Добрий лікар Айболить: 5 наукових відкриттів січня

Слово «білок» більша частина з нас асоціює з яєчнею. Але для вчених-мікробіологів все не так прозаїчно. Для них це складні високомолекулярні сполуки, де відсутність лише однієї амінокислоти може привести до катастрофи всього організму. Або навпаки – вилікувати і навіть окрилити цей організм.

Mind вибрав наукові відкриття місяця, де білки відіграють головну роль. І невеличкий сюрприз від NASA наприкінці!

ГМО-кури відкладають лікувальні яйця

Хоча генна інженерія викликає неоднозначну реакцію суспільства, деякі відкриття цієї науки можуть послужити поліпшенню здоров'я людства. Група вчених з Університету Единбурга ввела в ДНК піддослідної групи курей людський ген. Виявилося, що в яйцях, які відкладають такі «олюднені» кури, присутні два особливих типи протеїнів – інтерферон альфа 2а та один з видів макрофагів. Ліки, що містять обидві ці речовини, широко використовуються в лікуванні багатьох хвороб, зокрема й онкології. Але виробництво таких препаратів в лабораторних умовах дуже дороге.

Вчені впевнені, що їх дослідження може привести до здешевлення вартості подібних ліків. «Виробництво за допомогою курей може бути в 10–100 разів дешевше за фабричне», – заявила дослідник Ліза Херрон виданню ВВС. Але їх відкриттю ще необхідна доробка. З усієї піддослідної групи курей лише в трьох яйцях виявилася значна кількість необхідних протеїнів.

Антибіотики проти раку легенів

Онкобіологи Массачусетського інституту технологій (MIT) виявили зв'язок між клітинами пухлини в легенях і тамтешніми бактеріями. Зазвичай у легенях мишей (і людей) присутня нешкідлива популяція бактерій. Але онкологія змінює ситуацію в легенях кардинально. Виявилося, що пухлинні клітини видозмінюють популяцію бактерій, значно збільшують їх кількість і змушують імунну систему виробляти молекули запалення цитокіни. Ці молекули створюють таке середовище, в якому ракові клітини розростаються швидше і більше.

Дослідження проводилося на мишах, генетично запрограмованих на розвиток раку легенів. У тій частині піддослідної групи, яка перебувала в безбактеріальному середовищі, пухлин було менше. До того ж вченим вдалося значно знизити розмір і кількість пухлин у легенях мишей за допомогою антибіотиків. Навіть якщо лікування починалося через 2–7 тижнів після появи пухлин, завдяки антибіотикам їх розмір скорочувався на 50%. Вчені MIT впевнені, що дослідження можна продовжити на реальних пацієнтах. Адже при аналізі пухлинної тканини у людей виявляється підвищена кількість тих самих видів цитокінів, що й у мишей. А значить, можна припустити, що антибіотики можуть аналогічним чином подіяти і в цьому випадку.

Покращений ЯМР для дослідження причин Альцгеймера

Дослідники того ж MIT, але цього разу хіміки, розробили технологію, яка в рази збільшить чутливість ядерно-магнітного резонансного (ЯМР) спектроскопа. Це дозволить вивчити структуру раніше невідомих молекул, зокрема бета-амелоідного білка, який акумулюється в мозку пацієнтів з хворобою Альцгеймера. «Використовуючи технологію, ми зможемо проаналізувати молекулярні структури за 10 хвилин, а не за роки, як раніше», – заявив професор хімії Роберт Гріффін.

Традиційний ЯМР використовує магнітні властивості атомних ядер, розкриваючи структури молекул, що містять подібні ядра. Чутливість ЯМР залежить від поляризації атома, і вчені збільшують цей показник за допомогою сильного магнітного поля. Новий підхід дослідників MIT заснований не на індукції магнітного поля, а на іррадіації високочастотних мікрохвиль. Це дозволяє збільшити поляризацію атомів, а отже і чутливість ЯМР-спектроскопа. Завдяки цьому вчені можуть отримати абсолютно нові дані про структуру молекул і зробити це швидше.

Як літаючі динозаври перетворилися на птахів? Ще один ключ до розгадки

Людство давно цікавить питання, чому птахи літають, а, наприклад, корови – ні. І хоча щодо корів все досить туманно, вчені наблизилися до розгадки еволюції предків сьогоднішніх птахів.

Винними в усьому виявилися білки: альфа і бета кератини. Ці речовини у людей, і деяких видів тварин відповідають за «міцні» частини тіла: волосся, нігті, пір'я, дзьоби, панцири тощо. Вчені вивчили геноми сучасних птахів, крокодилів, черепах та інших рептилій і побудували «генеалогічне дерево» цих тварин, ґрунтуючись на тому, як з плином часу змінювалися бета-кератини. Виявилося, наприклад, що птахи втратили більшу частину своїх альфа-кератинів. А бета-кератини в їх пір'ї стали гнучкішими через відсутність у структурі деяких амінокислот, які відповідають за міцність.

Палеонтологи також вивчили викопні залишки стародавніх птахів, які були знайдені на території Китаю і Монголії. І виявили в них таку саму усічену версію бета-кератинів, як і у сучасних птахів. І хоча, як вважають дослідники, давній пращур птахів динозавр анхіорніс навряд чи ще вмів літати, в його тілі вже були ті речовини, які набагато пізніше сформуються в повноцінне пташине пір'я.

Телескоп Хаббл випадково виявив нову галактику

Космічний телескоп Хаббл вже не раз дивував вчених-астрономів NASA з 1990 року, відколи вперше був запущений у роботу. Продовжив дивувати і у 2019-му. Фотографуючи зоряний кластер NGC 6752, телескоп виявив раніше невідому галактику. Бедін 1 – як назвали новий космічний об'єкт – класифікується як карликові сфероїдальні галактики. Її максимальна широта – близько 3000 світлових років (приблизно 1/30 діаметра галактики Чумацький шлях, де знаходиться наша планета). Ця невелика галактика знаходиться в 30 млн світлових років від нас і поводиться досить незалежно. За оцінками вчених, вона не взаємодіяла з іншими галактиками за всі 13 млрд років свого існування.