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.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Communications Medicine (CM). Учёные изучили электронные медицинские записи взрослых пациентов за почти 20 лет.

В анализ были включены как препараты, одобренные для лечения заболевания, так и часто применяемые средства: антидепрессанты, спазмолитики и противодиарейные препараты. Это позволило оценить долгосрочные последствия терапии, которые обычно не учитываются в клинических испытаниях.

Выяснилось, что длительное использование антидепрессантов связано с увеличением риска смерти примерно на 35 процентов. Противодиарейные средства, такие как лоперамид и дифеноксилат, показали ещё более выраженную связь — риск смерти у их пользователей был примерно в два раза выше.

Другие методы лечения, включая одобренные препараты и спазмолитики, такой связи не продемонстрировали. Авторы подчёркивают, что исследование выявляет статистическую связь, но не доказывает, что препараты напрямую приводят к смерти.

Повышенные риски могут быть связаны с общим состоянием пациентов, сопутствующими заболеваниями или осложнениями, например, сердечно-сосудистыми событиями и инсультами. Ранее учёные выяснили, что препараты из группы агонистов GLP-1 защищают от тяжёлых инфекций.

В эксперименте участвовали 94 взрослых человека. Одних добровольцев поили напитком с глюкозой, других — водой.

Затем участники либо получали расслабляющий массаж, либо просто отдыхали. Все испытуемые отмечали субъективное ощущение спокойствия, но физиологические показатели показали более сложную картину.

Методы релаксации действительно активировали парасимпатическую нервную систему, которая отвечает за восстановление. Но у участников, употребивших сахар, одновременно сохранялась повышенная активность симпатической системы — той, которая отвечает за стресс и мобилизацию ресурсов организма.

В результате тело оставалось в состоянии повышенного возбуждения. По словам авторов исследования, это означает, что сахар может мешать организму полноценно переключаться на режим отдыха и снижать эффективность таких практик, как медитация или массаж.

Человек может чувствовать себя расслабленным, но его организм при этом продолжает реагировать так, как при стрессе. Исследователи рекомендуют избегать продуктов с высоким содержанием сахара перед релаксацией, чтобы более эффективно восстанавливаться и снижать нагрузку на нервную систему.

В эксперименте участвовали 40 детей от 6 до 8 лет. Одной группе наносили стоматологический лак на основе базилика (Ocimum basilicum), другой — стандартный лак с фтором.

Процедуру повторяли несколько раз за четыре месяца, после чего оценили начальные признаки кариеса и количество бактерий Streptococcus mutans, считающихся основным фактором развития заболевания. Оба средства снизили активность кариеса, но фтор более эффективно восстановил эмаль и уменьшил количество поражений.

В то же время лак с базиликом лучше подавлял бактерии, вызывающие кариес, что свидетельствует о его сильных антибактериальных свойствах. Авторы исследования подчёркивают, что в базилике есть соединения кальция и фосфора, которые способствуют реминерализации зубной эмали, а также отмечают его природную антимикробную активность.

У детей не было замечено побочных эффектов, что делает такие средства потенциально более безопасной альтернативой фтору.

Это может способствовать распространению устойчивости бактерий к антибиотикам в почве и потенциально влиять на здоровье людей. Такой вывод сделали исследователи, чья работа опубликована в журнале Nature Microbiology (NM).

Учёные проанализировали данные по почвам из разных регионов США, Китая и Европы. Они обнаружили, что в условиях засухи в почве возрастает количество генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам.

Эксперименты показали, что при высыхании почвы содержание воды в ней снижается, а естественные антибиотики, которые производят почвенные микроорганизмы, становятся более концентрированными. Это усиливает отбор: чувствительные бактерии погибают, а устойчивые получают преимущество.

Дополнительные опыты подтвердили, что после высушивания почвы в микробных сообществах чаще встречаются бактерии, способные переносить действие разных классов антибиотиков. По словам авторов, это важно не только для экологии почв.

Многие гены устойчивости могут передаваться между бактериями, а отдельные почвенные микроорганизмы имеют близких родственников среди возбудителей болезней человека. Исследователи также сопоставили клинические данные из 116 стран с показателями засушливости и обнаружили, что в более засушливых регионах в среднем выше частота устойчивости к антибиотикам в больницах.

Авторы подчёркивают, что такая связь ещё не доказывает прямую причинность, однако указывает на возможную недооценённую роль климата в росте антибиотикорезистентности. По их мнению, усиление засух на фоне изменения климата может стать дополнительным фактором этого глобального риска.