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

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

Учёные из Саутгемптонского университета записали генетическую информацию человека в 5D-кристалл памяти, который способен хранить данные на протяжении миллиардов лет.

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.

Московский комсомолец

Свяжи глюкозу со старением мозга
Учёные, работавшие с данными UK Biobank, обнаружили связь между повышенным уровнем глюкозы в крови и ускоренным старением мозга.

Также выяснилось, что это может повышать риск неврологических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Psychiatry (MP).

В работе использовались МРТ-снимки мозга, данные метаболомики крови и генетическая информация участников. С помощью машинного обучения исследователи рассчитали «возраст мозга» по 1079 нейровизуализационным показателям и сравнили его с реальным возрастом человека.

Разница между этими значениями показывала, насколько мозг выглядит старше или моложе хронологического возраста. Анализ данных более 21 тысячи человек выявил девять метаболитов, связанных с ускоренным старением мозга.

Наиболее сильная связь была обнаружена для глюкозы. Высокий уровень этого вещества также оказался связан с уменьшением объёма серого вещества в десятках зон мозга, ухудшением когнитивных показателей и повышенным риском деменции, болезни Альцгеймера, сосудистой деменции, болезни Паркинсона, инсульта, депрессии и тревожности.

Генетический анализ показал, что связь глюкозы со старением мозга не является просто совпадением. Авторы исследования считают, что обмен глюкозы может быть одним из факторов, влияющих на здоровье мозга, а контроль сахара в крови — перспективным направлением для профилактики возрастных нарушений.

Ранее учёные выяснили, что высокий уровень витамина C связан с лучшим состоянием серого вещества мозга.

Лента ру

Учёные совершили открытие лавы возрастом 3,1 миллиарда лет
В регионе Пилбара на северо-западе Австралии учёные из Университета Аделаиды обнаружили древние лавы, возраст которых составляет 3,1 миллиарда лет.

Анализ уникальных пород подтвердил наличие глубокого круговорота воды на Земле до формирования тектоники плит. Это открытие может изменить наше представление о геологических процессах на ранней планете.

Регион Пилбара известен своей исключительной сохранностью геологических образований. Он привлекает внимание не только учёных, но и NASA, которое использует его ландшафты для подготовки марсоходов.

В ходе исследования учёные отобрали образцы лав группы Вундо. Они оказались химически схожи с современными лавами, извергающимися в зонах субдукции.

Одним из ключевых открытий стало наличие древней лавы — бонинита, богатой водой. Это позволяет предположить, что в мантии Земли в то время содержалось столько же воды, сколько и в современных мантиях под активными вулканами.

Исследователи утверждают, что наличие воды в мантии является важным условием для формирования вулканов. Они также представили новую концепцию «дрипдукции», описывающую процесс погружения влаги в мантию до появления тектоники плит.

Вместо привычного скольжения плит мягкая кора прогибалась и уходила в мантию короткими толчками, что позволяло воде проникать глубже и поддерживать вулканическую активность. Эти открытия, опубликованные в журнале Nature Communications, могут существенно изменить представления о геологических процессах на ранней Земле и их влиянии на климат и экосистемы.

Московский комсомолец

Средиземноморская диета улучшает психологическое состояние
Люди, которые следуют средиземноморскому стилю питания, особенно в возрасте старше 50 лет, демонстрируют более высокий уровень психологического благополучия.

Это подтверждают результаты исследования, опубликованные в журнале BMJ Open. В работе учёные анализировали данные 3296 участников в возрасте от 50 до 90 лет.

Они подробно рассказывали о своём рационе, а затем проходили опросы, которые оценивали их психологическое состояние. При этом исследователи учитывали не только отсутствие депрессии, но и такие показатели, как ощущение контроля над жизнью, независимость, удовольствие от повседневных дел, наличие жизненных целей, уровень энергии и оптимизм.

Оказалось, что более строгое следование средиземноморской диете связано с лучшим психологическим состоянием. Это было верно независимо от уровня дохода и наличия симптомов депрессии.

Более того, во время пандемии COVID-19 эмоциональное благополучие участников в целом ухудшилось, но у тех, кто придерживался средиземноморского рациона, это снижение было менее заметным. Авторы исследования подчёркивают, что их работа не доказывает причинно-следственную связь между средиземноморской диетой и психологическим благополучием.

Однако полученные результаты показывают, что питание, богатое овощами, фруктами, бобовыми, рыбой и оливковым маслом, может поддерживать работу мозга и психическое здоровье. Это происходит за счёт влияния на воспаление, стрессовые реакции организма и состояние кишечной микрофлоры.

Ранее учёные выяснили, что средиземноморская диета и DASH-рацион снижают риск рака у женщин.

Лента ру

Определи риски диабета по микробиому
Шведские учёные выяснили, что состав кишечной микрофлоры может предупреждать о риске развития сахарного диабета второго типа за несколько лет до появления первых клинических симптомов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports Medicine (CRM). В эксперименте участвовали 4685 взрослых жителей Швеции.

Специалисты изучили состав бактерий в образцах кала добровольцев и наблюдали за их здоровьем в среднем на протяжении пяти лет. За это время у 383 участников диагностировали диабет второго типа.

Анализ показал, что ещё до постановки официального диагноза у этих людей был специфический профиль микробиома. Исследователи выделили девять видов микроорганизмов, присутствие или отсутствие которых связано с повышенным риском заболевания.

Одним из неожиданных открытий стало поведение бактерии Akkermansia muciniphila. Хотя она традиционно считается полезной, при дефиците пищевых волокон в рационе она начинает разрушать защитный слизистый слой кишечника.

Это вызывает хроническое воспаление и метаболические сбои, которые ведут к инсулинорезистентности. Учёные также установили принцип дозозависимости: влияние определённых бактерий меняется в зависимости от их концентрации.

Например, низкий уровень Coprococcus catus повышал вероятность болезни, тогда как высокая концентрация этого вида не демонстрировала такой связи. Авторы работы считают, что в перспективе тестирование кишечной микрофлоры может стать частью стандартной диагностики.

Такой анализ позволит оценивать риски развития диабета наряду с традиционными маркерами — уровнем глюкозы в крови, наследственной предрасположенностью и индексом массы тела.

Московский комсомолец