Пять инноваций прошлой недели, которые вы могли пропустить (14-20 марта)
Пламя в открытом космосе
Американское космическое агентство NASA сообщило, что в рамках проекта Saffire-1 готовится поджечь грузовой космический корабль Cygnus прямо на околоземной орбите. После того как судно отстыкуется от МКС и удалится от станции на безопасное расстояние, в нем загорится хлопок и стекловолокно. Главная цель эксперимента - изучить, как горят разные материалы в невесомости. Это, в свою очередь, поможет научиться эффективно тушить пожары на космических кораблях и разработать более совершенные системы противопожарной безопасности.
Ученые уже давно моделировали пожары в космосе, но дальше разжигания небольших огней в несколько сантиметров дело не доходило. Однако чтобы по-настоящему понять, как происходят возгорания на орбите, нужны более реалистичные условия. В процессе эксперимента Saffire-1 особые датчики соберут данные по кислороду, углекислому газу и температуре в реальном времени. Тепловое излучение будут замерять радиометрические приборы, а весь процесс запишут две автономные видеокамеры. Эти данные поступят в лабораторию NASA через восемь дней, когда специалисты восстановят Cygnus: корабль не собираются полностью сжигать. Грузовик отправится в космос 22 марта.
Как появились супербактерии
Ученые из Лидского университета выяснили, как бактерии развили устойчивость к антибиотикам. Исследователи доказали, что белки ABC-F защищают бактериальные рибосомы от блокирования со стороны антибиотиков. Ранее специалисты обнаружили, что ABC-F формирует сопротивляемость к антибиотикам у золотистого стафилококка, вызывающего тяжелую форму пневмонии и сепсис.
Однако микробиологи не знали, за счет чего ABC-F вырабатывает резистентность. В результате многочисленных экспериментов специалисты из Лидского университета доказали, что ABC-F не допускает воздействия со стороны антибиотиков на синтезирующую белок бактериальную систему. То есть, когда антибиотик прикрепляется к рибосомальному аппарату, ABC-F выталкивает молекулу лекарства, нейтрализуя его действие.
Главная причина развития резистентности бактерий к антибиотикам - естественный отбор: со временем среди микроорганизмов распространяются мутации, наделяющие их способностью противостоять лекарственным препаратам. На основе полученной информации о ABC-F ученые планируют разработать новое поколение антибиотиков, нейтрализующих воздействие этого белка.
Оружие против Альцгеймера
Нейрофизиологи из Массачусетского технологического института показали, что стимуляция центра памяти в мозге мышей, страдавших от ранних стадий болезни Альцгеймера, позволяет вернуть им потерянную вследствие заболевания память. Как оказалось, она не теряется, а присутствует в мозге больного в "спящем" состоянии и все, что нужно, - ее разбудить. То есть, болезнь Альцгеймера приводит к утрате возможности извлекать информацию из нервных клеток.
Ранее специалисты Массачусетского технологического института создали технологию восстановления памяти, стимулируя нейроны при помощи импульсов света. Эту разработку они решили испытать для лечения болезни Альцгеймера. Опыты показали, что активация нейронов светом приводит к полному восстановлению памяти. Нейрофизиологи предполагают, что проблемы с "чтением" воспоминаний возникают из-за того, что нервные клетки мозга, пораженного болезнью Альцгеймера, теряют способность самостоятельно формировать особые отростки, соединяющие нейроны друг с другом. Их стимуляция приводит к восстановлению нейронных связей, а соответственно, - памяти. Методика поможет справиться не только с болезнью Альцгеймера, но и с другими патологиями, связанными с потерей памяти.
Дом в рюкзаке и на Марсе
Команда исследователей из Гарвардского университета разработала уникальный легко трансформируемый метаматериал, необычные свойства которого определяются особенностями его структуры. Из него можно построить, к примеру, полноценный дом, который впоследствии уместится в обычную сумку.
В основе разработки инженеров Гарвардского университета - одна из самых сложных техник оригами - снапология, при которой для получения фигур используются полоски бумаги. Из них создают многогранники, которые затем скрепляют в единую конструкцию такими же полосками бумаги. Немаловажное достоинство снапологии в том, что она предполагает большее число степеней свободы, а соответственно, конструкции на ее основе более подвижны.
Макет дома, созданный в Гарвардском университете, представляет собой 3D-структуру из 64 пластиковых кубиков с 24 гранями и 36 ребрами - они выступают в качестве дверных петель, по которым кубик может складываться. Конструкция имеет три степени свободы и может превращаться даже в абсолютно плоскую фигуру. Чтобы материал изменил характеристики, на него можно воздействовать термически, электричеством или водой. Технологию будут использовать для создания складных перепрограммируемых объектов, способных менять форму, размер, жесткость и другие характеристики в зависимости от текущих нужд. Такие конструкции способны совершить революцию в сфере недвижимости: мобильные жилища можно развернуть в любом месте, включая другие планеты.
Нервы победят ожирение
Ученые из американского университета Джона Хопкинса обнаружили у мышей нервные клетки, которые отвечают за подавление желания есть. Когда эти клетки мозга возбуждаются, они посылают в мозг сигнал о насыщении. При изучении белков, усиливающих или ослабляющих связи между нейронными клетками, ученые исследовали фермент OGT - биологический катализатор, участвующий в метаболических путях инсулина и глюкозы. Фермент присоединяет к белкам молекулу N-ацетилглюкозамина, являющегося производным сахара, тем самым изменяя свойства протеинов. Эксперименты показали, что если у подопытных грызунов синтез OGT отключить, животные за три недели в два раза прибавляют в весе, потребляя при каждом приеме пищи больше калорий.
Оказалось, что при отсутствии гена OGT количество синапсов, которые контактируют с нейронами, становится в три раза меньше, чем у нормальных клеток. В результате они не получали достаточного количества входных сигналов и не могут возбуждаться так, как это делают здоровые нейроны. С помощью оптогенетических методов ученые смогли заставить дефектные нейроны производить светочувствительные белки. В итоге клетки активировались и начали отправлять сигналы в другие части мозга, в результате чего мыши сократили потребление пищи на 25%. Результаты работы помогут разработать новые методы борьбы с ожирением.
