Алгоритм жизни: космический взрыв и тайна человеческой речи
Международная команда астрономов обнаружила следы космического взрыва, который представлял собой первый рентгеновский всплеск, когда-либо обнаруженный в Большом Магеллановом Облаке. А ученые из Рокфеллеровского университета в США обнаружили уникальный для людей вариант белка, который, возможно, сыграл ключевую роль в развитии речи. Об этом, а также о браслете с микроиглами для введения инсулина, суперантеннах на Байкале и новом алгоритме для подбора онкопрепаратов читайте в рейтинге новостей науки недели от «Известий».
Суперантенны помогут изучить космическую погоду
Ученые из Института солнечно-земной физики СО РАН разработали проект нового радиофизического комплекса ИКАР-АИ, который относится к классу нагревных стендов. Так называют научные мегаустановки, предназначеные для воздействия на ионосферу (верхний слой атмосферы) сильным радиоизлучением. Нагревные стенды помогают исследователям понять свойства этой области пространства, а также то, какое влияние на него оказывает космическая погода.
Как объяснили разработчики, комплекс представляет собой огромную суперантенну — антенное поле, размещенное на 60 мачтах на территории 700 на 700 м. Объект построят в Восточной Сибири вблизи Иркутска. Он войдет в число научных установок класса «мегасайенс» Национального гелиогеофизического комплекса Российской академии наук. В настоящее время проект ИКАР-АИ направлен на государственную экспертизу. Как ожидают специалисты, новый стенд введут в эксплуатацию в 2030 году.
— Эффективная мощность комплекса составит порядка 900 МВт. Он будет генерировать радиоволны в диапазоне от 2,5 до 6,0 МГц. Такое излучение эффективно передает энергию электронам ионосферной плазмы. При этом частично происходит отражение волн, а частично энергия рассеивается в верхней атмосфере. Этот процесс называют нагревом плазмы, — рассказал «Известиям» заместитель директора по научно-исследовательской работе ИСЗФ СО РАН Роман Васильев.
Алгоритм для назначения таргетных препаратов
Специалисты Института персонализированной онкологии Сеченовского университета начали применять на практике новый алгоритм, который позволяет на основании анализа результатов РНК-секвенирования образцов раковой опухоли назначать пациенту наиболее подходящий таргетный препарат. Разработка была создана при участии сотрудников МФТИ и других российских исследовательских организаций.
До последнего времени лекарственные средства, нацеленные на отдельные мишени, назначали только тем больным, у которых находили диагностические мутации в ДНК. Однако это только 15–20% пациентов с раком, так как у остальных этих маркеров просто не обнаруживали. Новый подход сделает таргетную терапию доступной практически для всех онкобольных.
— Подбор терапии на основе профилей РНК существенно повышает шанс найти действительно эффективное лечение для индивидуального больного. Рутинно используемый сегодня подбор лечения на основе диагностических мутаций ДНК полезен лишь для 15–20% онкопациентов, так как у остальных в опухоли таких мутаций попросту не оказывается. Определение тактики лечения на основе анализа РНК будет полезно практически для всех пациентов. Внедрение этой технологии поможет увеличить продолжительность жизни десятков тысяч больных с опухолями поздних стадий, — сказал главный научный сотрудник Института персонализированной онкологии Сеченовского университета, профессор РАН Антон Буздин.
«Умный» браслет для больных диабетом
Научная группа из СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета) разрабатывает устройства для экстренного введения инсулина в организм человека при диабете. Ученые смогли создать прототип носимого компактного устройства.
Оно представляет собой браслет с микроэлектронным прибором — массивом полых микроигл, который был получен методом 3D-печати. Основной принцип его работы заключается в разрушении кожного покрова микроиглами, за счет чего создаются каналы микронного размера, через которые лекарство поступает непосредственно к верхнему слою кожи для дальнейшего проникновения в системный кровоток. Таким образом, разработка позволяет обеспечить меньшую инвазивность и длительность проведения процедуры без участия медицинского персонала.
В перспективе ученые хотят модернизировать устройство, которое будет включать не только массив полых микроигл, но и гидродинамическую систему с каналами, резервуар для препарата и глюкометр.
— Инсулиновая помпа малых размеров будет закрепляться к браслету, жидкость в ней можно будет обновлять. В настоящее время мы также рассматриваем возможность разработки конструкции, которая позволит вводить инсулин в строго определенное время и в заданном количестве, — рассказал ведущий научный сотрудник ИСЭФ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Хмельницкий.
Генная основа возникновения человеческой речи
Ученые из Рокфеллеровского университета в США обнаружили уникальный для людей вариант белка NOVA1, который, возможно, сыграл ключевую роль в развитии речи.
Этот белок, связанный с развитием мозга и контролем моторики, отличается от вариантов у неандертальцев и денисовцев заменой аминокислоты (I197V). Анализ более 650 тыс. человеческих геномов подтвердил доминирование этого варианта у Homo sapiens.
При внедрении человеческого варианта NOVA1 в мозг мышей их вокализация изменилась, что указывает на его возможное участие в формировании речевых способностей. В дальнейшем исследователи будут изучать, как NOVA1 регулирует языковую функцию, уделяя внимание речевым расстройствам и неврологическим заболеваниям.
Взрыв недалеко от Млечного Пути
Международная команда астрономов при анализе массива данных, полученных с помощью космической обсерватории «Чандра», обнаружила следы космического взрыва. Последний мог представлять собой первый рентгеновский всплеск, когда-либо обнаруженный в Большом Магеллановом Облаке.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Команда во главе с исследователями из Стэнфордского университета совершила открытие, просматривая архивные данные за последние 20 лет.
Мощный космический взрыв, произошедший в соседней с нами галактике, несколько лет оставался незамеченным. Найти его в обширном массиве данных было всё равно что найти иголку в стоге сена, говорят ученые.
Обнаружить свидетельства мощной рентгеновской вспышки помог искусственный интеллект. Она была зафиксирована 15 мая 2020 года, когда космическая рентгеновская обсерватория «Чандра» наблюдала за остатками взорвавшейся звезды в Большом Магеллановом Облаке. Это была чрезвычайно яркая и быстрая вспышка неизвестного происхождения. Вновь выявленное событие получило обозначение XRT 200515.
