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 опубликованы в журнале Nature Medicine. Рак пищевода относится к одним из самых смертельных заболеваний, во многом из-за того, что его часто диагностируют на поздних стадиях.

Известно, что это заболевание связано с пищеводом Барретта. Однако у многих пациентов этот признак не обнаруживали, что вызывало сомнения в его значимости.

В ходе исследования учёные проанализировали данные более чем 3 тысяч пациентов и провели генетическое исследование опухолей. Выяснилось, что все опухоли имели одинаковые молекулярные признаки, независимо от того, был ли виден пищевод Барретта при диагностике.

Это говорит о том, что предраковая стадия всегда присутствует, но может исчезать по мере развития болезни. Кроме того, исследователи обнаружили биомаркеры — особые белки, которые позволяют выявить эту скрытую стадию даже тогда, когда она не видна при обычных обследованиях.

По словам учёных, это открывает возможности для более ранней диагностики и профилактики рака, когда лечение может быть значительно эффективнее.

Под репродуктивным периодом учёные подразумевают время между началом менструаций и наступлением менопаузы. Этот временной отрезок отражает длительность воздействия эстрогенов — гормонов, которые, как предполагается, оказывают значительное влияние на работу мозга.

Поскольку у женщин когнитивное снижение зачастую происходит быстрее, чем у мужчин, учёные давно пытаются выяснить, как гормоны влияют на этот процесс. Анализ более чем 30-летних наблюдений показал, что женщины с более длительным репродуктивным периодом в среднем лучше сохраняют память и другие когнитивные функции с возрастом.

При этом использование гормональной терапии, даже в первые годы после менопаузы, не продемонстрировало значимого влияния на состояние когнитивных способностей. Авторы исследования подчёркивают, что полученные результаты не означают необходимости вмешательства в гормональную систему, но помогают лучше понять механизмы старения мозга.

По их словам, естественные факторы, связанные с гормональным фоном, могут играть более важную роль в сохранении когнитивного здоровья, чем считалось ранее.

Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity (IJBNPA). Учёные изучили данные более семи тысяч человек в возрасте от 40 до 65 лет и наблюдали за изменениями их веса в течение пяти лет.

Выяснилось, что у тех, кто ужинает раньше, завтракает в первой половине дня и не перекусывает между этими приёмами пищи, индекс массы тела в среднем ниже. Авторы исследования объясняют это влиянием циркадных ритмов — внутренних биологических часов организма.

Питание в первой половине дня лучше соответствует естественным процессам обмена веществ, что может способствовать более эффективному сжиганию калорий и контролю аппетита. Поздний завтрак и частые перекусы, напротив, связаны с более высоким индексом массы тела.

При этом исследователи подчёркивают, что пропуск завтрака не даёт такого же эффекта: у людей, которые практикуют интервальное голодание, отказываясь от утреннего приёма пищи, значимого снижения веса не наблюдается. По словам учёных, важную роль играет не только состав рациона, но и время приёма пищи.

Однако для подтверждения причинно-следственной связи необходимы дополнительные исследования. Ранее специалисты выяснили, что средиземноморская и MIND-диеты снижают риск болезни Альцгеймера.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Aging (NA). «Зомби-клетками» называют стареющие иммунные клетки — макрофаги, которые утратили свои функции, но не погибли.

Они накапливаются в тканях и выделяют вещества, которые поддерживают воспаление. Учёные обнаружили, что с возрастом доля таких клеток в печени значительно увеличивается — с примерно 5% у молодых людей до 60–80% у пожилых.

Это совпадает с развитием хронических заболеваний. Кроме того, выяснилось, что высокий уровень холестерина может переводить здоровые клетки в «зомби-состояние».

Это помогает понять, почему жировая болезнь печени часто возникает из-за переедания и нарушений обмена веществ. В ходе эксперимента на мышах удаление «зомби-клеток» привело к улучшению состояния печени, даже без изменения рациона.

Авторы исследования считают, что это открытие может стать основой для новых методов лечения не только заболеваний печени, но и других возрастных болезней, связанных с хроническим воспалением. Ранее учёные выяснили, что соотношение глюкозы и холестерина может указывать на риск болезни печени.