Марсианский ячмень и комариная печать: открытия недели

Дистанционное осязание

Люди способны почувствовать предмет, спрятанный в песке, погружая в него руки, но не дотрагиваясь до вещи. Это доказал проведённый в Англии эксперимент, который был вдохновлён наблюдением за куликами. Такие птицы по наитию находят добычу в морском песке. Учёные решили проверить, работает ли то же самое для людей. Они спрятали в песке стеклянный куб и просили испытуемых найти его, немного погружая руки в песок. В итоге в 70 % случаев люди правильно определяли местоположение объекта, останавливая свои фаланги в нескольких сантиметрах от него.

Учёные считают, что когда рука приближается к скрытому объекту в гранулированной среде, возникают микроскопические возмущения. Наши пальцы улавливают эти крошечные изменения. Аналогичный эксперимент с роботом, оснащённым искусственным интеллектом, показал гораздо худший результат — успешных попыток было лишь 40 %. 

Песчанка — самый многочисленный кулик, встречающийся на пляжах по всему миру Фото: © Arnau Soler / Shutterstock / FOTODOM

Ячмень на марсе

Российские учёные добились первых всходов ячменя на грунте, который имитирует состав марсианской почвы. Для этого они использовали специальную смесь из десяти штаммов бактерий и дрожжей, ведь грунт Красной планеты не содержит питательных веществ и содержит много солей металлов, что затрудняет рост растений.

Эксперимент проводился с использованием реголита из пустыни Мохаве Фото: © Южный федеральный университет

Для формирования плодородного слоя специалисты Южного федерального университета использовали цианобактерии, усваивающие углекислый газ и отвечающие за фотосинтез, актиномицеты и бациллы, отвечающие, в свою очередь, за наработку биомассы, а также другие организмы, обеспечивающие устойчивость почвы к стрессовым условиям. Ячмень был выбран из-за его терпимости к засоленным почвам с низкой кислотностью и способности расти при низких температурах. 

Образцы почвы отправили на МКС, чтобы понять, как сложное сообщество бактерий и грибов перенесёт экстремальные условия космоса, в том числе повышенную радиацию, невесомость и перегрузки. В итоге микроорганизмы успешно пережили орбитальный полёт и вернулись на Землю. После этого они помогли взойти первым росткам ячменя.

Комариная печать

Современные методы 3D-печати для создания предметов микроскопических размеров требуют очень тонких сопел — размером меньше 100 тысячных долей миллиметра. Такие сопла сложны в производстве, а значит, недёшевы. Канадские и американские инженеры нашли неожиданное решение, позаимствовав комариный хоботок. Исследователи отделяют хоботок от головы насекомого, удаляют внешнюю оболочку и приклеивают к стандартной металлической игле шприца с помощью полимера. Получившаяся насадка устанавливается в высокоточный 3D-биопринтер с поршневым экструдером. 

С помощью такой технологии уже удалось напечатать структуру в виде пчелиных сот размером примерно 600 на 300 микрометров с толщиной стенок около 22 микрометров, а также микроструктуру в виде кленового листа с толщиной линий около 18 микрометров и решётчатый каркас с живыми раковыми клетками и эритроцитами. Специалисты планируют использовать биосопло и для доставки препаратов в ткани.

Вырастить комара в лаборатории стоит около 2 центов, а сделать из его хоботка насадку для 3D-принтера — около 80 центов Фото: © liyastock / Shutterstock / FOTODOM

В 2022 году американские инженеры придумали термин «некроботика» для обозначения биогибридных технологий, которые используют части мёртвых животных в механизмах. Они создали пневматический захват из мёртвого паука, способный поднимать предметы, масса которых превышает собственную массу членистоногого в 1,3 раза.

ГМО-грибы вместо мяса

Проблема дефицита белка становится всё более актуальной. Ожидается, что к 2050 году мировой спрос на животный белок удвоится. В то время как популярность растительных альтернатив мяса снижается, а выращенный в лаборатории аналог сталкивается с законодательными ограничениями, популярным может стать решение, предложенное генетиками из КНР. Они применили технологию CRISPR-Cas для модификации грибов. Чтобы повысить усвояемость белка, учёные отредактировали ДНК вида Fusarium venenatum, выключив гены, связанные с синтезом ферментов хитинсинтазы и пируватдекарбоксилазы. В результате получился гриб, по вкусу похожий на мясо.

Веганское мясо Фото: © Neuroplastic Creative / Shutterstock / FOTODOM

Грибы-заменители выращивают в биореакторе на основе смеси из сахаров и минералов, которая потом превращается в белковую биомассу. Её перерабатывают в различные продукты с высоким содержанием белка, заменяющие пищу животного происхождения. «Грибная альтернатива» может снизить нагрузку на окружающую среду и уменьшить зависимость от традиционного животноводства. 

#генетика #здоровье #сельское хозяйство #ДНК

Главные методы редактирования генома

Читать

Моргать в ритм

Другие китайские учёные обнаружили интересную связь между ритмом музыки и частотой моргания во время прослушивания треков. Такая форма слухомоторной организации была открыта с помощью эксперимента, где использовали айтрекинг [способ отслеживания движения глаз] и электроэнцефалографию (ЭЭГ). Авторы исследования фиксировали реакции мозга, чтобы понять, как музыка обрабатывается мозгом и как она связана с активностью моргания. Специалисты также изучили микроструктурные характеристики проводящих путей белого вещества, соединяющих лобную, теменную и слуховую зоны мозга. Так они пытались разобраться в различиях в слухоокулярной синхронизации у разных людей.

Учёные обнаружили связь между активностью моргания и нейронной синхронизацией при восприятии ритма. При прослушивании музыки человек неосознанно моргает в такт, в отличие от постукивания пальцами или притопывания ногами, что делается умышленно. Частота спонтанных морганий давно рассматривается как важный показатель когнитивных и нейронных процессов: музыкальный ритм способствует синхронизации работы мозга и глаз, улучшая восприятие слуховых сигналов.