В мере животных: окаменевший кишечник динозавра и влияние иммунитета на оленьи рога
Российские ученые в ходе исследования археологического памятника в Воронежской области, которому несколько десятков тысяч лет, пришли к выводу, что древние люди селились в определенных местах на берегах рек, чтобы удобнее наблюдать за стадами животных, на которых они охотились. Американские специалисты в экспериментальных целях с помощью макрофагов вырастили рога самке оленя. А в Австралии обнаружили окаменевший кишечник травоядного динозавра и узнали его рацион. Об этих и других наиболее интересных научных событиях читайте в еженедельной подборке «Известий».
Данные об «общении» бактерий помогут в борьбе с инфекциями
Исследователи из Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий РАН (Оренбург) проанализировали геном, то есть последовательности всех генов, и транскриптом — последовательности всех РНК — у определенного штамма бактерий Chromobacterium subtsugae. Эти микроорганизмы представляют особый интерес для исследователей. Несмотря на генетическое сходство, одни виды этого рода, в частности Chromobacterium subtsugae, поражают насекомых, а другие, такие как Chromobacterium violaceum, — млекопитающих, в том числе человека. Поэтому их можно использовать для изучения механизмов, лежащих в основе вирулентности в отношении совершенно разных хозяев, рассказали «Известиям» специалисты.
Как пояснили ученые, многие болезнетворные бактерии координируют свое поведение с помощью особой системы коммуникации — так называемого чувства кворума. Этот механизм позволяет микробам оценивать плотность популяции и синхронно активировать гены, отвечающие за вирулентность, то есть способность вызывать заболевание в организме хозяина и образование биопленок (сообщества, которые бактерии создают, чтобы повысить устойчивость к неблагоприятным условиям и эффективнее заражать хозяев).
— Полученные данные не только раскрывают механизмы бактериальной коммуникации, но и предоставляют новые мишени для потенциального воздействия на патогенные микроорганизмы. Так, например, мишенями могут стать белки-регуляторы: подавляя их, можно будет блокировать коммуникацию между бактериями и тем самым предотвратить развитие инфекции, — пояснил руководитель проекта, доктор биологических наук, первый заместитель директора Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий РАН Галимжан Дускаев.
Квантовые расчеты ускорят создание лекарств и батарей
Исследователи НИТУ МИСИС и Казанского (Приволжского) федерального университета улучшили квантовые алгоритмы, чтобы в десятки раз быстрее изучать молекулы для фармацевтики, химической промышленности и других отраслей. Об этом «Известиям» рассказали в Минобрнауки. Метод уже адаптирован к возможностям современных устройств и приближает квантовые вычисления к решению реальных промышленных задач. Оптимизация вариационного алгоритма для поиска собственных значений позволила значительно сократить количество квантовых операций для моделирования молекул.
По словам ученых, химия и материаловедение всё чаще сталкиваются с задачами, которые требуют точного расчета поведения электронов в молекулах. Такие вычисления помогают создавать новые материалы, однако обычные компьютеры не способны моделировать сложные молекулы с необходимой степенью точности — даже суперкомпьютеры не всегда справляются с объемом вычислений.
Исследователи предложили способы оптимизации вариационного квантового алгоритма, которые позволяют значительно сократить ресурсы, необходимые для моделирования реальных органических молекул, сохранив при этом высокую точность.
— Исследование позволило не только сократить сложность квантовых расчетов, но и сделало возможным моделирование органических молекул в условиях, которые соответствуют потенциалу современных квантовых компьютеров. В перспективе такие вычисления станут рабочим инструментом для решения реальных задач в науке и промышленности: поиск перспективных лекарственных молекул, проектирование новых катализаторов для ускорения химических реакций, разработка эффективных материалов для аккумуляторов и топливных ячеек и так далее, — рассказал «Известиям» директор Института физики и квантовой инженерии PhD Алексей Федоров.
Место поселения помогало древним людям охотится
Специалисты Института географии РАН ответили на вопрос, как древние люди выбирали место для поселения. Они проанализировали данные с археологического памятника Костенки, расположенного в Воронежской области, который датируется эпохой верхнего палеолита (40 тыс. – 10 тыс. лет назад).
Ученые пришли к выводу, что древние люди выбирали склоны речных долин для временных стоянок так как, такое расположение помогало наблюдать за мигрирующими по долине животными, служивших им пищей.
В тот период образ жизни людей разительно изменился из-за перемены климатических условий в начале нового ледникового периода. Он вынудил наших предков чаще охотиться и использовать огонь, а также выбирать ландшафт с естественными укрытиями от осадков и ветров, объяснили ученые.
Макрофаги помогают оленям выращивать привлекательные рога
Американские ученые выяснили, что важную роль в формировании оленьих рогов играют макрофаги. В ходе экспериментов они пересадили эти иммунные клетки на лоб самке оленя, в результате у нее появились рога. Кроме фундаментального значения, полученные данные помогут в разработке новых методик восстановления поврежденных костей.
Необычное открытие произошло, после того как авторы исследования проанализировали ткань кожи головы самцов-подростков и обнаружили, что она кишит макрофагами. Затем исследователи показали, что они могут сдержать рост рогов на одной стороне головы самца оленя, если введут в это место химическое вещество, убивающее фагов. А когда макрофаги были введены самкам, там начали расти рога. Мужские гормоны стимулируют рост рогов, и ученые считают, что их молекулы привлекают макрофаги, которые затем стимулируют стволовые клетки начать строить новые рога.
Окаменевший кишечник помог узнать рацион динозавров
В Австралии были обнаружены окаменелости растений, которые сохранились внутри динозавра-зауропода. Они впервые дают определенное представление о том, чем на самом деле питались эти гигантские существа. Содержимое кишечника показывает, что зауроподы были огромными, неразборчивыми травоядными, которые глотали листья, побеги хвойных деревьев и даже цветковые растения, не пережевывая, полагаясь на свои кишечные микробы, которые всё это переваривали.
— Никогда ранее не было обнаружено подлинного содержимого кишечника зауропода. Хотя эти динозавры известны по окаменелостям, найденным на каждом континенте. Известно, что эти существа обитали на Земле по меньшей мере 130 млн лет, — рассказал ученый Стивен Поропат из Университета Кертина.
Находка подтверждает несколько гипотез о рационе зауроподов, которые были сделаны на основе изучения их анатомии и сравнения с современными животными, подчеркнул специалист.