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.

Препарат представляет собой назальный спрей, который стимулирует иммунную систему. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

В ходе экспериментов на мышах было установлено, что три дозы вакцины обеспечивают защиту от SARS-CoV-2 и других коронавирусов в течение трёх месяцев. Вирусная нагрузка в лёгких вакцинированных животных оказалась примерно в 700 раз ниже по сравнению с мышами, которые не получили вакцину.

Кроме того, вакцина ускорила формирование иммунного ответа: у вакцинированных животных защита начинала формироваться уже через три дня, в то время как обычно адаптивный иммунитет реагирует на вирус примерно через две недели. Дополнительные тесты показали, что препарат снижает риск бактериальных инфекций.

Например, вакцина защищала животных от Staphylococcus aureus и Acinetobacter baumannii — бактерий, которые часто вызывают внутрибольничные инфекции и обладают устойчивостью к антибиотикам. Неожиданным результатом стало снижение аллергической реакции.

У мышей, которым ввели вакцину и которые подверглись воздействию пылевых клещей, симптомы астмы — воспаление дыхательных путей и повышенная выработка слизи — были значительно слабее. Исследования проводились только на животных, следующим этапом должны стать клинические испытания на людях.

Ранее учёные выяснили, что риск развития аллергии зависит от климата и условий окружающей среды.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Nutrition (Front Nutr). MASLD — это наиболее часто встречающаяся хроническая болезнь печени в мире.

Она тесно связана с ожирением, нарушениями обмена веществ и диабетом второго типа. В кофе содержится множество биологически активных соединений, таких как антиоксиданты и полифенолы, которые могут влиять на обмен веществ и состояние печени.

Анализ показал, что с увеличением количества кофе в рационе риск заболевания снижается. Употребление одной чашки кофе в день по сравнению с людьми, которые пьют меньше одной чашки, снижает риск почти вдвое.

При употреблении двух или трёх чашек показатель остаётся примерно таким же, а наибольший защитный эффект наблюдается при употреблении четырёх–шести чашек кофе в день. Авторы подчёркивают, что речь идёт именно о «кофе по-итальянски» — небольших порциях крепкого эспрессо.

Объём такой чашки обычно составляет около 20–30 миллилитров, и она отличается от больших кружек фильтр-кофе. Исследователи считают, что уникальный химический состав и способ приготовления напитка могут усиливать его потенциальные метаболические эффекты.

Учёные отмечают, что результаты основаны на наблюдательных данных, но они указывают на возможную роль умеренного потребления кофе как фактора, поддерживающего здоровье печени и обмен веществ. Ранее было установлено, что полифенолы чёрного чая способствуют снижению веса и улучшению обмена веществ.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Aging. Сначала молодым самкам мышей с помощью антибиотиков удалили собственные кишечные бактерии, а затем пересадили микробиоту от доноров.

Одни животные получили бактерии от молодых мышей, другие — от пожилых самок, которые находились в состоянии, аналогичном человеческой менопаузе. Выяснилось, что именно «возрастная» микробиота улучшила состояние яичников.

Анализ показал, что после пересадки в клетках яичников изменилась активность генов: профиль экспрессии РНК стал похож на тот, который характерен для более молодых тканей. Кроме того, в яичниках снизились маркеры воспаления — одного из ключевых признаков старения тканей.

Изменения повлияли и на репродуктивные результаты. Мыши, получившие микробиоту от старших доноров, продемонстрировали более высокую фертильность: все они смогли произвести потомство, в то время как среди животных с «молодой» микробиотой некоторые так и не дали потомства.

Исследователи предполагают, что эффект может быть связан с эстоболомом — группой кишечных бактерий, участвующих в обмене эстрогенов и гормональной регуляции. Полученные результаты указывают на возможную роль микробиоты в процессах репродуктивного старения и открывают перспективы для будущих методов поддержки фертильности.

Пока эксперименты проводились только на животных.

Об этом будет рассказано на ежегодной встрече American Academy of Neurology (AAN). Учёные изучили последствия сильного задымления на северо-востоке США летом 2023 года, которое было вызвано масштабными лесными пожарами в Канаде.

Они сравнили данные о качестве воздуха в штате Нью-Джерси с реестром инсультов за июнь — июль 2023 года и за тот же период годом ранее. В дни сильного загрязнения воздуха уровень озона поднимался до 136 частей на миллиард, в то время как обычно он составляет около 36.

Концентрация мелких частиц PM2.5 достигала 211 мкг/м³, в то время как средний уровень составлял 48,5 мкг/м³.

Анализ показал, что в дни с повышенным уровнем озона инсульты происходили чаще — в среднем 1,25 случая в день, в то время как в дни с более чистым воздухом их было 0,93. Кроме того, при высокой концентрации загрязнителей чаще наблюдались более тяжёлые формы заболевания, включая геморрагические инсульты и поражение крупных артерий.

Также исследователи оценили влияние мелких частиц PM2.5 — одного из основных компонентов дыма лесных пожаров.

В дни с повышенной концентрацией таких частиц пациенты с инсультом дольше находились в больнице и имели более высокие показатели тяжести заболевания. Авторы подчёркивают, что результаты пока предварительные и основаны на коротком периоде наблюдений.

Однако они указывают на возможное влияние дыма лесных пожаров на здоровье мозга.