• Новости
  • Наука
  • Учёные из Саутгемптона записали геном человека на кристалле 5D-памяти

Учёные из Саутгемптона записали геном человека на кристалле 5D-памяти

Учёные из Саутгемптонского университета записали генетическую информацию человека в 5D-кристалл памяти, который способен хранить данные на протяжении миллиардов лет.

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.

Московский комсомолец

Сочетай голодание с тренировками для снижения веса
Учёные из Университета Гранады провели исследование, в котором доказали, что сочетание интервального голодания и физических тренировок способствует более эффективному снижению веса и количества жира в организме по сравнению с физическими упражнениями без изменения режима питания.

Результаты опубликованы в журнале Nature Communications. В эксперименте участвовали 187 взрослых с ожирением, которых разделили на четыре группы.

Первая группа получала рекомендации по питанию и физической активности, вторая — придерживалась интервального голодания (приём пищи только в течение восьми часов в сутки), третья — занималась спортом, а четвёртая — совмещала оба подхода. Исследование длилось 12 недель.

Участники из всех групп также следовали рекомендациям по средиземноморской диете. Выяснилось, что участники, придерживавшиеся интервального голодания, потеряли в среднем на 2,2 килограмма больше, чем участники из группы рекомендаций.

Сочетание голодания и тренировок обеспечило более выраженное снижение количества жира в организме, чем только физические упражнения. При этом физические тренировки улучшали выносливость и состояние сердечно-сосудистой системы.

Учёные также оценили изменения жировых отложений в печени. Их количество уменьшилось во всех четырёх группах, однако существенных различий между подходами обнаружить не удалось.

Спустя год после завершения программы различия между группами по весу, составу тела и количеству жира в печени исчезли. Авторы исследования пришли к выводу, что сочетание интервального голодания и тренировок может быть полезным для краткосрочного снижения веса.

Лента ру

Свяжи газировку и бездействие с печенью
Индийские исследователи, использовавшие искусственный интеллект для анализа данных о питании и образе жизни, обнаружили связь между употреблением сладкой газировки, недостатком физической активности и риском развития жировой болезни печени.

Их работа опубликована в журнале Frontiers in Nutrition. В исследовании приняли участие 18 506 взрослых жителей Южной Кореи, данные о которых были собраны в 2008–2011 годах.

Учёные оценили рацион участников, их привычки в употреблении фастфуда и газировки, уровень физической активности, а также показатели здоровья печени. У 20,9 % обследованных были выявлены признаки неалкогольной жировой болезни печени.

Оказалось, что употребление сладкой газировки связано с повышением вероятности заболевания. При увеличении потребления газировки на одно стандартное отклонение риск возрастал примерно на 11 %.

Недостаток физической активности также негативно влиял на здоровье печени. У мужчин малоподвижный образ жизни сопровождался повышением вероятности высокого уровня печёночного фермента АЛТ примерно на 20 %.

При этом содержание жиров и углеводов в рационе не показало значимой связи с заболеванием. Учёные также обнаружили, что информация о питании почти не улучшала точность прогнозирования жировой болезни печени по сравнению с данными о возрасте и образе жизни.

Авторы исследования считают, что сладкие напитки и недостаток движения могут быть важными факторами, влияющими на здоровье печени.

Лента ру

Удерживают позитрон
У каждой частицы есть антипод из антивещества, и при встрече они аннигилируют.

Почему в нашей Вселенной преобладает материя — это загадка, которую усложняет склонность античастиц взаимодействовать с частицами. Однако учёным из американского университета удалось удержать позитрон в криогенной сверхпроводящей вакуумной ловушке на несколько месяцев.

Это прорыв, который открывает новые возможности для исследований. «Самая большая проблема — убедить позитрон, выброшенный из ядра при радиоактивном распаде с высокой энергией, замедлиться настолько, чтобы его можно было захватить», — объясняет физик Джеральд Габриэльс.

Чтобы аннигилировать, позитрону достаточно столкнуться с электроном, а электроны есть повсюду. Электромагнитная ловушка может удерживать частицу в вакууме, но главная сложность — остановить частицу после распада.

Команда Тома Майерса использовала радиоактивный изотоп натрия, который испускает позитроны с энергией около 546 килоэлектронвольт — это примерно 88% скорости света. Чтобы замедлить позитроны, их пропускали через монокристалл вольфрама: положительный заряд частиц взаимодействовал с электронами кристалла, передавая ему кинетическую энергию.

Большинство позитронов аннигилировало, но некоторые выживали и выходили замедленными, сцепленными с электроном — так получался позитроний. В этом состоянии электрон и позитрон удерживаются на расстоянии, что позволяет задержать аннигиляцию и доставить позитрон в «плен».

Ловушка Пеннинга использует электрические и магнитные поля, удерживая частицу без касания стенок. При температуре 300 милликельвинах позитрон остаётся изолированным.

«Мы включаем детектор и ждём. В конце концов видим электрический сигнал от захваченного позитрона.

Затем извлекаем радиоактивный источник», — отмечает Габриэльс. Удерживание позитрона несколько месяцев — это только начало.

Учёным нужно было управлять его движением с невероятной точностью. В магнитном поле позитрон движется крошечными кругами — циклотронное движение.

Охлаждая его до наименьшей квантовой энергии, исследователи микроволнами перемещали его между энергетическими уровнями по одному кванту за раз и обнаруживали изменения, не нарушая квантовых состояний. Зачем ловить позитрон?

Одна из причин — принцип CPT-симметрии. Заряд, чётность и обращение времени при совместном применении должны оставлять законы физики неизменными.

Следствие — частицы и античастицы должны обладать некоторыми точно совпадающими свойствами. Электрон и позитрон обладают магнитным моментом: одинаковой величиной, но противоположным знаком.

Магнитный момент электрона измерен с поразительной точностью, и теперь Габриэльс надеется сделать то же с позитроном. «Если величины совпадут, это будет наиболее точным подтверждением CPT-инвариантности Стандартной модели — самого фундаментального описания физической реальности», — заключают физики.

Московский комсомолец

Выясни связь дневного сна с риском смерти
Международная группа учёных выяснила, что регулярный дневной сон продолжительностью более часа связан с повышенным риском смерти у пожилых людей.

Исследование опубликовано в журнале Sleep Health. Специалисты изучили данные 4447 жителей Вьетнама, средний возраст которых составлял около 70 лет.

За участниками наблюдали в течение четырёх лет, оценивая продолжительность и регулярность дневного сна, а также качество ночного отдыха. За это время спасти не удалось 514 человек.

Оказалось, что у людей, которые регулярно спали днём по часу и более, вероятность смерти была на 39 процентов выше, чем у тех, кто не спал днём. Эта связь сохранялась даже после учёта качества ночного сна и других факторов.

Короткий дневной сон продолжительностью менее 30 минут и отдых от 30 до 59 минут не показали значимой связи с повышенным риском смерти. Учёные также обнаружили, что качество ночного сна влияло на связь между дневным отдыхом и смертностью.

Однако у людей, регулярно спавших днём более часа, повышенный риск сохранялся независимо от того, насколько хорошо они спали ночью. Авторы считают, что продолжительный дневной сон может быть признаком проблем со здоровьем у пожилых людей.

При этом исследование не доказывает, что именно дневной сон повышает риск смерти: он может отражать уже существующие нарушения в организме.

Лента ру

Другие новости