Перспектива новой пандемии, космические заготовки для ДНК, биореактор для выращивания органов

На астероиде Бенну нашли элементы «первичного бульона»: жизнь на Землю занесена из космоса?

На этой неделе многие издания обсуждали версию зарождения жизни на Земле в результате космической инвазии. Причиной тому было то, что НАСА объявило результаты изучения фрагментов астероида Бенну, доставленные на Землю роботизированным космическим аппаратом OSIRIS-REx.

Мало того что на Бенну есть органика, так это еще не просто органика, а все 5 азотистых оснований, из которых состоят земные ДНК и РНК, и 14 из 20 аминокислот, которые содержатся в белках. То есть на далеком космическом астероиде нашли практически все, что с химической точки зрения определяет жизнь земного типа. Правда, аминокислоты с астероида построены зеркально по отношению к земным: если наши ориентированы на левую сторону, то космические — точно так же, только «смотрят» направо. Так что если даже искру жизни в «первичный бульон» занесли из космоса — это точно были не те же ингредиенты, что нашли сейчас на Бенну.

Однако находка все равно стала огромным событием в науке. Во-первых, абсолютно точно доказано, что сложная органика на фрагментах астероида не привнесена из атмосферы Земли, а действительно «родная». Ведь образцы были доставлены на Землю в герметичной канистре и проанализированы в сверхстерильном лабораторном пространстве, в инертном газе. Случайностей произойти не могло. И результат ошеломляет: в этих образцах на Землю прибыла самая крупная партия внеземной органики на сегодняшний день. Причем не просто органики, а той, на которой строится вся жизнь на нашей планете.

Кроме того, в 120 граммах астероидного вещества с Бенну найдено множество солей. Видимо, на родительском астероиде миллиарды лет назад были жидкие пруды, а когда вода испарилась, после них осталась минеральная корка. Соленые пруды, думают ученые, и были подходящей средой, в которой развивались сложные химические соединения. На их основе и могла зародиться жизнь (правда, на Бенну ее признаков не обнаружено) — ведь в подобном рассоле запросто могли бы развиться азотистые основания. Ряд ученых взяло на заметку это сочетание сложной органики и минеральных солей — возможно, это намекает на то, в каких условиях в свое время сформировалась жизнь на Земле.

В России разрабатывают биореактор, чтобы выращивать ткани и органы

В Институте регенеративной медицины Сеченовского университета работают над созданием тканеинженерного биореактора, в котором надеются выращивать органы и ткани человека. Средства на исследования выделены по гранту, первый этап работ, по словам ученых, готов: разработан прототип ячейки, в которой будут созревать костная ткань и связки.

Идея основана на том, что ткани организма на основе его собственных клеток можно создавать с помощью 3Д-биопечати и культивирования в определенной среде (для этого и нужен биореактор). Многоячеистый биореактор поможет создавать сложные, дифференцированные ткани. Ученые надеются таким образом получить первый результат проекта «Орган-на-заказ» — биоэквивалент пародонтального комплекса.

Ученые объясняют: стволовые клетки, из которых выращиваются ткани и могут формироваться «биоинженерные конструкты», реагируют на факторы среды по-разному. Например, чтобы начала формироваться костная ткань, нужно воздействовать на стволовые клетки механически: сжимать их и растягивать. Если таких стимулов не будет — клетки с большой вероятностью дифференцируются в клетки жировой ткани. И так далее. Поэтому российские ученые и пытаются сконструировать многоячеистый биореактор, в котором для каждого типа ткани будут свои условия.

Сейчас уже готов прототип ячейки, которая дает клеткам растяжение (так формируется пародонтальная связка), в разработке и модуль для сжатия (чтобы создавать костную ткань). В дальнейшем в Сеченовском университете разработают и другие типы ячеек.

Ученые из других стран тоже пытаются сконструировать биореакторы, но пока в существующих эквивалентах низок уровень автоматизации. Сеченовский образец эту проблему снимает: система датчиков отслеживает параметры среды, а обновление питательной среды проводится автоматически.

Экстремальная жара может убить миллионы европейцев, если не принять срочные меры

Европейские ученые строят климатические модели и бьют тревогу: в течение следующего столетия число смертей из-за жары в городах Европы может резко возрасти, если не сделать ничего, чтобы защитить людей. Экстремально высокие и экстремально низкие температуры могут убить дополнительно 2,3 миллиона человек в городах Европы, если страны не примут никаких мер по смягчению последствий изменения климата. Причем вклад жары постоянно растет, в отличие от «холодового» воздействия.

Ученые из Лондонской медицинской школы взяли данные о температуре воздуха и смертности из 854 городов в 30 странах Европы и построили на их основе прогноз смертности от экстремальных жары или холода с 2015 по 2099 год. Дополнительно они изучили разные сценарии потепления: глобальная температура на планете увеличится соответственно на 1,5 градуса; на 2 градуса и на 3 градуса по шкале Цельсия. Кроме того, рассмотрели несколько сценариев реакции на температурные колебания: стратегии адаптации стран.

Опубликованные результаты четко показывают: от жары будет умирать больше людей, чем от холода, даже в самых оптимистичных сценариях. Общее число смертей из-за экстремальных температур может вырасти почти наполовину. Под самым большим ударом — Средиземноморье (Испания, юг Франции, Италия, Мальта). Уязвимее остальных — люди старше 65 лет и жители городов Южной Европы.

Что делать? Пока непонятно. Конечно, ученые говорят, что нужно снижать количество автомобильных выбросов, инвестировать больше в общественный транспорт, и это должно снизить парниковый эффект и глобальное потепление. Но понятно, что пока это все лишь разговоры.

Риск пандемии птичьего гриппа среди людей растет

Ученые констатируют, что вирус H5N1 адаптируется все к новым хозяевам среди млекопитающих. Это повышает вероятность распространения вируса среди людей. Десять месяцев назад было совершено шокирующее открытие о том, что вирус, обычно переносимый дикими птицами, легко стал заражать коров. К настоящему времени по меньшей мере 68 человек в Северной Америке заболели этим патогеном. Один пациент умер.

Несмотря на то что большинство случаев протекли легко, новые данные указывают на то, что разные варианты вируса птичьего гриппа H5N1, которые волнами расходятся по Северной Америке, могут вызвать тяжелое течение болезни и даже смерть. Особенно если вирус напрямую передается к человеку от птиц. Сейчас вирус занят тем, что адаптируется к новым хозяевам — к тем же коровам и другим млекопитающим.

Ученые сегодня отслеживают два основных варианта H5N1: В3.13 распространяется в основном среди коров, D1.1 встречается в основном среди диких и домашних птиц, включая даже кур. Так вот, В3.13 быстро распространился по всем США среди крупного рогатого стада — заразил 900 стад в 16 штатах, а еще затронул кошек, скунсов и других млекопитающих. Вирус передается человеку через инфицированную корову (воздушно-капельно) и через молоко. В 40 изученных случаях такого заражения болезнь проходила легко: легкое респираторное заболевание и конъюнктивит. А вот среди 24 людей, заразившихся от больных птиц, двое болели крайне тяжело: один пациент несколько месяцев провел в клинике, а второй умер.

Пандемия может начаться, если вирус эволюционирует и станет распространяться между людьми. 6 января на сервере препринтов было опубликовано исследование, согласно которому вирус птичьего гриппа все искуснее распространяется среди коров. Эволюционные вирусологи из Королевского ветеринарного колледжа (Хэтфилд, Великобритания) пишут, что вирус В3.13 приобрел мутации через несколько месяцев с момента первого обнаружения у крупного рогатого скота. Эти мутации помогают размножаться и закрепляться в клетках, выстилающих дыхательные пути у коров… и людей! Ученые пишут, что это первый шаг вируса к массовому переходу на людей. Есть и другие потенциальные «шаги-мутации», которые усилят риск вспышки H5N1 у людей, но пока их не обнаружили.

Как грибы управляют пауками

В Ирландии нашли новый вид паразитических грибов, которые, вселяясь в паука (в буквальном смысле), управляют его действиями. Открытие сделали, снимая документальный фильм. Датские и британские ученые были на старом пороховом складе, когда увидели паучка, свисавшего с потолка и покрытого налетом. Съемочная группа заинтересовалась, спустилась ниже, в пещеры. Там нашлось несколько «мумий» паучков, из которых торчали длинные «усы», покрытые спорами гриба. Паразитический гриб из этого же семейства уже известен как «поработитель» муравьев и других насекомых. Но вот с пауками такого взаимодействия до сих пор не было изучено: ведь их нервная система устроена по-другому, они далеки от насекомых.

Итак, гриб поселяется в теле паука-кругопряда и заставляет его менять поведение. Зараженный паук выходит из тихого уголка пещеры на открытый участок, прикрепляется к своду или к стене. Со временем он умирает, а из его «мумии» вырастают отростки, на которых сидят споры гриба. За счет этого инфекция и распространяется: споры подхватываются на открытом участке сквозняком и заражают новых жертв.

Вы спросите: зачем ученым знать про эти странные ужасы? Затем, что изучив влияние паразитического гриба на поведение хозяина, можно найти вещества, которые могут представлять интерес для фармацевтики и биотехнологий.