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.

Она сформировалась вокруг больших холмов кристаллизованного метана. Об этом пишет журнал Scientific American.

Эти холмы называются гидратными холмами Фрейи и находятся в Арктическом океане. Они состоят из замёрзших газов и напоминают «замороженные рифы».

Такие структуры создают убежище для глубоководных организмов, которые приспособились к экстремальным условиям: низким температурам, полной темноте и высокому давлению. Экспедиция Ocean Census Arctic Deep–EXTREME24 использовала подводных роботов для обнаружения этих структур.

Учёные зафиксировали самые глубокие из известных газогидратных образований — на глубине 3640 метров. Также выяснилось, что из холмов поднимаются метановые факелы высотой до 3300 метров в толще воды.

Это рекорд для подобных структур. Между тем на севере Перу за последний месяц зафиксировали второй случай смерти редчайшей пелагической большеротой акулы.

В эксперименте участвовали 236 человек. Их разделили на группы и давали им топирамат в низкой и высокой дозах либо плацебо на протяжении 18 недель.

Результаты исследования опубликованы в журнале Alcohol, Clinical & Experimental Research (ACER). Основной анализ не показал статистически значимых различий между группами по заранее заданным показателям — числу дней с тяжёлым употреблением алкоголя и устойчивому отказу от курения.

Однако дополнительные анализы показали, что участники, получавшие высокую дозу топирамата (250 миллиграммов в сутки), в среднем реже злоупотребляли алкоголем и выпивали меньше, чем те, кто получал плацебо или меньшую дозу (125 миллиграммов). Кроме того, обе дозы препарата — 125 и 250 миллиграммов — были связаны со снижением количества выкуриваемых сигарет и более высокими показателями отказа от курения по сравнению с плацебо.

Исследователи подчёркивают, что полученные данные пока нельзя считать окончательным доказательством эффективности топирамата при сочетанной алкогольной и никотиновой зависимости. Однако они указывают на перспективность такого подхода.

В дальнейшем необходимы исследования с лучшим контролем приверженности лечению, чтобы точнее оценить терапевтический потенциал препарата.

Речь идёт о звёздчатых ганглиях, расположенных в шейной области и регулирующих частоту сердечных сокращений и реакцию сердца на нагрузку. Результаты исследования опубликованы в журнале Autonomic Neuroscience (AN).

В эксперименте крысы на протяжении 10 недель занимались умеренными тренировками на беговой дорожке. Затем учёные проанализировали изменения в левом и правом ганглиях.

Оказалось, что тренировки вызывают различные изменения с правой и левой стороны. У активных животных в правом ганглии было примерно в четыре раза больше нервных клеток, чем в левом, в то время как у неактивных крыс такой разницы не было.

При этом размер клеток менялся противоположным образом: в правом ганглии они становились меньше, а в левом — заметно увеличивались. Кроме того, общий объём нервных узлов после тренировок уменьшался, особенно с правой стороны.

Это свидетельствует о том, что физическая активность приводит не просто к усилению или ослаблению нервной системы, а к более сложной перестройке её структуры. Авторы исследования считают, что такие асимметричные изменения могут играть важную роль в адаптации организма к регулярным нагрузкам и в том, как нервная система поддерживает работу сердца.

Полученные знания могут помочь лучше понять механизмы сердечной регуляции и разработать более точные подходы к лечению нарушений сердечного ритма. Однако пока результаты были получены только на животных.

Исследователи установили, что такие вещества могут защищать от заболеваний глаз, вызванных окислительным стрессом, хроническим воспалением и нарушением обмена веществ. К подобным болезням относятся глаукома, диабетическая ретинопатия, возрастная макулярная дегенерация, катаракта и заболевания глазной поверхности.

Результаты работы опубликованы в журнале Nutrients. В статье подробно рассмотрены наиболее изученные полифенолы: антоцианы, куркумин, ресвератрол, эпигаллокатехин галлат, кверцетин и феруловая кислота.

Согласно собранным данным, эти соединения могут уменьшать повреждение клеток сетчатки и зрительного нерва, снижать воспалительные процессы, влиять на патологический рост сосудов и поддерживать работу антиоксидантных систем глаза. В некоторых клинических исследованиях полифенолы ассоциировались с улучшением функций зрения и замедлением развития определённых заболеваний.

Однако авторы отмечают, что большая часть данных получена в экспериментах на клетках и животных, а клинические исследования на людях пока ограничены по объёму и продолжительности. В обзоре сделан вывод о том, что полифенолы могут рассматриваться не как альтернатива стандартному лечению, а как возможное дополнение к нему.

Для практических рекомендаций, считают авторы, необходимы масштабные и тщательно контролируемые клинические исследования, которые помогут определить оптимальные дозы, формы приёма и долгосрочную безопасность таких соединений для здоровья глаз. Ранее учёные доказали, что диабет второго типа начинает изменять структуру сетчатки задолго до появления явных офтальмологических симптомов.