Органика на Марсе, древние металлурги, наночастицы против атеросклероза

Наночастицы нацелились на две болезни-убийцы

РНК-вакцины, «упакованные» в крошечные липидные капсулы-наночастицы, спасли от коронавируса десятки миллионов человек. Теперь исследователи пытаются использовать наночастицы в борьбе с двумя другими болезнями, ежегодно уносящими множество жизней. Это дыхательная недостаточность, вызываемая легочной инфекцией, и атеросклероз, приводящий к инфарктам и инсультам.

Между этими заболеваниями больше общего, чем может показаться. В обоих случаях сбой дают клетки эндотелия, выстилающего кровеносные сосуды изнутри — в них подавляются ключевые гены. В случае острого респираторного дистресс-синдрома это приводит к тому, что капилляры становятся пористыми, в альвеолы легких проникает жидкость, это мешает кислороду поступать в кровь — в результате пациент может умереть. А при атеросклерозе поломка в генах заставляет клетки эпителия вырабатывать меньше фермента, который разрушает липиды. В результате внутри сосудов накапливаются холестериновые бляшки, приводящие потом к инфарктам и инсультам.

До сих пор оба этих заболевания лечили симптоматически — пациентов с дыхательной недостаточностью переводили на ИВЛ, а при атеросклерозе прописывали средства для снижения уровня холестерина в крови. Но напрямую проблема таким образом не решалась, ведь дело в дисфункции эпителиальных клеток.

На этой неделе исследователи из Чикагского университета представили исследование, которое показывает: отключенные гены можно вновь активировать, «натравив» на них наночастицы, несущие полезную нагрузку в виде РНК. Таким образом будут устранены не симптомы, а корневая сущность заболевания. Причем на экспериментах в пробирке эта группа ухитрилась направить наночастицы не просто к эпителиальным клеткам, но именно к дисфункциональным клеткам. Те, кто работал нормально, были проигнорированы микроскопическими курьерами. Их РНК-груз, как и предполагалось, увеличил выработку нужных ферментов.

Отличные результаты показали и опыты на мышах. Наночастицы увеличили в их организме уровень необходимых белков и облегчили признаки заболеваний. Так у мышей, инфицированных птичьим гриппом, снизилась тяжесть поражения легких, а в тестах на атеросклероз наблюдалось снижение сосудистого воспаления на 83% в месте образования холестериновых бляшек.

Если подобные результаты можно будет перенести на человеческий организм, миллионы людей будут спасены от смертельной опасности.

Новый шаг к российскому квантовому компьютеру

В МФТИ разработали схему квантового процессора из 40 кубитов (это сверхпроводниковые квантовые биты) — первого в России с таким большим количеством кубитов. Это серьезное продвижение к технологиям создания квантовых компьютеров, ведь единых методов изготовления квантовых процессоров до сих пор не разработано, и каждая группа идет по собственному пути. Проблема квантового компьютера заключается в том, что с увеличением числа кубитов растет сложность технологии.

Квантовые процессоры разрабатывают сегодня ученые по всему миру — принцип их действия основан на явлениях квантовой механики. Квантовый компьютер сможет решать умопомрачительно сложные задачи, с которыми не могут справиться электронные устройства. К примеру, задачи оптимизации или квантовой химии.

В МФТИ планируют продолжать наращивать «кубитность» своей технологии — но для этого надо будет обновить и расширить мощности оборудования.

Металлургия началась на тысячи лет раньше, чем мы думали?

В 2021 году археологи, работавшие на раскопках древних человеческих поселений в турецком местечке Гре Филла, обнаружили кусок аморфного, похожего на стекло материала с зеленовато-желтым блеском и основанием красного цвета. Он весил около полукилограмма и выглядел так, будто был расплавлен с одной стороны. Исследователи распознали в нем частично расплавленный кусок почвы и меди.

И все бы ничего, ведь в этом регионе уже в VI тысячелетии до нашей эры, сразу после появления первых человеческих городов, началась металлообработка. Люди плавили медь и олово, расцветал бронзовый век. Однако на этой неделе произошла небольшая археологическая сенсация: вышла статья, в которой археологи описали эту находку и указали ее возраст — почти 11 тысяч лет.

Таким образом, если будет доказано, что металл действительно был выплавлен, а не просто случайно упал в костер — это отодвинет начало металлургии почти на три тысячелетия в прошлое. И получится, что выплавкой металла люди начали заниматься еще до того, как стали выращивать пшеницу и осели на одном месте — значит, с технологией экспериментировали охотники и собиратели! Раскопки в Гре Филла проходили с 2018 по 2023 годы, и за это время археологи сделали здесь и другие интересные находки — например, медные бусины и другие артефакты в слоях, датируемых примерно VI тысячелетием до нашей эры. А еще — остатки небольших костров и ступку (ступка означает, что люди измельчали и смешивали материалы).

Чтобы узнать больше о процессе нагрева, через который прошли медный слиток и комок почвы, ученые проанализировали их химический состав. В слитке они обнаружили микроскопические капли меди, оксида железа и хрома, которые, как правило, образуются в медной руде, подвергающейся воздействию высоких температур. Наличие другого минерала, тридимита, предполагало, что руда подвергалась постоянному или многократному нагреву при температурах выше 850 °C. Кристаллы кальцита указывали на то, что медь быстро охлаждалась. Под микроскопом исследователи увидели пористость по всему медному слитку, что указывало на то, что расплавленная медь удерживала внутри пузырьки воздуха по мере быстрого охлаждения. В совокупности эти особенности указывают на то, что охотники-собиратели экспериментально плавили медную руду около 11 000 лет назад, говорят авторы.

Раковые клетки учат друг друга противостоять лечению

Российские ученые из ФНКЦ ФХМ им. Лопухина, КФУ, МФТИ, НГУ и других вузов в составе международной группы (включает французских и китайских исследователей) пытаются ответить на вопрос о том, почему рак яичников сначала хорошо реагирует на химиотерапию, но потом неизбежно развивается лекарственная устойчивость. Именно поэтому в течение года у подавляющего большинства пациенток (80%) начинается рецидив болезни.

Новое исследование показало: клетки опухоли, которые погибают под воздействием химиотерапии, успевают «сообщить» своим соседкам устойчивость к препарату и сделать их более агрессивными. Резистентность рака яичников к лечению может быть вызвана именно этим — внеклеточной коммуникацией.

Ученые обратили внимание на то, что во время химиотерапии опухолевые клетки начинают активно выделять особые пузырьки — везикулы, которые представляют собой наноконтейнеры, своеобразных «почтовых голубей» для обмена информацией и веществами между клетками. Потом эти пузырьки проникают внутрь выживших опухолевых клеток — и те получают резистентность к данному конкретному препарату. Исследователи нашли сигнальные молекулы, которыми обмениваются раковые клетки, чтобы «научить» друг друга устойчивости к химиотерапевтическим препаратам.

Понимание того, как раковые клетки строят внеклеточные сигнальные сети, позволит разработать эффективное подавление этого «строительства» и повысить эффективность химиотерапии.

На Марсе нашли крупные органические молекулы

Марсоход Curiosity продолжает исправно поставлять важные факты о красной планете. На сей раз планетологи сообщили о том, что в осадочных породах на дне кратера Гейл (именно там работает трудолюбивый марсоход) найдены органические молекулы рекордной для Марса величины. Они представляют собой три вида длинноцепочечных алканов — декан, ундекан и додекан.

Напомним, главный вопрос, на который хотят ответить планетологи, исследующие Марс, — была ли там когда-то жизнь и если да, то какая она была и какие следы после себя оставила. Марсоходы ищут в грунте следы минералов, которые могли образоваться в присутствии жидкой воды, и органических молекул, которые могут быть свидетельством существовавшей (может быть, и существующей?) здесь жизни.

Curiosity уже находил марсианскую органику в газе, который выделился при высокотемпературном пиролизе марсианского грунта в аналитическом приборе, установленном на борту марсохода. И вот — новая находка, самые крупные органические соединения из всех, что находили на Марсе.

Предположительно, образовались они при термическом распаде трех жирных кислот — ундекановой, додекановой и тридекановой. Но могли быть «родителями» этих соединений и пальмитиновая, стеариновая или олеиновая кислоты. На Земле они образуются в основном в биохимических реакциях. Вполне возможно, что на Марсе жирные кислоты появились абиогенным путем, но ученые очень хотят верить в возможность жизни на красной планете.