Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

В журнале Nature Aging были опубликованы результаты исследования, в котором учёные изучили данные нескольких групп взрослых людей. Они обнаружили, что с возрастом у мужчин и женщин значительно уменьшается количество бактерии Bifidobacterium pseudocatenulatum в кишечнике.

У людей с более высоким содержанием этой бактерии микробиом соответствовал более молодому биологическому возрасту, а некоторые показатели здоровья были лучше, чем у тех, у кого уровень бактерии был ниже. Исследователи выяснили, что эффект может быть связан с веществом 5-AVAB, которое вырабатывает эта бактерия.

Уровень 5-AVAB также снижается с возрастом. Эксперименты на пожилых мышах показали, что введение 5-AVAB улучшает память, координацию движений и некоторые поведенческие показатели, а также уменьшает хроническое воспаление в различных органах, включая сердце, печень, лёгкие, почки и мышцы.

Аналогичные эффекты наблюдались при введении самой бактерии. Авторы исследования считают, что в будущем восстановление количества полезной бактерии или уровня вырабатываемого ею вещества может стать подходом к замедлению возрастных изменений.

Однако основные доказательства такого эффекта пока получены только на животных моделях. Ранее было обнаружено, что гесперетин, содержащийся в цитрусовых фруктах, может замедлять старение печени.

Специалисты изучили исследования, посвящённые связи уровня тестостерона, заместительной гормональной терапии и здоровья сердца. Данные показали U-образную зависимость: риск фибрилляции предсердий оказался выше при низких и высоких концентрациях гормона, а наиболее низким — примерно в середине нормального диапазона.

Авторы статьи предполагают, что недостаток и избыток тестостерона могут влиять на клетки сердца через разные биологические механизмы. Исследователи рекомендуют мужчинам, которым необходима заместительная терапия тестостероном, поддерживать уровень гормона примерно в диапазоне 350–550 нанограммов на децилитр и регулярно контролировать состояние сердечно-сосудистой системы.

При этом предложенный диапазон основан преимущественно на наблюдательных данных и пока не проверен в специальных клинических испытаниях.

Казалось бы, зачем, если эволюционные пути человека и мыши разошлись всего 70–90 миллионов лет назад, оставив значительное сходство в ДНК и почти одинаково функционирующие внутренние органы, а с комарами — 600 миллионов лет назад, когда наши общие предки, такие как губки или медузы, ещё обитали в океане. Однако именно эта генетическая удалённость и непохожесть комаров на человека привлекли внимание учёных, занимающихся фундаментальными исследованиями генома и обучением анализу ДНК нейросетей.

Им стало интересно, как белки человеческой клетки взаимодействуют с генетическим материалом далёкого вида. «Для чего надо выяснять взаимодействие человеческого и комариного геномов?

У нас что, есть шанс когда-либо объединиться?» — спросили учёные.

«Есть несколько причин, которые нас мотивируют к таким исследованиям, — ответил Вениамин Фишман. — Одна из них — обучение искусственного интеллекта.

Он проникает во все сферы деятельности, и в биологию тоже. Но если при работе с текстами или изображениями он достиг уже очень большого успеха, то в биологии есть проблема: в нашем генетическом наборе, в отличие от классического буквенного алфавита, всего четыре буквы-нуклеотида — А, T, G, С — и они не подчиняются никаким правилам грамматики, это всего лишь химические молекулы».

Учёные исследуют, как изменения в геноме человека влияют на его заболевания и предрасположенности. Однако, когда дело доходит до уникальных мутаций конкретного пациента, все наработанные правила перестают работать.

«И при чём тут, извините, комар?» — спросили учёные.

«Это наше радикальное решение проблемы знакомства с необычными последовательностями: давайте возьмём последовательность, которую у человека мы никогда не встречали, и добавим в эту выборку, чтобы разнообразить её, — объяснил Вениамин Фишман. — Ведь на самом деле человек с точки зрения генетики очень однообразный вид, даже у коров больше разнообразия».

Учёные решили исследовать геном комаров, чтобы понять, как ведут себя необычные последовательности в другом виде организмов. Они использовали культуру клеток комаров Anopheles stephensi, одного из самых изученных видов малярийных комаров, который исторически являлся главным переносчиком малярии в городах Южной Азии.

«А не слишком рискованно объединять геномы таких комариков с человеческими?» — спросили учёные.

«Вот тут мы и подходим к нашим результатам, которые говорят о том, что вставленные нами куски генома комара в человеческий геном ни к чему не привели, они просто перестали работать в гибридном варианте, — ответил Вениамин Фишман. — Мы как раз показываем, что от таких далёких видов ничего человеку перенести нельзя».

В шестинедельном двойном слепом рандомизированном исследовании участвовали 68 взрослых. Их разделили на три группы: первая придерживалась контрольного рациона, вторая ежедневно употребляла продукты из цельнозернового овса, третья — продукты из цельнозернового ячменя.

Овсяная диета привела к заметному улучшению профиля липопротеинов: у участников снизилось количество общего холестерина и мелких частиц LDL («плохого» холестерина), которые считаются более атерогенными. Уровень LDL-холестерина снизился примерно на 11,2 миллиграмма на децилитр по сравнению с контрольной группой, хотя этот показатель немного не достиг статистической значимости.

Ячмень способствовал снижению диастолического давления примерно на 3 миллиметра ртутного столба и уровня маркера, связанного с воспалением сосудистой стенки. Авторы исследования считают, что овёс и ячмень могут давать несколько разных, но дополняющих друг друга преимуществ для сердечно-сосудистой системы.

Возможную роль играет бета-глюкан — растворимая клетчатка, которая способна влиять на обмен холестерина.