Учёные из Саутгемптона записали геном человека на кристалле 5D-памяти

Этот кристалл, изготовленный из плавленого кварца, является самым прочным способом хранения данных, занесённым в Книгу рекордов Гиннесса в 2014 году. Эксперт по оптоэлектронике Питер Казански заявил, что исследователей вдохновила возможность создания сверхнадёжных систем хранения данных с помощью 5D-кристаллов.

Он также выразил идею, что эта технология может помочь в воссоздании человека, сохраняя его идентичность на долгое время. Кристалл способен хранить до 360 терабайт информации и выдерживает космическую радиацию, экстремальные температуры от −273 до 1000 °C и удары силой до 10 тонн на квадратный сантиметр.

Согласно Книге рекордов Гиннесса, при комнатной температуре кристалл может оставаться стабильным более чем в 21 миллиард раз дольше, чем возраст Вселенной. Процесс записи информации в кристалл Команда Казански расшифровала геном человека с помощью лазеров и закодировала данные в крошечных пустотах кремнезема размером всего 20 нанометров.

Информация представлена в пяти измерениях наноструктур — высоте, длине, ширине, ориентации и положении. На поверхности кристалла выгравирован визуальный ключ с изображениями атомов водорода, кислорода, углерода и азота, а также двойной спирали ДНК и её четырёх нуклеотидных оснований.

Команда исследовала молекулярную структуру хромосомы и нарисовала мужчину и женщину. Казански пояснил, что визуальный ключ даёт информацию о том, какие данные хранятся внутри кристалла и как их можно использовать.

Сомнения в концепции Томас Хейнис, однако, выразил сомнения в жизнеспособности концепции. Он задался вопросом, как учёные смогут прочитать кристалл и создать устройство для этого, а также будет ли такое устройство доступно через сотни лет.

В настоящее время учёные не могут воссоздать людей только на основе их генетической информации, но последние достижения в синтетической биологии внушают надежду на то, что это станет возможным в будущем. Дополнительные меры защиты биологической информации Исследователи также рассматривают другие способы защиты биологической информации от стихийных бедствий, например, хранение замороженных клеток животных в лунных кратерах.

Мэри Хагедорн из Института природоохранной биологии заявила, что всегда полезно быть готовым к будущему. Кристалл 5D-памяти с геномом человека теперь хранится в архиве «Память человечества» в старейшей соляной шахте в Австрии.

Исследование охватило почти 700 человек в возрасте от 40 до 59 лет, среди которых многие имели наследственную предрасположенность к болезни Альцгеймера. Участники проходили тесты на память, внимание, язык и мышление.

Учёные анализировали влияние образа жизни, здоровья и генетических факторов на состояние мозга. Оказалось, что самым сильным защитным фактором стали так называемые стимулирующие активности: общение с друзьями и семьёй, чтение, изучение языков, путешествия, занятия музыкой, спортом и творчеством.

В то же время депрессивные симптомы, черепно-мозговые травмы, плохой сон, гипертония и диабет сильнее всего ухудшали когнитивные показатели. Исследователи отмечают, что подобные привычки могут формировать «когнитивный резерв» — способность мозга дольше сопротивляться возрастным изменениям и повреждениям.

По словам учёных, профилактику деменции важно начинать задолго до старости, поскольку изменения в мозге могут развиваться десятилетиями до появления первых симптомов. Ранее было установлено, что плохой сон может быть маркером повышенного риска болезни Альцгеймера.

Учёные провели тестирование экспериментальных паст с наногидроксиапатитом — веществом, восстанавливающим минералы в эмали, а также с кокосовым, коричным и маслом чайного дерева. В ходе экспериментов использовались образцы человеческих зубов и бактерии Streptococcus mutans, которые связаны с развитием кариеса.

Паста с коричным маслом продемонстрировала наиболее выраженный антибактериальный эффект, практически полностью подавив рост бактерий. Пасты с кокосовым маслом, в свою очередь, лучше других способствовали восстановлению твёрдости эмали после искусственного повреждения.

Кроме того, использование паст помогало поддерживать более благоприятный уровень кислотности в полости рта, что дополнительно уменьшает риск разрушения зубов. Исследователи утверждают, что сочетание наногидроксиапатита и эфирных масел может стать многообещающей альтернативой традиционным средствам профилактики кариеса.

Ранее учёные установили, что лимонный сок и кока-кола наносят вред эмали зубов.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Cancer (NC). Оказалось, что многие опухоли используют молекулу CysLTR1 для того, чтобы «переключать» иммунную систему в выгодный для себя режим.

Благодаря этой молекуле рак заставляет некоторые белые кровяные клетки — нейтрофилы — подавлять иммунный ответ вместо того, чтобы бороться с опухолью. В экспериментах на мышах было обнаружено, что блокировка CysLTR1 с помощью монтелукаста замедляет рост опухолей, улучшает выживаемость и восстанавливает чувствительность к иммунотерапии.

Такой эффект наблюдался при нескольких видах рака, включая тройной негативный рак молочной железы, меланому и рак кишечника. Авторы исследования подчёркивают, что монтелукаст уже давно одобрен для лечения астмы и аллергии, поэтому его потенциальное применение в онкологии может ускорить начало клинических испытаний.

Учёные отмечают, что препарат не просто подавляет вредные иммунные клетки, а фактически «перепрограммирует» их обратно на борьбу с опухолью.

В статье, опубликованной в журнале Nutritional Neuroscience (NN), исследователи проанализировали результаты 27 экспериментов на животных. Они изучали, как жирная и сладкая пища влияет на мозг.

Часть животных после периода нездорового питания переводили на более полезный рацион, чтобы выяснить, сможет ли память восстановиться. Улучшение питания действительно помогало работе памяти, но эффект зависел от состава прежней диеты.

После рациона с высоким содержанием жиров улучшения были заметнее, а вот после избытка сахара или сочетания сахара и жиров восстановление памяти происходило значительно хуже. Авторы работы считают, что особенно чувствительным к такому воздействию может быть гиппокамп — область мозга, отвечающая за обучение и запоминание.

Исследователи подчёркивают, что результаты показывают: последствия длительного потребления сладкой пищи могут быть более стойкими, чем принято считать. Ранее стало известно, что ежедневное употребление горсти орехов между приёмами пищи снижает тягу к сладкому.