Ученые из Института Макса Планка создали из фотоактивного материала микроскопических роботов, которые способны имитировать движение микроорганизмов под воздействием света. Работа опубликована в журнале .

Молекулярные биологи из Университета Циньхуа синтезировали и проверили работоспособность зеркальной версии ДНК-полимеразы, фермента, ответственного за копирование (репликацию) ДНК. Оказалось, что скорость работы «зазеркальной» системы, включающей в себя зеркальную молекулу ДНК, идентична таковой в экспериментах с обычной геометрией. Кроме того, ученые обнаружили, что выбранная ДНК-полимераза способна и к транскрипции — синтезу РНК на основе ДНК. Независимые эксперты назвали работу «вехой» на пути к созданию полных зеркальных аналогов клеток. Исследование опубликовано в журнале , кратко о нем сообщает редакционный материал журнала.

Австралийские и китайские химики научились делать прочный бетон из переработанных материалов. Они использовали твердый наполнитель, регенерированный из отходов бетона, добавили частицы переработанных автомобильных шин и применили новый способ формования бетона. Получился бетон, который в прочности даже немного превосходит традиционный. Результаты исследования опубликованы в журнале

Группа ученых из Чжэцзянского университета разработали устройство, позволяющее скрывать магнитные объекты от внешнего магнитного поля. Устройство представляет собой двухслойный шар, в центр которого помещен скрываемый объект. Первый (внутренний) слой сверхпроводящий, второй слой ферромагнетика. Результаты работы опубликованы в .

Международная группа химиков под руководством Владимира Минкина (Южный Федеральный Университет, Ростов-на-Дону), Владимира Ли и Акиры Секигути (Университет Цукубы, Япония) впервые синтезировала серию пирамиданов, содержащих в своем составе атомы германия, кремния, олова и свинца. Этот класс соединений обладает уникальной структурой и, несмотря на теоретически предсказанную стабильность, до последних лет не был экспериментально получен. Полученные пирамиданы могут выступать в роли чрезвычайно активных источников атомов металлов в органическом синтезе, однако их активность еще предстоит изучить. Исследование опубликовано в журнале , кратко о нем сообщает блог Королевского химического общества (Великобритания). 

Генетики из Корнельского университета обнаружили в человеческом геноме мутацию, которая может быть связана с адаптацией к вегетарианской диете. Она расположена в области гена, который отвечает за синтез жирных кислот определенного типа. Такие жирные кислоты мясоеды обычно получают из пищи, но те, кто придерживается вегетарианской диеты, полагаются на внутренний синтез — а его эффективность зависит от наличия обнаруженной мутации. Более того, мутация не только помогает вегетарианцам обходится без животной пищи, но и более распространена в тех человеческих популяциях, где вегетарианство встречается чаще. Исследование опубликовано в .Речь идет о полиморфизме, получившем название Rs66698963 (полиморфизмом называют мутацию, особенность генома, которая встречается только у части популяции). Он представляет собой вставку небольшого (в 22 «буквы») фрагмента ДНК в некодирующую часть гена FADS2. Этот ген кодирует фермент, участвующий в синтезе «длинных» полиненасыщенных жирных кислот из «коротких» предшественников. Тем, кто употребляет животную пищу, работа фермента не слишком важна, — они получают такие жирные кислоты преимущественно из пищи. Например, многие хищники (кошачьи и некоторые рыбы) вообще лишены функциональной копии гена «за ненадобностью». Но животным, которые полагаются на растительную диету, приходится синтезировать необходимые жирные кислоты (правильно их называют LCPUFA) самостоятельно из более коротких предшественников.Идея авторов новой статьи заключалась в том, что различия в традициях употребления мяса у разных человеческих обществ могут приводить к селективному отбору тех вариантов гена FADS2, которые лучше соответствуют принятой в популяции диете.Чтобы проверить эту гипотезу, ученые прочитали соответствующий участок генома у трех сотен жителей индийского города Пуна, где вегетарианство поддерживается традиционным индуизмом и сравнили полученные данные c данными американцев, среди которых вегетарианство встречается значительно реже.Оказалось, что у индийцев мутантная вставка в ген FADS2 встречается в 68, а у американцев только в 18 процентов случаев. Поскольку было известно, что вставка заставляет клетки активнее синтезировать необходимые вегетарианцам «длинные» жирные кислоты, данные укладывались в логику гипотезы исследователей. Затем авторы проверили частоты встречаемости данного полиморфизма у других популяций — эти данные были получены из уже существующей базы проекта «1000 геномов». Оказалось, что вставка распостранена не только у индийцев, но и у жителей Южной Азии в целом (70 процентов гомозигот) и Африканцев (53 процента). А вот у европейцев и жителей дальнего востока частоты этого полиморфизма существенно ниже (17 и 29 процентов соответственно).Поскольку различие в частоте встречаемости любого полиморфизма может быть не только следствием адаптации, но и просто случайностью, авторы провели множество разнообразных тестов на наличие в данной области генома следов положительного отбора. Их наличие должно подтвердить, что мутация действительно имела значение для выживаемости в популяции, а не просто досталась своим носителям в комплекте с остальными особенностями генома (подробнее о том, как это делается, можно прочитать здесь). По словам ученых, они действительно видят у африканцев, южных азиатов и некоторых жителей дальнего востока сильный сигнал положительного отбора в районе полиморфизма. Однако следует учитывать, что пока результаты таких тестов могут противоречить друг другу, а сама по себе задача поиска положительного отбора далека от тривиальности.Мутация, если ее связь с диетой подтвердиПриложение для бросающих курить изменило активность мозга Американские ученые разработали приложение для избавления от табачной зависимости, основанное на практиках осознанности, и выяснили, что его использование уменьшает активность задней поясной коры в ответ на стимулы, которые связаны с курением. Это, в свою очередь, также предсказывает успех в избавлении от привычки, сообщается в журнале . У человека, бросающего курить, желание сорваться могут вызвать ассоциированные с курением вещи: табачный дым, курящие друзья, выпивка и так далее. С точки зрения работы мозга такое состояние объясняется работой задней поясной коры — части сети пассивного режима работы мозга, повышенная активность которой связана с фиксацией на определенных навязчивых мыслях и зависимостях, которая часто запускается определенным триггером. С другой стороны, снижение активности этого участка наблюдается при медитации, а также в состоянии сосредоточенности на определенной внешней задаче. В новой работе ученые под руководством Эми Джейнс (Amy Janes) из Гарвардской медицинской школы решили проверить эффективность при избавлении от курения практик, основанных на осознанности. Для этого они разработали приложение, пользователю которого необходимо каждый день по несколько минут обращаться к своей зависимости и оценивать, насколько те или иные триггеры в действительности вызывают в нем желание курить. Чтобы проверить эффективность приложения, разработчики провели исследование, в котором приняли участие 67 курильщиков, желающих бросить курить. Их разделили на две группы: 33 участникам необходимо было для избавления от курения пользоваться новым приложением (его названия ученые не сообщают), а 34 другим — они выступали в качестве активной контрольной группы — нужно было пользоваться приложением QuitGuide, разработанным Национальным институтом онкологии США. В начале эксперимента активность задней поясной коры участников при наблюдении за связанными с курением триггерами проверили с помощью фМРТ: участникам показывали, к примеру, изображения курящих людей и людей без сигарет — в качестве контрольного условия. Тот же самый эксперимент повторили через месяц после начала пользования приложения. Ученым не удалось обнаружить взаимосвязи между группой (экспериментальной или активной контрольной) и количеством случаев избавления от зависимости или же снижением активности задней поясной коры в ответ на стимулы, связанные с курением. При этом в группе, которая практиковала практики осознанности, уменьшение количества сигарет было связано (p = 0,02) с уменьшением активности задней поясной коры в ответ на стимул, связанный с курением. Также интересно, что наиболее эффективны практики были среди женщин. Авторы работы, таким образом, пришли к выводу, что практики осознанности, с одной стороны, помогают бросить курить, а с другой — уменьшают активность задней поясной коры, то есть снижают реакцию курильщика на стимул, связанный с вредной привычкой. При этом также интересно, что наиболее эффективными практики были в группе женщин, именно поэтому в будущем ученые планируют сосредоточиться именно на них. Кроме того, авторы также отмечают ряд ограничений своей работы, как то сравнительное небольшое время наблюдений и изучение только одного участка мозга. От редактора Учитывая все ограничения этой работы, а также возможное присутствие конфликта интересов: один из авторов, выступающий консультантом в исследовании, — создатель компании, выпустившей использованное приложение, к результатам работы стоит относиться с осторожностью. Во-первых, не до конца понятно, почему именно результаты были более заметны в группе женщин: авторы отмечают, что есть вероятность того, что мужчины и женщины начинают курить по разным причинам, а в следующих исследованиях планируют использовать в качестве побочной переменной гормональный цикл участниц. Во-вторых, они также отмечают необходимость изучения и других отделов мозга и их вовлеченности в процесс формирования и избавления от зависимости. В-третьих, неизвестно, возобновили ли бросившие курение участники свою привычку после. При этом нельзя отрицать, что повышенная активность задней поясной коры в действительности связана с формированием зависимостей и наблюдением за стимулами, которые с этой зависимостью связаны. Снижение этой активности вместе с некоторым количеством участников, которым все же удалось бросить курить, говорит о том, что подобные исследования следует проводить и далее. Об этом говорят и сами авторы работы, аккуратно уточняя, что делать какие-либо громкие заявления по поводу реального влияния практик осознанности на избавление от зависимости без последующих исследований нельзя. Зимой британские исследователи выяснили, что курильщики, которые из-за повышения цен на сигареты переходят на самокрутки, менее настроены бросать табак вообще. Об этом вы можете прочитать здесь. тся, может стать новым ярким примером недавней диетической эволюции у человека под влиянием культуры. Классической иллюстрацией такого отбора является мутация, позволяющая ее носителям в взрослом возрасте употреблять в пищу молоко. Она появилась независимо в трех точках Земного шара около семи тысяч лет назад и связана с одомашниванием скота. Большинство европейцев являются носителями этой мутации, возникшей где-то на территории нынешней Болгарии и принесенной в Западную Европу анатолийскими фермерами.

ВМС США объявили о намерении провести в январе 2020 года масштабные сравнительные испытания грузовых беспилотных летательных аппаратов, которые можно было бы использовать для снабжения подразделений Морской пехоты. Как сообщает Flightglobal, испытания аппаратов будут проводиться на полигоне в Юме штата Аризона.

Американские исследователи разработали методику оценки риска суицида у женщин по биомаркерам в анализе крови и мобильным приложениям-опросникам для оценки психического статуса. Отчет о работе опубликован в журнале .

Манипулируя с геномом куриных эмбрионов, ученые запустили развитие костей их голени по древнему сценарию и получили конечности, напоминающие ноги динозавров. Детали этой трансформации раскрыли неожиданные подробности процесса, который привел к появлению современных птиц. О новой работе ученые рассказывают в статье, опубликованной журналом . Кратко ее описывает пресс-релиз Чилийского университета.Голени древних ящеров – как и наши – включали две кости, большую и малую, которые соединяли стопу с коленом. Однако уже у некоторых летавших динозавров малая берцовая кость стала уменьшаться, так что у современных птиц ее рост прекращается еще в ходе эмбрионального развития. Она утончается кверху и срастается с большой берцовой, образуя единую крупную кость голени. Исследователям из команды Александра Варгаса (Alexander Vargas) удалось в определенной степени остановить этот процесс.Для этого авторы манипулировали активностью белка IHH, участвующего в работе сигнального пути Hedgehog – одного из ключевых в регуляции эмбрионального развития и формирования костей (остеогенезе). В частности, IHH участвует в дифференциации и созревании хондроцитов в процессе эндохондральной оссификации и образования губчатого вещества многих костей. Действие IHH опосредует белок, ассоциированный с паратиреоидным гормоном (PTHrP).Работу проводили на нескольких видах птиц – курицах, утках-кряквах, чилийских тинаму, амадинах, голубях, волнистых попугайчиках. Извлеченные из яиц эмбрионы окрашивали с помощью иммунофлуоресентных меток, которые позволяли увидеть строение их скелетов и содержание в них белка PTHrP. Экспериментальным экземплярам предварительно вводили ингибитор Hedgehog-белков циклопамин (Cyclopamine), что в итоге и приводило к формированию большой, тянущейся от «стопы» до «колена» малой берцовой кости.

Физики из США и Канады теоретически описали динамический аналог обычных (статических) групп симметрии для нескольких точек, например, для кристаллической решетки. Ученые ввели термин «хореографическая решетка» для описания таких систем, а в качестве критерия симметричности предложили параметр «хореографии». Исследование опубликовано в .Идея исследования пришла одному из авторов, когда тот занимался проблемой гравитационных волн, а именно — проектом космической обсерватории, анализирующей движение несколько спутников, вращающихся вокруг солнца. Ученый предположил, что в данной задаче существует определенная симметрия, выходящая за рамки традиционного статического случая. Авторы начали с простого примера: как можно максимально симметрично расположить 4 точки в пространстве? Напомним, что критерием симметричности будет количество операций (например, вращений и отражений), которые переводят фигуру саму в себя. Ответ на этот вопрос известен очень давно: точки должны лежать в вершинах правильного тетраэдра, при этом число операций симметрии (или, как говорят математики, порядок группы симметрий) будет 24.Далее ученые задались вопросом, что изменится, если эти же 4 точки начнут вращаться вокруг общего центра. Какой аналог симметрии можно предложить в этом случае? Физики назвали такую систему «хореографической решеткой» и получили выражения для законов движения четырех точек, при которых система максимально симметрична. Оказалось, что каждая точка должна двигаться по окружности, параллельной грани тетраэдра. При этом фазы всех точек должны отличаться на строго определенное значение. В этом случае шесть раз за период точки оказываются в одной плоскости в вершинах квадрата. Оси вращения при этом оказываются диагоналями куба. Оказывается, движения, переводящие куб в себя и являются симметриями новой динамической решетки. В частности, они переводят орбиты в себя. Добавляя дополнительно сдвиги и обращение времени, можно добиться, что в себя перейдут сами точки. Таким образом, оказывается, что порядок новой ""динамической"" группы симмметрий уже 48.Помимо примера с тетраэдром авторы показали, как в общем случае получить максимально симметричную систему для n движущихся точек. Критерий — общее число симметрий, деленное на n — назвали «хореографией». Ученые отмечают, что на момент написания статьи они не могли привести пример какой-либо природной или синтетической системы, в которой могли бы возникать высокосимметричные хореографические решетки. Однако, физики призвали экспериментаторов заняться поиском таких систем и предложили критерии, по которым хореографические решетки можно опознать в традиционных рентгеновских измерениях. В тексте статьи ученые отметили, что хореографические решетки, вероятно, стоит искать в кристаллах, молекулах или живых системах, а не в космосе.

Сотрудники исследовательского подразделения Microsoft и Вашингтонского университета усовершенствовали методику хранения данных в молекулах ДНК. В эксперименте им удалось сохранить и впоследствии прочитать четыре графических файла размером от пяти до 24 килобайт. Результаты работы опубликованы в .

Американским трансплантологам удалось добиться рекордной продолжительности жизни при межвидовой пересадке сердца. Один из павианов со свиным органом прожил почти три года. Описание методики и результаты опубликованы в .