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.

Они обсуждают, что чередование периодов приёма пищи и голодания может быть связано со снижением возрастного ухудшения иммунной функции. Учёные проанализировали данные экспериментов и исследований у людей и пришли к выводу, что во время голодания организм переключается с использования глюкозы на более активное окисление жиров и выработку кетоновых тел, включая β-гидроксибутират.

Это может активировать клеточные «режимы экономии и ремонта», такие как аутофагия (переработка повреждённых компонентов клетки) и сигнальные пути, связанные с устойчивостью к стрессу и регуляцией воспалительных реакций. В результате в ряде наблюдений голодание связывали с более низкими уровнями провоспалительных молекул и более «собранной» работой иммунных клеток.

Особое внимание уделено мозгу: хроническое воспаление и окислительный стресс считаются важными факторами возрастных когнитивных изменений, а голодание теоретически может уменьшать нейровоспаление за счёт метаболического «переключения», влияния кетоновых тел и связанных с ними сигнальных эффектов. Авторы подчёркивают ограничения исследования: значительная часть механистических данных получена на животных моделях, а человеческие исследования часто короткие и проводились в относительно здоровых группах.

Кроме того, эффект голодания нередко сопоставим с результатами постоянного ограничения калорий, а для пожилых и особенно «хрупких» людей остаются вопросы безопасности — например, риск потери мышечной массы и нежелательных метаболических последствий.

Существующие препараты только подавляют вирус, и их приём необходимо продолжать всю жизнь. Новая технология направлена на удаление вирусной ДНК из клеток печени.

Об этом «Ленте.ру» рассказали в пресс-службе университета.

Долгое время проблемой было доставить CRISPR-комплексы в инфицированные клетки. Исследователи решили её с помощью невирусных биодеградируемых наночастиц, которые могут «биокамуфлироваться» и не провоцируют иммунный ответ.

В каждую частицу можно поместить сотни CRISPR-комплексов, что позволяет эффективно уничтожать все копии вирусного генома внутри клетки. Затем система полностью распадается и выводится из организма.

Новая технология сочетается с уже существующими противовирусными препаратами. Предварительное подавление размножения вируса создаёт временное окно, в течение которого CRISPR удаляет его генетический «резервуар», не давая инфекции восстановиться.

Разработка велась около десяти лет и прошла ключевые этапы доклинических исследований. Метод доказал свою эффективность и безопасность.

Авторы считают, что созданная система доставки универсальна и в будущем может применяться не только для лечения гепатита B, но и для терапии других инфекций, генетических заболеваний и онкологических процессов.

Исследователи следили за добровольцами в среднем более 13 лет, и за это время рак лёгких диагностировали у 3821 человека. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Nutrition.

Анализ данных показал, что связь между потреблением напитков и риском заболевания носит нелинейный характер. У людей, которые выпивали от половины до одной чашки кофе в день или две–три чашки, риск рака лёгких был ниже по сравнению с теми, кто не пил кофе вовсе.

Аналогичный эффект наблюдался и у тех, кто регулярно выпивал от одной до трёх чашек чая в день. Авторы исследования подчёркивают, что речь идёт именно об умеренных количествах.

Более высокое потребление не давало дополнительного защитного эффекта, что указывает на возможный «оптимальный диапазон» употребления. Предполагается, что роль могут играть биологически активные вещества — антиоксиданты, полифенолы и флавоноиды, которые содержатся в кофе и чае.

Однако исследование носит наблюдательный характер и не доказывает прямую причинно-следственную связь. Учёные отмечают, что необходимы дополнительные работы, чтобы подтвердить результаты и понять механизмы, с помощью которых привычные напитки могут быть связаны с риском рака лёгких.

Ранее стало известно, что регулярное употребление слишком горячего чая и кофе повышает риск рака желудка.

В статье, опубликованной в журнале The Lancet Rheumatology, говорится, что всего один год применения биологического препарата абатацепт способен отсрочить появление болезни на несколько лет. В исследовании участвовали люди с высоким риском ревматоидного артрита — хронического аутоиммунного заболевания, при котором иммунная система поражает суставы, вызывая боль, воспаление и постепенную потерю подвижности.

Наблюдение длилось от четырёх до восьми лет и стало одним из самых продолжительных в этой области. Участники, получавшие абатацепт, в среднем заболевали значительно позже, чем те, кто получал плацебо — задержка достигала четырёх лет.

Авторы подчёркивают, что препарат не предотвращает болезнь навсегда, но изменяет её течение. Отсрочка начала ревматоидного артрита означает меньше лет жизни с болью, усталостью и ограничениями, а также может снизить социальные и экономические последствия болезни.

Во время приёма препарата у участников уменьшались суставные боли и улучшалось общее самочувствие. Наибольший эффект наблюдался у людей с самым высоким риском заболевания, который определяли по специальным анализам крови на аутоантитела.

Исследователи отмечают, что лечение оказалось безопасным и не сопровождалось увеличением серьёзных побочных эффектов.