Ядерные часы, вакцина от оспы обезьян и российская «машина времени»: научные открытия недели
Что поможет остановить обезьянью оспу, как объяснить сложный подростковый период с точки зрения науки, для чего физики затевают революцию в хронометрировании, почему у пауков мозги становятся меньше и какое отношение к этому имеет человек — обо всем в нашей подборке.
Новая вакцина против Mpox
Два года назад произошла массовая вспышка обезьяньей оспы, которая из Африки распространилась по всему миру. Она охватила около 100 тысяч человек в 116 странах, при этом умерли около 200 инфицированных. Вирус Mpox впервые был обнаружен более 60 лет назад, и с тех пор вспышки на Черном континенте случаются примерно каждые десять лет. При этом новый вид гораздо агрессивнее предыдущих, отмечают специалисты. И существующие вакцины не справляются, поскольку были разработаны для борьбы с другим, пусть и родственным вирусом — натуральной оспой.
Оспа обезьян: симптомы, пути передачи, вспышки
ЧитатьВ последние месяцы новая вспышка Mpox свирепствовала в большей части Центральной Африки, особенно в Конго. По данным местных центров по контролю и профилактике заболеваний, она коснулась около 20 тысяч человек в 12 странах, из них умерли более 500. Поэтому вирусологи по всему миру сегодня работают над созданием новой эффективной вакцины. И вот на этой неделе фармацевтическая компания Moderna объявила, что ее разработка, основанная на технологии мРНК, показывает многообещающие результаты.
Ранее вакцины от оспы делали на базе ослабленного вируса. Они вызывали заболевание, но не приводили к серьезным последствиям. Новая вакцина mRNA-1769 использует только определенные части вируса, которые вызывают иммунный ответ организма, предотвращая заражение и тяжелое течение болезни. Ученые протестировали разработку на 18 макаках. Шесть приматов получили вакцину старого типа, шесть — экспериментальную, а еще шесть остались непривитыми. В итоге все 12 обезьян, которым сделали укол (вне зависимости от типа вакцины), пережили воздействие Mpox. Но привитые мРНК-вакциной пострадали меньше: они не так сильно похудели, как их сородичи, и поражений кожи, характерных для Mpox, было немного.
3D-визуализация вируса обезьяньей оспы
Фото: © Corona Borealis Studio / Shutterstock / FOTODOM
Анализы крови обезьян, получивших мРНК-вакцину, показали большее количество антител, нацеленных на вирус, а также антител, у которых иммунная функция была разнообразнее, чем у животных, привитых старым препаратом. А вот пять из шести обезьян, которым так и не сделали укол, погибли.
Важно, что новая вакцина нейтрализовала не только Mpox, но и вирусы коровьей оспы, оспы кроликов, верблюжьей оспы и эктромелии. Новый препарат уже испытывают на людях.
Городское освещение уменьшает мозг пауков
Ночное освещение городов и других населенных пунктов часто мешает местной фауне, порой даже нарушая целостность экосистем. Австралийские ученые выяснили, как световое загрязнение влияет на развитие садовых пауков-кругопрядов.
Паук-кругопряд (Hortophora biapicata)
Фото: © Migodar - Own work
Их собрали в темных уголках парков Мельбурна и стали выращивать в лаборатории. По ночам половину пауков держали в темноте, а для другой периодически включали освещение, эквивалентное яркости уличного фонаря. Через несколько недель ученые оценили изменения в мозге насекомых. Поскольку этот орган у паука размером с кончик шариковой ручки, использовали микро-КТ-визуализацию.
Оказалось, что кратковременное воздействие света ночью привело к общему уменьшению объема мозга у пауков, особенно в областях, отвечающих за зрение. А это может влиять на их когнитивные функции и способность выполнять важную роль в экосистеме. С одной стороны, пауки едят других беспозвоночных, включая мух и комаров, с другой — сами служат добычей для птиц и ящериц. Если пищевая цепочка нарушится, это может привести к катастрофе, считают ученые. Чтобы выжить в условиях светового загрязнения, членистоногим нужен более крупный и сложный мозг.
Физики приблизились к созданию ядерных часов
Сегодня для сверхточного измерения времени используются атомные часы. Принцип их работы основан на том, что атомы излучают свет на определенных частотах, и эти колебания можно использовать для определения времени, причем с точностью до миллиардных долей секунды. Атомные часы используются в телекоммуникации, навигации, астрономии. Они помогают синхронизировать спутниковые системы навигации и обеспечивают точность передачи данных в сетях связи. Первые атомные часы разработал английский физик Луис Эссен в 1949 году.
Луис Эссен (справа) и Джек Перри (слева) с первыми в мире атомными часами на цезии-133 в 1955 году в Национальной физической лаборатории Лондона
Фото: © Public domain
И вот теперь физики близки к созданию нового типа часов — ядерных. Команда специалистов из Германии и Австрии собрала ключевые элементы будущего устройства. Исследователи намерены использовать ультрафиолетовый лазер для измерения частоты скачка энергии в ядре атома. Новые часы будут значительно точнее существующих атомных благодаря тому, что ядра атомов менее чувствительны к внешним воздействиям, таким как электромагнитные поля. Разработка позволит улучшить работу интернет-связи, навигационных и банковских систем.
Куда идти учиться на физика?
ЧитатьПричины сложного подросткового поведения
Красноярские специалисты провели исследование, в котором участвовали подростки в возрасте от 11 до 18 лет. Психологическое и генетическое тестирования школьников показали, что существует связь между мутациями в гене рецептора окситоцина и характеристиками поведения. Ген, кодирующий этот рецептор (OXTR), состоит из аллелей, которые отвечают за различные проявления его признаков.
Подростковый возраст — это время, когда формируются личность и самооценка. Подростки начинают задумываться о своих ценностях, целях и идентичности
Фото: © Алена Енченко / Пресс-служба «Сириуса»
Результаты исследования:
- у подростков с высоким уровнем окситоцина в организме более развиты социальные навыки, и они легче устанавливают контакты с окружающими;
- носители редкого аллеля A предрасположены к развитию депрессии, чаще тоскуют, могут быть агрессивными и хуже переносить стресс;
- у подростков, имеющих аллель G, выше способность справляться с подавленными психологическими состояниями, также у них более высокая самооценка, сила воли и оптимистичный взгляд на жизнь.
Результаты исследования позволяют лучше понять причины нарушений социального поведения у подростков и могут помочь в разработке методов диагностики, а также программ коррекции поведения.
А что насчет детей с особенностями развития?
В Научном центре когнитивных исследований Университета «Сириус» уделяют особое внимание детям с особенностями развития. Там изучают причины возникновения расстройств устной и письменной речи (дислексия). Ученые пытаются разобраться в процессе понимания мозгом прочитанного, а также в том, как этому помогают органы чувств и какую роль играют гены.
Основной метод исследования — электроэнцефалография в сочетании с психологическими и языковыми методиками. При этом изучается генетический материал всех участников проекта. Для этого у них берут образец слюны и соскоб с внутренней стороны щеки. Проект рассчитан на несколько лет. Ожидается, что в нем примут участие около 2 000 детей. Чтобы понять, как изменяются исследуемые показатели во времени, ученые будут собирать данные у одних и тех же участников в течение нескольких лет.
Как живут дети с дислексией и чем им помогает «Сириус»
Читать
Российские ученые изобрели «машину времени»
В Новосибирском государственном университете изобрели специальную камеру для ускорительного масс-спектрометра, которая поможет заглянуть в прошлое Земли — на 10 млн лет назад. Устройство позволит искать и считать редкие атомы в различных материалах, а это откроет новые возможности для исследований в области геологии и истории.
Старший научный сотрудник Лаборатории космологии и физики элементарных частиц Физического факультета НГУ Андрей Соколов рядом с время-проекционной камерой
Фото: © Пресс-служба НГУ
Для исследований возраста природных объектов важен изотоп 14C, образующийся из атмосферного азота под действием космических лучей. Его период полураспада — около 5 500 лет. Когда живой организм умирает, он перестает получать этот изотоп, и оставшиеся атомы начинают постепенно исчезать. Измеряя, сколько их осталось, ученые могут определить возраст археологических находок и датировать захоронения. Этот метод называется радиоуглеродным анализом.
В мире существует около 150 лабораторий, которые могут проводить такой анализ, но только некоторые из них могут также исследовать другие редкие изотопы, такие как бериллий-10. Это связано с тем, что обслуживание и подготовка оборудования для такой процедуры обходятся слишком дорого. Стоимость одного анализа может достигать тысячи долларов.
Российская разработка способна решить эту проблему. Ускорительный масс-спектрометр безошибочно «сортирует» изотопы, даже если разница в их массах очень мала. Это позволяет не только проводить точные измерения, но и упрощает процесс подготовки и анализа проб.
