Дайджест

Две исследовательские группы представили независимо друг от друга почти полные описи протеома человека — совокупности белков, производимых в организме. Обе команды обнаружили и идентифицировали новые белки из тех участков генома, которые ранее считались некодирующими. Профессор американского Университета Джона Хопкинса Ахилеш Панди и его индийские коллеги из Института биоинформатики в Бангалоре каталогизировали 84% всех белок-кодирующих генов человека. Ученые опубликовали в интернете карту протеома человека. А группа Бернхарда Кюстера из Технического университета Мюнхена создала ProteomicsDB — общедоступную базу данных, в которую включено 92% из предполагаемых 19629 белков человека. Команда Панди анализировала здоровые ткани и клетки человека, в том числе семь типов тканей плода и шесть типов гематопоэтических стволовых клеток. Кюстер и его коллеги выбрали иной подход, собрав воедино уже имеющиеся результаты масс-спектрометрии, а чтобы заполнить пробелы, лаборатория самостоятельно провела масс-спектральный анализ 60 тканей человека, 13 жидкостей организма и 147 линий раковых клеток.

По материалам The Scientist подготовил П. КИЕВ

Так называется изданный в 1958 году роман великого американского фантаста Роберта Хайнлайна о подростке, мечтавшем стать астронавтом. Однако и сегодня успехи на орбите во многом зависят от этой важнейшей экипировки. Летом прошлого года выход в открытый космос итальянца Луки Пармитано был прерван из-за утечки воды из системы охлаждения: порядка полутора литров жидкости скопилось в шлеме скафандра, что создало угрозу для дыхания астронавта. Несмотря на то что это первая подобная проблема, американский скафандр EMU для выходов в открытый космос считается специалистами устаревшим — он создан еще в 1992 году. Поэтому НАСА готовит к испытания более мощный концепт — Z1, пригодный для работы как на орбите, так и на поверхности планет. Параллельно идет работа и над облегченным универсальным скафандром, позволяющим находиться как внутри жилой капсулы, так и снаружи. Он предназначается для намечаемого на 2021 год полета к астероиду. Тем временем НПП «Звезда» уже подготовило новое поколение российского скафандра. «Орлан-МКС» отличается от предшественника заменой резиновых деталей на полиуретановые, системой климат-контроля и обновленным дисплеем. Со второго полугодия новые скафандры поступят на орбиту — их будут завозить по одному в каждом грузовом корабле. 

Успехи в математике во многом зависят от практики, и нельзя всецело полагаться лишь на врожденные способности. К такому выводу пришли психологи из Норвежского университета естественных и технических наук в Тронхейме. Это идет вразрез с традиционной точкой зрения, что умение быстро и легко решать математические задачи заложено у человека на генетическом уровне. Норвежские ученые протестировали 70 пятиклассников, средний возраст которых был 10,5 лет. Ученикам были предложены девять типов математических задач: от устного и письменного сложения и вычитания до умножения в уме и определения времени по часам. Результаты показали, что для того, чтобы преуспеть в математике в целом, важно развивать свои навыки в решении различного типа задач. Те учащиеся, которые успешно справляются с геометрией, могут быть слабы в алгебре. Скорее всего, это связано с тем, что определенные виды практики активизируют разные нейронные связи.

Ученые из Манчестерского университета под руководством Аравинда Виджаярагавана получили грант фонда Билла и Мелинды Гейтс размером в 100 тысяч долларов на разработку презервативов из материала, в состав которого будут входить графен и полимерный материал, подобный латексу. Британские ученые планируют получить новый наноматериал, который будет тоньше, прочнее, безопаснее, будет лучше тянуться, чем обычные презервативы. Решение грантодателя неслучайно: в этом году фонд супругов Гейтс пообещал спонсировать разработку контрацептивов нового поколения, которые помогли бы снизить риск заболеваний, передающихся половым путем, и защитить от нежелательной беременности.

Пока мы ждем новых снимков с поверхности Марса, на его орбите с 2006 года работает аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), который служит не только ретранслятором данных от марсоходов, но и сам является важнейшим инструментом изучения красной планеты. Недавно объем данных, переданных на Землю, превысил отметку в 200 терабит, что эквивалентно трем месяцам непрерывной высококачественной видеозаписи, — это втрое превышает суммарный объем данных, переданных аппаратами остальных миссий через сеть дальней космической связи Deep Space Network за последние 10 лет. В этот объем не включались данные телеметрии и команд управления, а данные, переданные с поверхности марсоходами Curiosity, Spirit и Opportunity, составили лишь 0,1 % информации.

Инструменты MRO позволяют исследовать поверхность и атмосферу Марса с беспрецедентным уровнем детализации. Главный модуль — камера с высоким разрешением, с помощью которой были сделаны снимки площади, эквивалентной 1.92 % от общей площади Марса, на которых можно различить отдельные объекты размером около метра. На борту аппарата есть и камера с более низкой разрешающей способностью, «видящая» объекты размером с теннисный корт, но зато с ее помощью охвачено уже 83,6 % поверхности Марса, а часть снимков сделана в стереоскопическом трехмерном режиме.

Коронавирус, вызывающий у заболевших тяжелую острую инфекцию дыхательных путей, или так называемый ближневосточный респираторный синдром (MERS), возможно, впервые появился в июле 2011 года в организме животных, а затем несколько раз инфицировал людей, которые в свою очередь также могли выступать передатчиками опасного патогена. Напомним, эпидемия неизвестной ранее болезни охватила Саудовскую Аравию в прошлом году и унесла жизни 58 человек. Конечный источник передачи инфекции от животного к человеку до сих пор не определен, хотя ранее им считались летучие мыши и верблюды. Сотрудники министерства здравоохранения королевства взяли у 21 заболевшего из разных уголков Саудовской Аравии пробы слизистых носа и зева. Анализ ДНК вируса показал, что он появился где-то между июлем 2007 и июнем 2012 года. Наиболее вероятное время — июль 2011 года. Было обнаружено, что вирус перескакивал от животных к человеку как минимум семь раз и имеет несколько штаммов, одновременно циркулирующих среди людей. 

Сокращение эмиссии вредных веществ в атмосферу существенно улучшит здоровье населения Земли и даже позволит спасти миллионы жизней к концу века. Новое подтверждение старой истины отыскали ученые из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл: они представили модель изменения климата и качества воздуха на планете вплоть до 2100 года. При условии, что уровень потребления ископаемого топлива будет снижаться, к началу следующего века удастся ежегодно предотвращать около 2,2 миллионов преждевременных смертей. Это связано с тем, что твердые частицы и парниковые газы, выбрасываемые в атмосферу в результате сжигания ископаемых видов топлива, способны провоцировать сердечные и легочные заболевания. Борьба с загрязнением атмосферы, по словам ученых, имеет не только гуманистический смысл. Выгода от снижения количества смертей, связанных с неблагоприятным состоянием воздуха, в сравнении с затратами на устранение возможных последствий составляет от 50 до 380 $ на метрическую тонну углекислого газа.

Даже одна бессонная ночь оказывает влияние на деятельность мозга и на предпочтения в еде. Исследование Стефани Грир из Университета Калифорнии-Беркли показало, что ночное бдение впоследствии перенастраивает работу мозга, приводит к ослаблению силы воли и увеличивает шансы поддаться гастрономическому соблазну. Результаты проведенных опытов помогают объяснить связь между недосыпанием и ожирением. После ночного бодрствования 23 испытуемым демонстрировались снимки продуктов питания, а также одновременно с этим проводилось сканирование мозга. Когда участникам эксперимента показывали фотографии высококалорийных продуктов, таких как пончики или картофельные чипсы, в работе мозга наблюдались изменения по двум направлениям: снижалась активность в областях, участвующих в принятии решений о том, что есть, и увеличивался отклик той области, которая ответственна за поощрение принятия пищи. Даже непродолжительное отсутствие сна снижает у людей стойкость по отношению к вредным продуктам.

Механический шум осложняет питание у некоторых видов летучих мышей. Во время охоты эти животные схватывают насекомых с листьев и других поверхностей, находя своих жертв за счет ультразвуковой эхолокации. Именно она позволяет летучим мышам услышать неуловимые для человеческого уха звуки. В лаборатории Университета штата Айдахо бледным гладконосам (Antrozous pallidus) потребовалось дополнительное время, чтобы найти живых насекомых, когда из динамиков доносился дорожный шум и звук работы газовых компрессоров. Во время эксперимента летучие мыши были выпущены в затемненную камеру с несколькими мисками. В одной из них находились живые мучные черви, а в остальных — лиофилизированные, мертвые и бесшумные. В отсутствие посторонних звуков летучие мыши в среднем тратили три с половиной секунды, чтобы найти живых мучных червей, и от шести до восьми секунд — при наличии звуковых помех. Исследователи отмечают, что представители этого подотряда рукокрылых живут в условиях строгой экономии энергии, поэтому небольшая задержка во время охоты может привести к стрессу.

Французы переняли искусство виноделия у итальянцев — к такому выводу пришли археологи, обнаружившие на юге Франции датированную 425–400 веками до н.э. каменную платформу со следами винограда. Она использовалась для прессования ягод с целью получения алкогольного напитка. Там же обнаружены следы вина в старых, завезенных из древнего Средиземноморья амфорах. Таким образом, найденная давильня стала самым ранним молекулярным свидетельством появления винодельческой культуры во Франции, а следы в амфорах подтвердили гипотезу о том, что галлы переняли традиции виноделия от этрусков, предков современных итальянцев.

Некоторую определенность в отношении одной из опасностей, которая поджидает человека при полете на Марс, внесла миссия Curiosity. Данные об уровне радиации, проходящей через экранированную оболочку марсохода, показывают, что космонавт при полете на Красную планету и обратно подвергнется воздействию около двух третей от установленного NASA допустимого предела облучения. Для астронавтов этот максимум составляет 1 зиверт. Аналогичная доза облучения, полученная человеком на Земле, увеличивает риск развития онкологических заболеваний на 5 процентов. Пребывание вне корабля моментально увеличивает воздействие радиации. В то же время ученые пока не знают, какие последствия несет в себе космическое излучение. «Тот вид излучения, который будут испытывать на себе космонавты, отправляющиеся на Марс, отличается от излучения, которое мы получаем здесь, на Земле, поэтому у нас нет точных данных о возможных рисках для здоровья», — пояснил директор Центра радиологических исследований Колумбийского университета Дэвид Бреннер.

Ученые из Института океанографии Скриппса в Калифорнии считают, что борьба с выбросом углекислого газа, который является основной причиной антропогенного изменения климата, малоэффективна. Газ способен задерживаться в атмосфере Земли в течение ста и более лет, поэтому снижение его эмиссии не приведет к быстрой остановке процессов глобального потепления. По мнению исследователей, более продуктивным было бы ограничить распространение тех загрязнителей, которые оказывают не столь длительное воздействие на климат. Речь идет о метане, тропосферном озоне, гидрофторуглеродах и черном углероде (саже). Влияние этих парниковых газов и частиц ограничено периодом от нескольких недель до нескольких лет. В журнале Nature Climate Change опубликованы результаты климатического моделирования, полученные учеными. Из них следует, что сокращение выбросов «короткоживущих» загрязняющих веществ на 30–50% в течение следующих нескольких десятилетий позволит уменьшить темпы роста уровня мирового океана на 10% к 2050 году и на 22% к 2100 году.

Лекарство на дрожжах

Американские ученые представили новый способ получения артемизинина — основы большинства современных противомалярийных препаратов. Традиционно препарат получают из листьев сладкой полыни, но длительность процесса, малое число плантаций и сильная зависимость от погодных условий привели к резкому колебанию цен на противомалярийные лекарства в 2012 году. Сейчас же лекарственное средство может быть химически синтезировано из артемизиновой кислоты, которая вырабатывается в результате брожения генетически модифицированных дрожжей. По данным ВОЗ, ежегодно фиксируются 350–500 миллионов случаев заражения людей малярией, из них 1,3–3 миллиона заканчиваются летальным исходом. Основной очаг заражения — районы Африки южнее Сахары.

Отцовский инстинкт?

Молодые отцы способны отличить по плачу и крику своего ребенка от других детей. Об этом заявляют французские исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Ранее многие антропологи считали, что такой способностью обладают лишь женщины, а у мужчин она отсутствует в силу якобы биологически присущей им незаинтересованности в выживании потомства. Эта гипотеза даже подтверждалась экспериментально. Николас Мэтевон из Лионского университета в Сен-Этьене (Франция) и его коллеги предположили, что способность распознать плач своего ребенка зависит от времени, которое родитель проводит с собственным чадом. Ученые собрали группу мужчин и женщин, которые ухаживали за своими детьми примерно равно продолжительное время. В результате и отцы, и матери одинаково эффективно справились с определением голоса своего ребенка.

Профессор Мичио Каку из Городского университета Нью-Йорка считает, что в феврале земляне смогли ощутить всю мощь космоса. Сначала в районе Челябинска произошло падение крупнейшего за последние 100 лет метеорита, а спустя всего несколько часов на минимальном расстоянии от Земли пронесся астероид DA14. Позднее жители Сан-Франциско, Кубы и южной Флориды могли наблюдать на небе полосы света и огненные вспышки, которые связываются с падением метеоритов. На страницах американского Newsweek М. Каку рассуждает о том, какие последствия возникнут в случае столкновения с Землей больших по размеру небесных тел. И хотя большинство сценариев мало исполнимы, необходимо признать, что никакой защиты от космической угрозы у землян нет. «К сожалению, в настоящее время мы — легкая добыча для астероидов. У нас нет системы для обнаружения таких объектов, не говоря уже об их уничтожении», — пишет профессор. Поэтому он видит первоочередной целью создание системы раннего обнаружения астероидов. Сделать это можно при помощи уже имеющихся технологий, и обойдется такой проект в несколько сотен миллионов долларов.

В Восточной Европе войны и вспышки эпидемий за последнее тысячелетие совпадают по времени с периодами похолоданий. Ульф Бюнтген с коллегами из Швейцарского федерального института исследования лесов, снегов и ландшафтов реконструировали историю изменения климата в этом регионе на основе анализа годичных колец деревьев и бревен из исторических зданий в северной части Словакии. Поскольку ширина годичных колец зависит от температуры окружающей среды в течение вегетационного периода, исследователи смогли составить карту изменений температуры с 1040 по 2011 год. Черная смерть в середине XIV века, Тридцатилетняя война в начале XVII века, вторжение Наполеона в Россию в начале XIX века и другие социальные потрясения произошли именно во время холодных периодов. Ученые предполагают, что некоторые из этих событий можно объяснить нехваткой продовольствия, возникающей из-за вымерзания посевов.

По материалам ScienceNews подготовил П. КИЕВ

Вполне возможно, что дети начинают изучать свой родной язык даже прежде, чем увидят лица своих матерей. Гипотеза группы американских ученых основывается на наблюдениях за новорожденными, которые спустя несколько часов после появления на свет по-разному реагируют на гласные звуки родного и иностранного языка. В первом случае звуки кажутся младенцам вполне привычными, тогда как во втором — незнакомыми. Когда малышам ставили аудиозаписи голоса на иностранном языке, они замирали, прислушивались и на время прекращали сосать пустышку. Исследования проводились учеными Тихоокеанского лютеранского университета среди 80 здоровых младенцев в больницах США и Швеции. Ранее считалось, что способность плода воспринимать внешние звуки за 10 недель до родов ограничена лишь мелодией, ритмом и громкостью голоса.

На все про все — 8 лет

Именно в этот срок человечеству необходимо существенно сократить объем вредных выбросов в атмосферу. Группа европейских и американских исследователей пришла к такому выводу, проанализировав несколько сценариев изменений климата на период до 2100 года, различающихся по уровню эмиссии парниковых газов. Они обнаружили, что для того чтобы глобальное потепление в долгосрочном плане не превысило установленного предела в 2°C (переход этой черты может вызвать катастрофические последствия для человечества), ежегодный общемировой объем выбросов диоксида углерода и других парниковых газов к 2020 году должен составить не более 41–47 гигатонн. Сейчас этот показатель равен 50 гигатоннам ежегодно, а если тенденция к увеличению сохранится, то к 2020 году он возрастет уже до 55 гигатонн.

По материалам Smithsonian подготовил П. КИЕВ

Вулканическая теплотехника

Согласно новой математической модели теплопередачи в магматическом очаге, созданной Аланом Бюржиссером (Орлеанский Институт наук о Земле), вулканы практически «не спят» и готовятся к извержению очень быстро. До сих пор считалось, что после извержения очаг магмы (резервуар расплавленной горной породы, находящийся в нескольких километрах под жерлом вулкана) остывает и густеет, и при «подпитке» горячей магмой из глубины, чтобы его расплавить, нужны сотни лет. Однако, если учитывать конвекцию магмы внутри очага, то срок может оказаться на проядок короче. Так, при извержении Пинатубо (Филиппины) в 1991 году интервал между сейсмическими событиями, свидетельствующими о поступлении новой порции магмы, и извержением составил два месяца, что гораздо лучше описывается новой моделью (дающей срок от 20 до 80 дней), чем традиционными представлениями, требовавшими целых 500 лет.

По материалам globalscience. ru и Sciencedaily

Прозрачна и прочна

В США пущен опытный завод по производству нанокристаллической целлюлозы (CNC) — нового перспективного материала, котоый можно получать даже из древесных отходов. Суть процесса состоит в разрушении волокон природной целлюлозы до нанофибрилл, которые примерно на три порядка мельче, но существенно прочнее — по этому показателю они превосходят кевлар и уступают лишь углеродным нанотрубкам. При этом себестоимость CNC составляет лишь считанные проценты от этих ближайших аналогов. Считается, что новый материал, обладающий к тому же и прозрачностью, может найти применение в авиа- и автомобилестроении, военной и медицинской технике. Однако ученым еще придется поработать: пока нанокристаллическая целлюлоза слишком гидрофобна, чтобы считать ее «готовым» технологическим решением.

По материалам сайта eterra.info

Уточняем границы системы

Автоматический зонд «Вояджер-1», запущеный в космос еще в сентябре 1977 года, достиг границ Солнечной системы, преодолев 17, 5 миллиардов километров, и опять принес ученым неожиданные факты. Еще в 2004 г. он пересек так называемую «ударную волну» — границу гелиосферы, где происходит резкое замедление солнечного ветра. Они предполагали, что уже нынешним летом зонд может пересечь следущую границу — гелиопаузу, и войти в собственно межзвездное пространство, где «солнечный ветер» сменит направление, то есть давление межзвездного газа будет существенно выше, чем частиц, исходящих от нашего светила. Однако, судя по показаниям приборов, за гелиопаузой простирается спокойная область, где солнечный ветер практически остановился и смешивается с межзвездным газом. Американский физик Стаматиос Кримиджис не исключает, что это уже может быть межзвездным пространством, поскольку модели, описывающей такие данные, не существует. А ведь еще несколько лет назад оценки расстояния до гелиопаузы колебались в пределах от 16, 1 до 22, 5 млрд км.

Хотя первоначально миссия «Вояджера-1» была рассчитана на 5 лет и часть приборов уже отключена ради экономии электроэнергии, радиоизотопные термоэлектрические генераторы проработают как минимум до 2020 года. .. а через 40 000 лет зонд должен войти в созвездие Жирафа.

Эволюцию не обманешь

Генно-модифицированные сельскохозяйственные культуры были созданы не только ради увеличения урожайности, но и чтобы отказаться от инсектицидов, которые ядовиты не только для вредителей.

Электронное зрение

Невидимые планеты

Более 150 лет назад, когда человечество еще не знало о планете Нептун, французский математик Урбан Леверье предсказал ее существование, опираясь на незначительные отклонения в движении Урана.

Марсианские пески

Принадлежащий NASA марсианский разведывательный аппарат (Mars Reconnaissance Orbiter)  в очередной раз зафиксировал перемещение песчаных дюн на красной планете.

Расшифрован геном боррелии

Охотник за планетами

Американское космическое агентство решило продлить миссию «охотника за экзопланетами» — космического телескопа «Кеплер» до 2016 года.

Уникальная нейтронная звезда

Нейтронные звезды — самые близкие к черным дырам объекты, которые астрономы могут наблюдать напрямую, так как их масса в миллион раз превосходит массу Земли и сосредоточена в сфере диаметром в несколько километров. Международная группа астрономов, проанализировав данные американского спутника Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), обнаружила первую в своем роде нейтронную звезду, которая взорвалась в точности так, как предсказывали модели, и сумела перекинуть первый мостик через пропасть, разделяющую теорию и наблюдения. Звезда, расположенная в шаровом скоплении Terzan 5 близ центра Галактики, на расстоянии примерно в 250 000 световых лет от нас, входит в бинарную систему со звездой, подобной Солнцу. В ходе так называемой аккреции раскаленная добела плазма соседнего светила буквально обрушивается на нейтронную звезду, что приводит к накоплению топлива и термоядерным взрывам на ее поверхности. Эти взрывы можно обнаружить по всплеску рентгеновского излучения. Согласно теоретическим моделям, описывающим поведение нейтронных звезд, на пике прироста плазмы термоядерный синтез должен становиться стабильным, а гигантские взрывы прекращаться. Тем не менее рентгеновские наблюдения почти ста взрывов нейтронных звезд, проведенные с конца 1970-х, так и не смогли подтвердить теорию. В конце 2010 года RXTE обнаружил всплеск рентгеновского излучения, дальнейший анализ которого показал соответствие модели аккреции с низкой скоростью — большие пики, разделенные долгими периодами низкой активности. Причем чем быстрее накапливается плазма, тем пики становятся ниже и ближе друг к другу — а это очень похоже на теорию. Сравнив наблюдаемую звезду с другими, исследовавшимися ранее, ученые установили, что она вращается вокруг своей оси на порядок медленнее. Однако как скорость вращения влияет на горение звезды, пока неясно.

Точность — вежливость королей… и атомных часов

Физики из Университета Нового Южного Уэльса, Технологического Института Джорджии и Университета Невады представили миру новую схему сверхточных атомных часов, которая в теории дает погрешность всего в десятую долю секунды за 14 млрд. лет, а это предполагаемый возраст Вселенной. Новые часы примерно в сто раз точнее всех существующих сегодня. Вместо привычных для атомных часов электронов предлагается использовать в качестве маятника нейтрон в ядре, так как он электрически нейтрален и менее подвержен внешним воздействиям. Современные атомные часы высокой точности широко используются в системах GPS навигации и для синхронизации в ускорителях частиц.   Разработка позволит ученым проверять фундаментальные теории на невероятном уровне точности и создавать непревзойденные установки для проведения экспериментов.

Кто на свете всех древнее?

Команда американских палеонтологов установила древнейшее животное, обладавшее скелетом. Им оказалась губка под названием Coronacollina acula, которая проживала на дне океана около 560 млн лет назад в эдиакарийский период, еще до так называемого «кембрийского взрыва», сопровождавшегося бурным расцветом жизни. Отпечатки организма, обнаруженные в окаменелостях эдиакарийского периода, имеют форму углублений, от которых подобно лучикам расходятся прямые бороздки. Проанализировав множество окаменелостей, ученые пришли к выводу, что эти лучи имели костную основу, которая позволяла губке закрепляться на поверхности. Передвигаться она не могла и питалась путем фильтрации воды. Это открытие дает нам шанс проникнуть в тайны эволюции на самых ранних этапах становления жизни на земле. Кроме того оно может помочь ученым обнаружить жизнь в любых уголках Вселенной.

По материалам ScienceDaily подготовила

М. БЫЧКОВА