Добрый доктор Айболит: 5 научных открытий января

Слово «белок» большая часть из нас ассоциирует с яичницей. Но для ученых-микробиологов все не так прозаично. Для них это сложные высокомолекулярные соединения, где отсутствие всего одной аминокислоты может привести к катастрофе всего организма. Или наоборот – вылечить и даже окрылить этот организм.

Mind выбрал научные открытия месяца, где белки играют главные роли. И небольшой сюрприз от NASA в конце!

ГМО-куры откладывают лечебные яйца

Хотя генная инженерия вызывает неоднозначную реакцию общества, некоторые открытия этой науки могут послужить улучшению здоровья человечества. Группа ученых из Университета Эдинбурга внедрила в ДНК подопытной группы кур человеческий ген. Обнаружилось, что в яйцах, которые откладывают такие «очеловеченные» куры, присутствуют два особенных типа протеинов – интерферон альфа 2а и один из видов макрофагов. Лекарства, содержащие оба этих вещества, широко используются в лечении многих болезней, в том числе онкологии. Но производство таких препаратов в лабораторных условиях очень дорогостоящее.

Ученые уверены, что их исследование может привести к удешевлению стоимости подобных лекарств. «Производство при помощи кур может быть в 10–100 раз дешевле фабричного», – заявила исследователь Лиза Херрон изданию ВВС. Но их открытию еще необходима доработка. Из всей подопытной группы кур только в трех яйцах обнаружилось значимое количество необходимых протеинов.

Антибиотики против рака легких

Онкобиологи Массачусетского института технологий (MIT) обнаружили связь между клетками опухоли в легких и тамошними бактериями. Обычно в легких мышей (и людей) присутствует безвредная популяция бактерий. Но онкология меняет ситуацию в легких кардинально. Оказалось, что опухолевые клетки видоизменяют популяцию бактерий, значительно увеличивают их количество и заставляют иммунную систему вырабатывать молекулы воспаления цитокины. Эти молекулы создают такую среду, в которой раковые клетки  разрастаются быстрей и больше.

Исследование проводилось на мышах, генетически запрограммированных на развитие рака легких. У той части подопытной группы, которая находилась в безбактериальной среде, опухолей было меньше.  К тому же ученым удалось значительно снизить размер и количество опухолей в легких мышей при помощи антибиотиков. Даже если лечение начиналось через 2–7 недель после появления опухолей, благодаря антибиотикам их размер сократился на 50%. Ученые MIT уверены, что исследования можно продолжить на реальных пациентах. Ведь при анализе опухолевой ткани у людей обнаруживается повышенное количество тех же видов цитокинов, что и у мышей. А значит, можно предположить, что антибиотики могут аналогичным образом подействовать и в этом случае.

Улучшенный ЯМР для исследования причин Альцгеймера

Исследователи того же MIT, но на это раз химики, разработали технологию, которая в разы увеличит чувствительность ядерно-магнитного резонансного (ЯМР) спектроскопа. Это позволит изучить структуру ранее неизвестных молекул, в частности бета-амелоидного белка, который аккумулируется в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. «Используя технологию, мы сможем проанализировать молекулярные структуры за 10 минут, а не за годы, как ранее», – заявил профессор химии Роберт Гриффин.

Традиционный ЯМР использует магнитные свойства атомных ядер, раскрывая структуры молекул, содержащих подобные ядра. Чувствительность  ЯМР зависит от поляризации атома, и ученые увеличивают этот показатель при помощи сильного магнитного поля. Новый подход исследователей MIT основан не на индукции магнитного поля, а на иррадиации высокочастотных  микроволн. Это позволяет увеличить поляризацию атомов, а следовательно, и чувствительность ЯМР-спектроскопа. Благодаря этому ученые могут получить абсолютно новые данные о структуре молекул и сделать это быстрее.

Как летающие динозавры превратились в птиц? Еще один ключ к разгадке

Человечество давно задается вопросом, почему птицы летают, а, например, коровы – нет. И хотя по вопросу коров все еще достаточно туманно, ученые приблизились к разгадке эволюции предков сегодняшних птиц.

Виной всему оказались белки: альфа и бета кератины. Эти вещества у людей и некоторых видов животных отвечают за «прочные» части тела: волосы, ногти, перья, клювы, панцири и т. д. Ученые изучили геномы современных птиц, крокодилов, черепах и других рептилий и построили «генеалогическое дерево» этих животных, основываясь на том, как с течением времени менялись бета-кератины.  Оказалось, к примеру, что птицы потеряли большую часть своих альфа-кератинов. А бета-кератины в их перьях стали гибче из-за отсутствия в структуре некоторых аминокислот, которые отвечают за прочность.

Палеонтологи также изучили ископаемые древних птиц, которые были найдены на территории Китая и Монголии. И обнаружили в них такую же усеченную версию бета-кератинов, как и у современных птиц. И хотя, как считают исследователи, древний предок птиц динозавр анхиорнис вряд ли еще умел летать, в его теле уже были те вещества, которые гораздо позже сформируются в полноценные птичьи перья.

Телескоп Хаббл случайно обнаружил новую галактику

Космический телескоп Хаббл уже не раз удивлял ученых-астрономов NASA с 1990 года, когда впервые был запущен в работу. Продолжил удивлять и в 2019-м. Фотографируя звездный кластер NGC 6752, телескоп обнаружил ранее неизвестную галактику. Бедин 1 – как назвали новый космический объект – классифицируется как карликовая сфероидальная галактика. Ее максимальная широта – около 3000 световых лет (примерно 1/30 диаметра галактики Млечный Путь, где находится наша планета). Эта небольшая галактика находится в 30 млн световых лет от нас и ведет себя достаточно независимо. По оценкам ученых, она не взаимодействовала с другими галактиками за все 13 млрд лет своего существования.