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.

В ходе эксперимента на крысах с диабетом второго типа учёные зафиксировали уменьшение показателей глюкозы натощак, триглицеридов и «плохого» холестерина после приёма комплекса. При этом у животных улучшился общий обмен веществ и снизились воспалительные процессы, связанные с метаболическими нарушениями.

Анализ показал, что эффект обусловлен воздействием на несколько систем организма. Комплекс изменил состав кишечной микробиоты: увеличилось количество полезных бактерий, таких как Bifidobacterium и Akkermansia, и уменьшилось число бактерий, ассоциированных с воспалением.

Одновременно произошла нормализация обмена желчных кислот, которые играют важную роль в регуляции уровня сахара и жиров. Учёные подчёркивают, что сочетание пребиотиков и растительных компонентов может стать перспективной основой для профилактики и коррекции диабета.

Ранее было установлено, что семена облепихи препятствуют образованию тромбов.

Результаты исследования опубликованы в журнале JAMA Network Open. В работе проанализировали данные более 42 тысяч человек, среди которых было около 1500 пациентов, перенёсших инсульт.

Период наблюдения составил до 30 лет. Оказалось, что риск деменции напрямую зависит от тяжести заболевания.

После лёгкого инсульта он увеличивается примерно в два раза, после умеренного — в три раза, а после тяжёлого — почти в пять раз по сравнению с людьми без инсульта. У всех, кто перенёс инсульт, наблюдалось ускоренное ухудшение когнитивных функций — памяти, внимания и способности к планированию.

В среднем их состояние соответствовало людям на 1,8–2,6 года старше по «когнитивному возрасту». Учёные подчёркивают, что даже лёгкие инсульты не проходят бесследно и также связаны с постепенным снижением работы мозга.

Авторы исследования объясняют это тем, что инсульт повреждает сосуды и нейронные связи, снижая «резерв» мозга и его способность компенсировать возрастные изменения. Дополнительную роль могут играть хроническое воспаление, заболевания мелких сосудов и процессы, связанные с болезнью Альцгеймера.

По мнению исследователей, ключевую роль в снижении риска деменции после инсульта играет контроль давления, уровня сахара и холестерина, а также профилактика повторных инсультов. Ранее учёные выяснили, что соединения из цитрусовых фруктов защищают мозг при ишемическом инсульте.

Их обзор, опубликованный в журнале Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology (NRGH), основан на анализе десятков исследований. Они обнаружили, что микроскопические частицы пластика присутствуют в печени человека и животных.

Эти частицы могут вызывать воспаление, окислительный стресс и фиброз — процессы, характерные для тяжёлых заболеваний печени. Печень выполняет роль фильтра, обрабатывая всё, что попадает в организм с пищей, водой и воздухом.

Поэтому она становится одной из главных мишеней для загрязнений. Авторы обзора отмечают, что традиционные факторы риска, такие как ожирение и алкоголь, не полностью объясняют рост заболеваний печени во всём мире.

По мнению исследователей, микропластик может усиливать уже существующие повреждения печени, а также переносить в организм токсичные вещества, бактерии и соединения, нарушающие гормональный баланс. В связи с этим они предложили новый термин — «пластик-индуцированное повреждение печени».

Учёные подчёркивают, что прямое влияние микропластика на здоровье человека пока изучено не до конца и необходимы дополнительные клинические данные. Однако сам факт накопления пластика в тканях вызывает серьёзные опасения.

Исследователи изучили данные 30 доклинических работ и обнаружили, что семаглутид (например, препарат «Оземпик») и лираглутид снижают накопление амилоида-бета и тау-белка — ключевых молекул, которые связаны с развитием болезни Альцгеймера. Эти вещества образуют бляшки и клубки в мозге, что нарушает работу нейронов и постепенно приводит к ухудшению памяти и мышления.

Лираглутид показал наиболее устойчивые результаты: в большинстве экспериментов он уменьшал оба типа патологических белков. Семаглутид и дулаглутид также продемонстрировали положительный эффект, хотя данных по ним пока меньше.

Исследования на людях дают ограниченные результаты: явного улучшения когнитивных функций пока не обнаружено, но есть признаки сохранения активности мозга и снижения ранних биомаркеров заболевания. Авторы подчёркивают, что речь идёт скорее о профилактическом эффекте, а не о лечении уже развившейся деменции.

Однако полученные данные указывают на новый возможный подход: препараты, изначально разработанные для контроля сахара и веса, могут влиять на воспаление, обмен веществ в мозге и процессы образования вредных белков. Это потенциально позволяет замедлить развитие болезни.

Ранее учёные выяснили, что семаглутид положительно влияет на здоровье печени.