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.

Результаты исследования были опубликованы в American Journal of Preventive Cardiology (AJPC). В работе авторы изучили данные семнадцати клинических исследований, в которых приняли участие свыше ста тысяч человек, большинство из них ранее не страдали сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Выяснилось, что даже незначительное уменьшение уровня LDL-холестерина на начальных этапах оказывает заметный защитный эффект. Согласно подсчётам учёных, снижение LDL всего на 0,36 ммоль/л у людей с низким риском сердечных заболеваний уменьшает вероятность тяжёлых сердечно-сосудистых событий примерно на 25 %.

При этом у пациентов, лечение которых начали позже, для достижения аналогичного эффекта требовалось снижение холестерина почти в восемь раз более интенсивное. Эксперты объясняют это тем, что атеросклероз развивается постепенно и может длительное время оставаться незамеченным.

Холестерин накапливается в стенках сосудов, образуя бляшки, которые со временем могут разрушаться и приводить к образованию тромбов, блокирующих кровоток к сердцу или мозгу. Современные методы лечения, по мнению учёных, зачастую откладывают начало терапии до момента, когда повреждение сосудов уже активно прогрессирует.

Ранний контроль уровня LDL-холестерина, как считают авторы, позволит использовать меньшие дозы статинов и снизить риск побочных эффектов.

Этот вывод был сделан после анализа клинических данных, результаты которого опубликованы в журнале BMJ Nutrition Prevention & Health. В исследованиях, проведённых в Индонезии, приняли участие беременные женщины и девушки-подростки.

В большинстве экспериментов сок гуавы сочетали с приёмом препаратов железа. Анализ 12 исследований показал, что после употребления напитка уровень гемоглобина в среднем увеличивался на 1,71 грамма на децилитр (г/дл).

Наиболее заметный эффект наблюдался у беременных женщин — рост составил в среднем 1,84 г/дл, у подростков показатель увеличивался примерно на 1,52 г/дл. Сочетание сока гуавы и железосодержащих добавок оказалось эффективнее, чем приём железа отдельно.

Авторы связывают эффект с высоким содержанием витамина C в гуаве. По их данным, в 100 граммах плода его может быть в несколько раз больше, чем в апельсинах.

Витамин C улучшает усвоение железа из растительной пищи, что особенно важно для регионов, где дефицит железа распространён из-за особенностей питания. Исследователи считают, что сок гуавы может стать доступным и недорогим дополнением к программам профилактики анемии.

Однако они подчёркивают, что пока речь идёт именно о вспомогательном средстве, а не замене стандартного лечения.

Они пришли к выводу, что частицы пластика могут быть связаны с развитием метаболических нарушений. Согласно экспериментальным данным, микро- и нанопластик может нарушать состав кишечной микробиоты и ослаблять кишечный барьер.

Это приводит к тому, что воспалительные молекулы и продукты бактериального обмена легче проникают в организм, усиливая системное воспаление. Такой процесс может быть одним из возможных путей к инсулинорезистентности и метаболическому синдрому.

Ещё один возможный механизм связан с окислительным стрессом. Исследования показали, что микро- и нанопластик активирует образование реактивных форм кислорода, повреждает клетки и нарушает работу митохондрий.

Это может влиять на энергетический обмен и способствовать сбоям в переработке глюкозы и липидов. Особое внимание учёные уделяют оси «кишечник — печень».

Если микропластик нарушает микробиоту и усиливает воспаление в кишечнике, это может отразиться на печени: изменить жировой обмен, усилить накопление липидов и повысить риск неалкогольной жировой болезни печени. Авторы исследования подчёркивают, что данных о влиянии микропластика на здоровье людей пока недостаточно.

Большинство работ основаны на опытах на животных, а методы оценки воздействия пластика до сих пор сильно различаются. Ранее стало известно, что пластиковые чайники выделяют миллиарды частиц микропластика при кипячении.

Это соединение — diphlorethohydroxycarmalol (DPHC) — было выделено из бурой водоросли Ishige okamurae. Ранее уже было известно, что оно способствует усилению мышечных сокращений, но теперь учёные впервые изучили его влияние на возрастные изменения в мышечной ткани.

Эксперименты проводились как на клетках мышц, так и на взрослых рыбках данио-рерио, у которых искусственно вызвали старение. У животных ухудшились подвижность и мышечная масса, но после введения DPHC их физическая активность заметно увеличилась.

Состояние мышечной ткани у рыб улучшилось, а уровень клеточной энергии повысился. В лабораторных тестах вещество помогало клеткам лучше выживать в условиях старения, снижало уровень окислительного стресса и восстанавливало выработку ATP — основного источника энергии для клеток.

Кроме того, DPHC повышал уровень кальция внутри мышечных клеток, что связано с нормальной работой мышц. Исследователи утверждают, что соединение активировало важный клеточный путь SirT1/PGC-1α, который участвует в энергетическом обмене и поддержании мышечной функции.

Авторы исследования считают, что вещества, полученные из морских водорослей, в будущем могут стать основой для создания средств против возрастной потери мышечной массы и снижения физической активности. Ранее учёные выяснили, что другие соединения также поддерживают мышечную силу и снижают возрастную слабость.