Лес юрского периода, олимпиада роботов, вакцина от рака

Новый космический телескоп НАСА в 100 раз «глазастее» Хаббла

НАСА готовит к запуску новую космическую обсерваторию Nancy Grace Roman (Нэнси Грейс Роман). У этого оптического телескопа обзор в 100 раз больше, чем у «Хаббла»: зеркало телескопа имеет диаметр 2,4 метра. Разработка и сборка телескопа обошлась американскому космическому агентству в 4,3 миллиарда долларов, он отправится на орбиту 30 августа.

Работать «Нэнси» будет в паре с гигантской инфракрасной обсерваторией JWST: телескопу предстоит обнаруживать огромное количество объектов, а JWST — более детально их изучать.

В первые пять лет работы новый телескоп будет работать на три крупных исследования: одно сосредоточено на сверхновых, второе — на космологии, третье — на экзопланетах. Первые два проекта направлены на поиск темной энергии — таинственного фактора, которое, как считают ученые, «разгоняет» расширение Вселенной.

Ученые надеются получить множество дополнительных сведений в рамках космологического исследования: составить карту миллиарда галактик и изучить влияние темной энергии на скопления галактик в течение миллионов лет. Изучить планируется и изменение формы галактик, вызванное гравитационным притяжением темной материи — невидимого космического компонента, который, как считают ученые, составляет большую часть массы Вселенной. По форме галактик астрономы надеются вычислить места скопления темной материи, а вместе с ними — и влияние темной энергии.

Еще одна задача нового телескопа — «перепись» экзопланет. Ожидается, что к 6 тысячам уже открытых далеких миров «Нэнси Грейс Роман» добавит еще порядка 100 тысяч. Дело в том, что этот телескоп будет применять не метод транзита (когда наличие планеты фиксируется в момент, когда она проходит перед своей звездой и заслоняет ее свет), а метод линзирования (когда свет звезды многократно усиляется светом более далекого светила). Это более точный и тонкий метод.

Как и другие современные обзорные телескопы, Roman предназначен для обнаружения неожиданных явлений. При каждом повторном обследовании участка неба программное обеспечение автоматически отслеживает любые изменения и быстро оповещает астрономов по всему миру — схема, аналогичная той, что используется на телескопе «Вера Рубин». Ученые надеются, что телескоп позволит обнаружить всё: от слияния двойных звёзд до сверхновых, вызванных парной нестабильностью, — типа звёздных взрывов, которые, как считалось, происходят только с самыми ранними звёздами Вселенной.

Вакцина от рака предотвращает рецидив меланомы: что дальше?

Биотехнологический гигант Moderna объявил, что в ходе клинических испытаний III фазы его персонализированная мРНК-вакцина против меланомы достоверно снизила риск рецидива рака. Перед нами первый мРНК-препарат, который показал успех на поздней стадии испытания при лечении рака.

Вакцина называется интисмеран. Она персонифицированная: чтобы ее создать, в каждом случае берется образец опухоли пациента, в нем определяют мутации, в результате которых клетка выделяет аномальные белки — неоантигены. Они служат целями для иммунной системы. мРНК-вакцина, «заточенная» специально под неоантигены каждого конкретного пациента, заставляет иммунную систему прицельно бороться с опухолью. То есть для каждого пациента создается своя собственная вакцина.

Работает препарат не на предотвращение рака, а для того, чтобы не допустить рецидива при лечении. В исследовании участвовали 1 100 пациентов с запущенной меланомой, которую полностью удалили хирургическим путем. Одна группа людей получала вакцину в сочетании с пембролизумабом (иммунотерапевтическим препаратом), другая — только пембролизумаб. Исследование показало, что у людей, которые получали комбинированное лечение, период жизни без рецидива был дольше, чем у тех, кто получал только пембролизумаб. Чтобы определить, насколько интисмеран продлит жизнь после лечения меланомы, нужно наблюдать за участниками исследования дальше.

Результат, полученный Moderna, приближает вакцину к одобрению регуляторами для более широкого применения. А еще это исследование доказывает, что персонализированные противораковые вакцины — принципиально эффективны. Значит, в дальнейшем можно разрабатывать подобные препараты против других типов рака.

И работа над их созданием уже идет: Merck и Moderna пробуют такой же подход для разработки персонализированных вакцин от рака поджелудочной железы, желудка и легких — идет первая фаза клинических испытаний. BioNTech уже испытывает свои вакцины против колоректального рака, рака поджелудочной железы и трижды негативного рака молочной железы. Китайская Chenzhen Xinhe Biomedical испытывает персонализированную вакцину против рака желудка и печени.

Не только вакцины: впервые в мире РНК-фунгицид начинает работать

Но не вакцинами едиными жива биотехнология на основе РНК. В Мексике одобрили использование фунгицида, который использует молекулы РНК для того, чтобы убивать грибок, вызывающий мучнистую росу винограда. Это первое в мире одобрение коммерческую продажу такого биофунгицида.

Препарат разработала американская компания GreenLight Biosciences. В нем молекулы РНК подавляют гены, необходимые для выживания грибка Erysiphe necator. Грибок перестает размножаться и быстро погибает.

Ученые уже десяток лет разрабатывают препараты для борьбы с вредителями и инфекциями растений с использованием РНК-интерференции. Еще в 2023 году та же компания выпустила препарат для борьбы с колорадским жуком: РНК блокирует ген, кодирующий ключевой белок в организме жука.

Подобные препараты хороши тем, что «настроены» только на организм конкретного вредителя или возбудителя инфекции. Фунгицид, одобренный в Мексике, не причиняет вреда ни бабочкам, ни пчелам, ни дождевым червям. Он не влияет на почвенную микрофлору и на позвоночных. А вот на другие грибы (полезные) повлиять может — по крайней мере, биологи честно признаются, что вероятность хоть и низка, но не равна нулю.

Вторым на очереди на одобрение в Мексике будет РНК-препарат против паутинного клеща. Власти Мексики надеются, что новые технологии позволят заменить агрессивные химические пестициды и гербициды экологически безопасными биологическими соединениями.

Для нового сериала ученые реконструировали лесной хор юрского периода

В документальном мини-сериале «Динозавры», вышедшем в прошлом году, есть звуки леса: чьи-то щебетание, трели, стрекотание, шум листьев. Так вот, не всё это плод фантазии голливудских звукорежиссеров. Некоторые из этих звуков были воссозданы настоящими палеонтологами на основе ископаемых крыльев насекомых возрастом 165 миллионов лет.

А на этой неделе результаты исследования, лежащие в основе этого саундтрека, были опубликованы. Нет, звук, конечно, не может окаменеть. Но вот некоторые анатомические структуры, отвечающие за воспроизведение звука у сверчков или кузнечиков — могут. «Пилка» на переднем крыле таких насекомых покрыта крошечными зубьями. На противоположном крыле — крошечный «скребок». И когда он проходит по зубчикам, части крыла вибрируют и издают звук. Высоту и структуру этого звука можно воссоздать, измерив длину зубьев, расстояние между ними и размер вибрирующей области крыла.

Ученые воссоздали частичную звуковую картину юрских лесов, изучив 20 окаменевших крыльев, принадлежащих 9 ископаемым видам насекомых, которые одновременно обитали на территории современной Внутренней Монголии. Затем они провели эксперименты на современных насекомых, сделали компьютерное моделирование и машинное обучение. Биомеханические модели протестировали на живых сверчках и кузнечиков, лазером измеряя вибрацию крыльев. Получился «хор», который звучал в юрских лесах и услаждал слух динозавров.

Большинство юрских сверчков издавали низкочастотные трели, похожие на те, что мы слышим от их современных собратьев. Были и чистые, «музыкальные» тона, которые звучат для человеческого уха как свист или как стрекотание. Палеонтологи предполагают, что такие звуки помогали насекомым общаться между собой в ночном лесу, но так, чтобы их не нашли хищники (кстати, в их роли могли выступать наши с вами насекомоядные предки — млекопитающие юрского периода).

Ультразвук мы не слышим, но современные кузнечики его издают. Один из их предков — по-видимому, пользовался им тоже. И если эта реконструкция верна, найден даже один из звуков насекомых, который стал самым древним известным свидетельством ультразвуковой коммуникации у животных — за 100 миллионов лет до появления летучих мышей с их эхолокацией.

Жаль, что реконструкция имеет ограничения: анатомия ископаемых крыльев показывает высоту и тип основного звука, который издают насекомые. Но вот ритм и «количество куплетов» такой песни точно воссоздать невозможно. Потому что это контролируется нервной системой и движением крыльев — а эти структуры сохраниться просто не могли.

Человекоподобные роботы бьют рекорды в спринте, но не умеют забивать гвозди

Вторые Игры человекоподобных роботов, прошедшие в Пекине с 22 по 26 августа, показали и стремительный прогресс, и недостатки. Роботы бьют спортивные рекорды людей: например, робот пробежал стометровку на секунду быстрее, чем Усейн Болт. Еще один андроид прыгнул в высоту на 3,4 метра, и это выше, чем человеческий рекорд. Третий выиграл матч по настольному теннису у олимпийского чемпиона. По заданной траектории они прыгают сальто назад и спринты. Игры этого года показали: человекоподобные роботы развиваются очень быстро, при этом используют ИИ для обучения, планирования и выполнения действий в реальном мире.

Но в то же время становится понятно: прежде чем люди смогут использовать их для решения многочисленных практических задач, машинам предстоит пройти долгий путь. И это видно по тому, что происходило на Играх: роботы разбивались о стены, спотыкались, роняли штангу и загорались на финишной линии.

Кроме этого, андроидам пока еще сложно справляться с задачами, требующими ловкости. Имитировать силу и координацию человеческой руки пока еще сложная задача. И особенно сложно роботам использовать инструменты — например, забивать гвозди молотком. Потому что захвату их руки сложно обеспечить достаточный контакт с инструментом.

На «Олимпиаде роботов» свои силы показывали более 600 команд — в большинстве своем представлявшие китайские университеты, исследовательские институты и компании, занимающиеся робототехникой. В этом году программу расширили: включили в нее не только спринт и прыжки, но и практические задачи: расстановку книг на полках, застилание кроватей. В этих «сценарных соревнованиях» участвовали и роботы под дистанционным управлением людей, и андроиды, самостоятельно выполнявшие задачи. Эта часть соревнований имеет решающее значение для разработки роботов-помощников. Ведь андроиды должны быть не игрушками, а частью повседневной жизни, помощниками человека. К примеру, в будущем робот-горничная сможет застилать белье, а робот-инженер — работать в условиях высокой радиации.

Однако человекоподобные роботы все еще совершают слишком много ошибок, чтобы их можно было широко использовать в реальных условиях. Кроме того, пока они стоят очень дорого — до того, чтобы сделать их помощниками по дому, человеческой экономике пока далеко. Продвинутые модели сегодня стоят более 100 тысяч долларов.