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 Journal of Physiology (JP). В работе приняли участие почти 500 детей, чьи матери подвергались разному уровню загрязнения воздуха во время беременности.

Выяснилось, что у детей, которые в первом триместре подверглись более высокому воздействию загрязняющих веществ, показатели речевого развития в 18 месяцев были в среднем на 5–7 пунктов ниже. Особенно заметно это было у недоношенных детей.

У них высокое воздействие загрязнения на протяжении всей беременности было связано с более низкими показателями моторного развития — в среднем на 11 пунктов ниже по сравнению с детьми, которые подвергались меньшему воздействию. Учёные подчёркивают, что речь идёт о загрязнителях, связанных с транспортом, таких как диоксид азота и мелкие твёрдые частицы.

Уровни загрязнения в исследовании соответствовали действующим нормам, но превышали более строгие рекомендации Всемирной организации здравоохранения. Авторы работы отмечают, что первые этапы развития — от зачатия до двух лет — критически важны для формирования мозга.

По их мнению, даже «допустимые» уровни загрязнения воздуха могут влиять на развитие ребёнка.

В исследовании приняли участие более 19 тысяч человек старше 65 лет, за которыми наблюдали в течение 11 лет. За этот период было зафиксировано почти 2 тысячи случаев сердечно-сосудистых событий.

Анализ показал, что у людей, у которых впоследствии были диагностированы сердечно-сосудистые заболевания, ухудшение памяти, скорости мышления и речевых навыков начиналось за 3–8 лет до постановки диагноза. Особенно заметно было снижение общей когнитивной функции и скорости обработки информации.

Аналогичная динамика наблюдалась перед инсультом, сердечной недостаточностью и тяжёлыми формами ишемической болезни сердца. Это указывает на возможную связь между состоянием мозга и будущими проблемами с сердцем.

Авторы исследования подчёркивают, что такие изменения могут служить ранним сигналом риска. Они считают, что регулярная оценка когнитивных функций у пожилых людей может помочь выявлять сердечно-сосудистые заболевания на более ранних стадиях и своевременно принимать меры.

Они обратили внимание на эллаговую кислоту — природное соединение, присутствующее в гранате, ягодах, винограде и грецких орехах. Эксперименты на животных показали, что это вещество способствует снижению повреждений печени и может замедлять прогрессирование заболевания.

Неалкогольная жировая болезнь печени является одним из наиболее распространённых метаболических нарушений. Она ассоциируется с избыточным весом, диабетом и повышенным артериальным давлением, а в тяжёлых случаях может привести к циррозу или раку печени.

Исследование также выявило неожиданный эффект от популярной добавки — инулина, растворимой клетчатки, часто используемой для улучшения работы кишечника. Однако у животных инулин без сочетания с эллаговой кислотой вызывал набор веса, повышение уровня сахара в крови и ухудшение состояния печени.

Авторы исследования подчёркивают, что важно не только то, какие продукты мы употребляем, но и их комбинации. Ранее учёные установили, что микропластик, накапливающийся в организме, способствует развитию болезней печени.

В ходе исследования были проанализированы 65 образцов пива разных типов — от лагеров до безалкогольных вариантов. Выяснилось, что содержание витамина B6 в них может быть значительным: в среднем его уровень варьировался от примерно 95 до 1000 микрограммов на литр.

Больше всего витамина оказалось в крепких сортах, таких как бок-бир, а меньше — в рисовом и пшеничном пиве. Интересно, что безалкогольное пиво практически не уступает обычному по содержанию витамина.

Это говорит о том, что удаление алкоголя не разрушает полезные вещества. По словам учёных, ключевую роль играет не технология производства, а исходное сырьё — прежде всего тип зерна и количество солода.

Авторы исследования подчёркивают, что, несмотря на наличие полезных соединений, алкогольное пиво не следует рассматривать как способ получения витаминов из-за известных рисков для здоровья. Однако безалкогольные варианты могут внести вклад в рацион, особенно на фоне растущего интереса к более здоровым альтернативам.

Ранее учёные выяснили, что даже умеренное потребление алкоголя негативно влияет на мозг.