективно восстанавливать свою функцию, как их молодые собратья. Активность фермента бета-галактозидазы, который служит индикатором клеточного старения, была значительно ниже у стареющих клеток. Это позволяло ученым увидеть, что старение делает остеоциты жестче, изменяя их архитектуру и функцию. Бедные косточки!

Старение наших остеоцитов приводит к тому, что они теряют эластичность и перестают нормально реагировать на механические нагрузки. В результате, наша способность к поддержанию прочности костей начинает страдать, увеличивая риск развития остеопороза и других костных заболеваний.

Это открытие важно не только для понимания механизмов старения, но и для разработки новых стратегий профилактики остеопороза. Ученые предполагают, что благодаря исследованиям, подобным этому, мы сможем оценивать функциональность остеоцитов и находить новые терапевтические пути для их «омоложения».

Так что же нас ждет впереди? Определенно, дальнейшие исследования в этой области поднимут множество важных вопросов относительно здоровья костной ткани. Мы можем работать над тем, как стимулы, такие как физическая нагрузка или специальные упражнения, влияют на остеоциты, что в итоге может помочь нам сохранить здоровье наших костей на долгие годы.

Возможно, в будущем, мы увидим инновационные подходы к укреплению костей и улучшению здоровья, которые будут основываться на более глубоком понимании механики остеоцитов. Кому не хочется оставить свой след в этом научном пробивном мире?

Так что, друзья, будем внимательнее к своим костям, а также к остеоцитам! Заботьтесь о своем теле, и оно ответит вам здоровьем в более зрелом возрасте!

Показать полностью
4

Малоэффективное лекарство от шизофрении помогло забыть пережитые страхи!

Малоэффективное лекарство от шизофрении помогло забыть пережитые страхи! Мозг, Психиатрия, Медицина, Наука

Тяжелые навязчивые воспоминания — один из основных симптомов посттравматического стрессового расстройства, который зачастую препятствует продуктивному преодолению психологических трудностей. Новые исследования могут оказать значительное влияние на лечение этого состояния.

Исследуя реакцию психики лабораторных животных на стрессовые переживания, ученые из Института нейробиологии Автономного университета Барселоны (Испания) фиксировали конечности самок мышей к металлической раме с помощью лент, максимально ограничивая их возможность свободного передвижения в клетках. Это вызывало у грызунов состояние страха и тревоги. Спустя полчаса после освобождения мышам вводили препарат осанетан. Через шесть дней лабораторные животные проходили тестирование по стандартной методике, определяющей реакцию на пережитое эмоциональное напряжение. Мыши, получившие инъекцию лекарства, почти не помнили о неприятных событиях. Об этом ученые сообщили в статье для журнала Brain Medicine.

Примечательно, что более ранние исследования той же лаборатории показали, что осанетан ухудшает память о страхе у мышей-самцов и усиливает эту способность у самок. Противоположный эффект был объяснен тем, что препарат взаимодействует с нейронными рецепторами двух половых гормонов: тестостерона у самцов и эстрогена у самок. Однако в тех экспериментах самки мышей не подвергались стрессу, что подразумевает, что стресс также может изменять реакцию на препарат, воздействуя на нейронные связи. Причины и механизмы этого явления еще предстоит выяснить ученым.

Хорошая новость заключается в том, что осанетан — это изученный и безопасный препарат, что подтверждается клиническими испытаниями, отметил руководитель исследования, профессор Рауль Андеро.

Работа ученых из Калифорнийского технологического института продемонстрировала, что осанетан, первоначально разработанный для лечения шизофрении, статистически достоверно снижает уровень нейрокинина B, который связан с агрессивной реакцией на стресс. Мыши, получавшие этот препарат, хорошо переносили двухнедельную изоляцию и вели себя нормально, не проявляя агрессии, в отличие от грызунов из контрольной группы, которые остро реагировали на угрозы.

Исследования испанских нейробиологов особенно важны, поскольку навязчивые воспоминания и неспособность избавиться от них или контролировать их оказывают разрушительное воздействие на психику пациентов, страдающих посттравматическим стрессовым расстройством. Наиболее мучительные симптомы ПТСР — это повторяющиеся навязчивые воспоминания и сны, когда человек может ощущать, что события происходят вновь и вновь.

«Мозг не выглядит так, словно человек что-то вспоминает. Он выглядит так, словно переживает нечто здесь и сейчас», — отметила нейробиолог Даниэла Шиллер из Медицинской школы IMMS в Нью-Йорке (США), проводившая МРТ-сканирование мозга людей, переживших серьезный стресс.

Показать полностью
9

Биологи обнаружили нераскрытый клеточный путь восстановления митохондрий!

Биологи обнаружили нераскрытый клеточный путь восстановления митохондрий! Наука, Медицина, Биология, Молекулярная биология

Визуализация клетки под стрессом репликации митохондиральной ДНК методом CLEM. ДНК (зелёная) выбрасывается из митохондрий (фиолетовые) и поглощается лизосомой, которая содержит ретромер (голубой). Сверху справа: объемная реконструкция.

Исследователи из Германии сделали значительное открытие, выявив систему, способную удалять поврежденную митохондриальную ДНК и предотвращать старение клеток. Ключевую роль в этом процессе играет белок VPS35, который направляет дефектные участки в лизосомы для переработки. Это открытие проливает свет на то, как клетки избегают накопления мутаций, которые могут приводить к таким заболеваниям, как болезнь Паркинсона, Альцгеймера и диабет.

Митохондрии, являющиеся энергетическими станциями клеток, содержат свою собственную ДНК, которая со временем подвергается повреждениям из-за окислительного стресса. Накопление дефектов в митохондриальной ДНК приводит к сбоям в выработке энергии, ускоряет процессы старения и способствует развитию нейродегенеративных заболеваний.

Ранее ученые знали, что клетки способны удалять целые поврежденные митохондрии посредством аутофагии, однако механизмы точечного «ремонта» оставались неясными. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, раскрывает детали пересборки дефектной митохондриальной ДНК.

С применением метода пространственной протеомики биологи обнаружили, что в условиях стресса митохондрии активно взаимодействуют с лизосомами — клеточными «перерабатывающими центрами». При искусственном повреждении митохондриальной ДНК через мутацию белка Twinkle активируется белковый комплекс ретромера, в который входит ключевой компонент VPS35.

Этот комплекс формирует везикулы — микроскопические пузырьки, которые отделяют поврежденные участки ДНК от здоровых и направляют их в лизосомы. Внутри лизосом ферменты расщепляют дефектный генетический материал.

Эксперименты на человеческих клетках линии HeLa показали, что подавление VPS35 приводит к увеличению количества поврежденной митохондриальной ДНК на 60%, в то время как активация этого белка ускоряет процесс «чистки» в три раза. Подтверждение результатов было получено и на плодовых мушках: у насекомых с искусственными мутациями митохондриальной ДНК активация VPS35 восстановила функции митохондрий на 80% и устранила дефекты развития.

При использовании метода корреляционной световой и электронной микроскопии (CLEM) исследователи визуализировали этот процесс: ДНК покидает митохондрии через поры, образованные белком-регулятором апоптоза BAX, и сразу же попадает в везикулы, избегая накопления в цитоплазме.

Открытие механизма лизосомальной утилизации митохондриальной ДНК объясняет, как клетки предотвращают «засорение» поврежденной ДНК. Управление активностью ретромера может стать стратегией для предотвращения накопления повреждений в митохондриях и поддержания здоровья клеток.

Показать полностью 1
15

Первый модуль лунной орбитальной станции Gateway прибыл в США!

Первый модуль лунной орбитальной станции Gateway прибыл в США! Космонавтика, NASA, SpaceX, Луна, Колонизация луны, Артемида (космическая программа)

От величественных гор Турина до бескрайних пустынь Аризоны ключевой элемент Gateway, первой лунной космической станции человечества, теперь на шаг ближе к своей цели — Луне. На этом снимке, сделанном 1 апреля 2025 года, запечатлен HALO (Habitation and Logistics Outpost) — первый прессurized модуль Gateway и один из его основополагающих компонентов, который недавно прибыл в Гилберт, штат Аризона, после своего производства компанией Thales Alenia Space в Турине, Италия.

Теперь, находясь на территории США, модуль пройдет завершающую доработку у основного подрядчика Northrop Grumman, прежде чем будет интегрирован с элементом питания и продвижения в Космическом центре Кеннеди NASA. В совокупности эти два модуля будут отправлены на лунную орбиту на ракете SpaceX Falcon Heavy в рамках миссии "Artemis IV".

HALO станет опорой для астронавтов, посещающих Gateway, и будет выполнять функции центра управления и контроля для космической станции. Он будет оснащен стыковочными портами для космических кораблей, таких как Orion от NASA, логистических транспортных средств и лунных посадочных аппаратов. Кроме того, модуль обеспечит обработку данных, хранение и распределение энергии, терморегуляцию, а также возможности связи и отслеживания.

Прибытие HALO знаменует собой важную веху в строительстве Gateway, краеугольного камня программы Artemis NASA, направленной на продвижение науки и исследований на Луне и в её окрестностях, подготавливая почву для следующего великого шага: первых человеческих миссий на Марс.

Показать полностью 1
4

Телескоп Хаббл пытается определить скорость вращения Урана с высокой точностью

Телескоп Хаббл пытается определить скорость вращения Урана с высокой точностью Астрофизика, Вселенная, Астрономия, Наука, Солнечная система, Уран, Телескоп Хаббл

Привет, космические любители! Сегодня у нас на повестке дня – Уран, планета, которая редко попадает в заголовки, но на этой неделе успела произвести настоящий фурор! Международная команда астрономов под руководством Лорана Лами наконец-то смогла измерить внутреннюю скорость вращения этой загадочной планеты с помощью космического телескопа Хаббл. И знаете что? Им удалось достичь уровня точности, который в тысячу раз превышает предыдущие оценки! Вот это прорыв!

Хороший вопрос! Определение внутренней скорости вращения планеты крайне важно для понимания её магнитного поля и других процессов, которые происходят в её атмосфере. В случае Урана это было особенно сложно, так как прямые измерения почти невозможны. Но не беда! Команда Лами разработала новаторскую методику, отслеживая вращательное движение аврор – световых феноменов, возникающих из-за энергии частиц, взаимодействующих с магнитным полем планеты.

Эти авроры по сути являются световыми отражениями истинных процессов, происходящих в недрах Урана. И, как сообщил Лами, Уран завершает полный оборот за 17 часов, 14 минут и 52 секунды – на 28 секунд дольше, чем оценка, полученная во время миссии NASA Voyager 2 в 1986 году. Вот это тебе не шутки!

Как отметил Лами, это исследование решает давнюю проблему: старые координатные системы на основе устаревших периодов вращения стали неточными. Теперь учёные могут отслеживать магнитные полюса Урана с гораздо большей точностью. Это открывает новые горизонты для анализа данных аврор, которые собирались за почти 40 лет!

«С новой системой долготы мы можем сравнивать данные, полученные за длительный период, и даже готовиться к будущим миссиям к этой уникальной планете», - добавил он. Так что, похоже, мы на пороге новых захватывающих открытий!

Как же команда смогла добиться такого успеха? Благодаря долгосрочным наблюдениям с Хаббла. Ученые ежедневно записывали ультрафиолетовые авроры Урана, что дало им возможность увидеть периодический сигнал. Без таких данных достижение такой точности было бы невозможным. Хаббл, как всегда, на высоте - он продолжает быть незаменимым инструментом для астрономов.

Теперь давайте поговорим о том, как авроры Урана отличаются от тех, что мы наблюдаем на Земле или на Юпитере и Сатурне. Уран имеет сильно наклонённое магнитное поле, что делает его авроры не только уникальными, но и довольно непредсказуемыми. Это еще один интересный аспект, который придется исследовать при подготовке новых миссий!

Эти результаты создают крепкую базу для дальнейших исследований, которые помогут лучше понять одну из самых загадочных планет солнечной системы. Программы планетарных исследований в США уже думают о концепции орбитального аппарата и зонда, который отправится к Урану и продолжит исследования.

Так что, друзья, космическое путешествие только начинается! Уран больше не будет «темной лошадкой» среди планет, теперь его внутренние процессы начнут раскрываться с новым уровнем детализации. Кто знает, какие секреты еще ждут нас в этой холодной, но захватывающей точке космоса?

Показать полностью
5

СВЧ-технология московских ученых усовершенствует алмазные пластины для электроники будущего!

СВЧ-технология московских ученых усовершенствует алмазные пластины для электроники будущего! Наука, Промышленность, Производство, Инженер

Передовая инженерная школа СВЧ-электроники РТУ МИРЭА занимается разработкой технологии обработки алмазов для нужд электроники. Исследователи изучают методы обработки алмазных пластин, открывая новые горизонты для создания сверхточных микроволновых устройств и высокотехнологичной электроники.

Алмаз — это не только драгоценный камень, но и уникальный материал, обладающий исключительными свойствами для электроники. Его выдающаяся теплопроводность и стойкость к высоким температурам делают его идеальным кандидатом для применения в СВЧ-технике и твердотельной электронике. Тем не менее, обработка алмазных поверхностей всегда представляла собой сложную задачу.

Ученые РТУ МИРЭА разработали инновационные методы термохимической обработки (ТХО) алмазных пластин, которые позволяют с высокой скоростью и точностью придавать поверхностям необходимые характеристики. Эта технология функционирует как в вакууме, так и в водородной среде, что значительно расширяет ее область применения.

«Наша разработка позволит создавать более эффективные и миниатюрные электронные компоненты для систем связи, радиолокации и медицинской техники, — отмечает Андрей Алтухов, заведующий лабораторией «Алмазная СВЧ-электроника» РТУ МИРЭА. — Это шаг к новому поколению устройств, где критически важны скорость, надежность и энергоэффективность».

Преимущества данной технологии заключаются в высокой скорости обработки, что сокращает время производства; точности, позволяющей создавать прецизионные структуры; и универсальности, обеспечивающей ее применение как для монокристаллических, так и для поликристаллических алмазов.

В настоящее время технология проходит стадию апробации, а специалисты РТУ МИРЭА готовят предложения для запуска опытно-конструкторских работ. В перспективе планируется создание опытной установки для термохимической обработки, которая может стать основой для промышленного внедрения.

«Мы не просто улучшаем существующие методы — мы создаем фундамент для будущих технологических решений», — подчеркивает Алтухов.

Показать полностью 1
5

Вторая ступень перспективной ракеты Neutron прошла все испытания!

Вторая ступень перспективной ракеты Neutron прошла все испытания! Космонавтика, Промышленность, Запуск ракеты, Ракетостроение

Специалисты компании Rocket Lab с гордостью объявили о завершении квалификационных испытаний второй ступени ракеты Neutron.

Инженеры Rocket Lab провели комплексную серию тестов, которые включали испытания второй ступени ракеты при повышенном давлении, оценку механических нагрузок, а также проверку работы ее систем и программного обеспечения. Ступень успешно преодолела все испытания. Первый запуск Neutron может состояться уже во второй половине текущего года.

Частично многоразовая ракета-носитель Neutron будет способна выводить на низкую околоземную орбиту грузы весом до 13 тонн. Она обладает уникальной конструкцией, главной особенностью которой является то, что в момент старта вторая ступень ракеты располагается внутри первой, оснащенной раскрывающимся и закрывающимся головным обтекателем.

По достижении необходимой стадии полета первая ступень Neutron раскроет обтекатель и освободит вторую ступень с полезной нагрузкой, после чего закроет обтекатель и вернется на Землю для подготовки к следующему полету.

После успешного отделения второй ступени, она продолжит свой путь к орбите, используя свои двигатели для достижения необходимой скорости и высоты. Вторая ступень Neutron будет оснащена современными системами навигации и управления, что обеспечит точное выведение полезной нагрузки на заданную орбиту.

Одной из ключевых задач, стоящих перед инженерами Rocket Lab, является оптимизация процессов повторного использования первой ступени. После завершения полета и приземления, первая ступень будет проходить тщательную проверку и техническое обслуживание, что позволит значительно снизить затраты на последующие запуски.

Rocket Lab также активно работает над расширением возможностей ракеты Neutron, включая планы по интеграции новых технологий для повышения ее эффективности и надежности. Ожидается, что Neutron станет важным игроком на рынке космических запусков, предоставляя услуги как для коммерческих, так и для государственных клиентов.

С учетом растущего спроса на спутниковые запуски и исследования космоса, Rocket Lab надеется, что ракета Neutron сможет занять свою нишу среди других многоразовых ракет, таких как SpaceX Falcon 9. Первый пуск Neutron станет важным шагом в развитии компании и ее амбициозных планов по освоению космоса.

Показать полностью
6

Триллионы видов, 3 миллиарда лет: как мы использовали искусственный интеллект для отслеживания эволюции бактерий на Земле?

На Земле насчитывается около триллиона видов микроорганизмов, среди которых преобладают бактерии.

Триллионы видов, 3 миллиарда лет: как мы использовали искусственный интеллект для отслеживания эволюции бактерий на Земле? Наука, Ученые, Биология, Научпоп, Длиннопост

Бактерии представляют собой одноклеточные организмы, лишенные костной структуры и не имеющие внешнего сходства с крупными животными, оставляющими четкие следы в геологической летописи, которые палеонтологи могут изучать на протяжении миллионов лет.

Это обстоятельство затрудняет ученым установление хронологии ранней эволюции бактерий. Однако благодаря достижениям в области машинного обучения нам удалось заполнить многие пробелы в этих знаниях. Наше новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Science, также демонстрирует, что некоторые бактерии развили способность использовать кислород задолго до того, как Земля стала насыщенной им примерно 2,4 миллиарда лет назад.


Около 4,5 миллиарда лет назад образовалась Луна в результате катастрофического столкновения объекта размером с Марс с Землей, что привело к превращению ее поверхности в расплавленную породу. Если жизнь существовала до этого события, она, вероятно, была уничтожена.

После этого на сцену вышли предки всех живых существ — одноклеточные микробы. На протяжении первых 80% истории жизни на Земле планета была населена исключительно этими микробами.

«Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции», — как однажды заметил эволюционный биолог Теодосий Добжанский в 1973 году. Но как же развивалась эволюция жизни в ранней истории Земли?

Сравнение последовательностей ДНК из удивительного разнообразия жизни, которое мы наблюдаем сегодня, может рассказать нам о том, как различные группы организмов связаны между собой. Например, мы, люди, имеем более тесные генетические связи с грибами, чем с яблонями. Аналогичным образом такие сравнения могут показать, как различные группы бактерий соотносятся друг с другом.

Тем не менее, сравнение последовательностей ДНК предоставляет лишь ограниченную информацию. Эти сравнения не указывают на то, когда именно в истории Земли произошли эволюционные события. В какой-то момент времени один организм стал предком двух потомков: один из них дал начало грибам, другой — людям (и многим другим видам). Но когда именно жил этот общий предок? Сколько лет назад?

Одно из уроков, которые дает нам геология, заключается в том, что 2,4 миллиарда лет назад произошло еще одно значительное событие в истории Земли. В это время атмосфера планеты претерпела резкие изменения. Группа бактерий, известная как цианобактерии, изобрела фотосинтез — процесс, который навсегда изменил историю жизни.

Сбор энергии от солнца обеспечивал питание их клеток, однако это также привело к образованию кислорода как побочного продукта.

На протяжении миллионов лет кислород в атмосфере медленно накапливался. Перед «Великим окислительным событием» на Земле практически не было кислорода, и жизнь не была к нему подготовлена. Для неподготовленных бактерий кислород является ядовитым газом, и его выброс в атмосферу, вероятно, вызвал массовое вымирание. Выжившие бактерии либо эволюционировали, чтобы использовать кислород, либо укрылись в недрах планеты, куда он не проникает.

Великое окислительное событие представляет собой особый интерес не только из-за его влияния на историю жизни, но и потому, что оно может быть точно датировано. Мы знаем, что оно произошло около 2,4 миллиарда лет назад, и также осознаем, что большинство бактерий, адаптировавшихся к кислороду, должны были существовать после этого события. Мы использовали эту информацию, чтобы наложить даты на бактериальное дерево жизни.

Мы начали с обучения модели искусственного интеллекта (ИИ) предсказывать, использует ли бактерия кислород, исходя из имеющихся у нее генов. Многие из современных бактерий, такие как цианобактерии и другие, обитающие в океане, используют кислород. Однако существуют и те, которые не используют его, например, бактерии, живущие в нашем кишечнике.

Задача машинного обучения в данном случае была относительно простой. Химическая активность кислорода заметно изменяет геном бактерий, поскольку метаболизм клеток организуется вокруг его использования, и в данных содержится множество подсказок.

Затем мы применили наши модели машинного обучения для предсказания, какие бактерии использовали кислород в прошлом. Это стало возможным благодаря современным методам, позволяющим оценить не только то, как виды, которые мы наблюдаем сегодня, связаны друг с другом, но и какие гены каждый предок носил в своем геноме.


Используя глобальное геологическое событие Великого окислительного события в качестве «калибровочной точки» для «ископаемых», наш подход позволил создать детализированную хронологию бактериальной эволюции.

Объединив результаты из геологии, палеонтологии, филогенетики и машинного обучения, мы смогли значительно уточнить временные рамки бактериальной эволюции.

Наши результаты также выявили удивительный поворот: некоторые бактериальные линии, способные использовать кислород, существовали примерно за 900 миллионов лет до Великого окислительного события. Это предполагает, что эти бактерии развили способность использовать кислород даже в условиях его дефицита в атмосфере.

Удивительно, но наши выводы показали, что цианобактерии на самом деле развили способность использовать кислород еще до того, как они развили фотосинтез.

Эта структура не только изменяет наше понимание истории эволюции бактерий, но и иллюстрирует, как возможности жизни эволюционировали в ответ на изменяющиеся условия на Земле!

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!