Учёные вырастили человеческий зуб в лаборатории.

Международная группа учёных расшифровала этот процесс и создала на его основе фильтрационную установку. В эксперименте с 12 рептилиями исследователи наносили капли воды на спину ящериц и снимали процесс на высокоскоростную камеру.

Выяснилось, что ящерица совершает асимметричные движения челюстями: медленно раскрывает их, а затем резко смыкает. При медленном открытии водяная плёнка, поднимающаяся по кожным каналам, не стекает, а перемещается к уголкам рта за счёт поверхностного натяжения.

Резкий захват позволяет проглотить накопленную порцию. Учёные подчёркивают, что медленное открывание челюстей минимизирует потери жидкости.

Для проверки гипотезы они собрали физическую модель из двух шарнирно закреплённых стеклянных пластин, имитирующих челюсти. Тесты показали, что при скорости, аналогичной скорости ящерицы, до 85% воды успешно переносится в «ротовую» зону, а лишь 15% остаётся на стенках.

Инженеры адаптировали этот принцип в практическую конструкцию: впитывающая губка в сочетании с механизмом, повторяющим движения челюстей. Губку обработали полимером Nafion, который связывает ионы тяжёлых металлов.

В испытаниях на искусственной загрязнённой почве система не только извлекла воду, но и очистила её примерно на 95%, в том числе от свинца и мышьяка. Разработчики планируют масштабировать установку до автоматизированных модулей для засушливых регионов.

Биологический механизм может стать основой для промышленных станций, обеспечивающих местные сообщества питьевой водой в условиях острого дефицита.

Эксперименты проводились на животных, но полученные данные могут быть полезны для понимания механизмов развития тревожности у людей с СРК. У пациентов с СРК тревожные состояния фиксируются примерно у 35 %.

Степень беспокойства коррелирует с тяжестью кишечных проявлений. Методы нейровизуализации показали отклонения в активности миндалевидного тела — области мозга, отвечающей за эмоциональные реакции и оценку угроз.

Чтобы подтвердить причинно-следственную связь, учёные смоделировали заболевание у мышей и пересадили им кишечную микробиоту от больных особей. Это вызвало как болевые ощущения в животе, так и тревожное поведение.

Уровень бактерии Phocaeicola vulgatus в кишечнике был снижен как у пациентов, так и у животных. Обратная зависимость оказалась чёткой: чем меньше этой бактерии, тем сильнее выражены беспокойство и нарушения в работе амигдалы.

Генетический анализ показал, что Phocaeicola vulgatus проявляет защитные свойства по отношению к нервной ткани. Когда мышам вводили живую культуру этого микроорганизма, тревожность снижалась, воспалительные процессы в миндалевидном теле ослабевали, а повреждённые нейронные отростки начинали восстанавливаться.

Авторы предполагают, что данная бактерия или синтезируемые ею соединения могут лечь в основу нового класса психобиотических препаратов для пациентов с СРК-Д и сопутствующими тревожными расстройствами. В планах — идентифицировать метаболиты, способные преодолевать гематоэнцефалический барьер и воздействовать на мозговое воспаление.

Также специалисты намерены разработать постбиотики на основе продуктов жизнедеятельности бактерии, чтобы избежать потенциальных рисков, связанных с введением живых культур.

Они проверяли гипотезу о тени отбора, которая предполагает, что вредные мутации, проявляющиеся в пожилом возрасте, могут обходить естественный отбор. Авторы работы рассказали, что, согласно теории, гены, вредные в молодости, лучше отсеиваются естественным отбором, поскольку от них сильнее зависит, оставит ли живое существо потомство.

Учёные пришли к выводу, что информация о геномах подтверждает гипотезу тени отбора. Эксперты предполагают, что полученные данные помогут лучше понять природу старения и, следовательно, увеличить продолжительность здоровой жизни человека.

Система предназначена для выявления мельчайших следов генетических повреждений, что может способствовать обнаружению злокачественных новообразований на ранних стадиях и адаптации лечения под конкретного пациента. Об этом сообщается на портале Phys.

org. Ежедневно структура ДНК человека подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, внешних токсинов и побочных продуктов обмена веществ.

Внутриклеточные механизмы репарации устраняют эти дефекты, вырезая повреждённые участки. В результате в биологических жидкостях остаются короткие фрагменты — sedDNA.

Их концентрация показывает, насколько активно идёт восстановление, а также как организм реагирует на лекарственное воздействие или контакт с канцерогенами. Ранее использовавшиеся методы подсчёта таких фрагментов приводили к систематическим погрешностям.

Они основывались на прикреплении химических меток к концам цепочек, но если эти концы были модифицированы внутриклеточными ферментами, маркер не фиксировался. Это приводило к занижению реального числа повреждённых молекул.

Авторы работы преодолели это ограничение, применив формат конкурентного иммуноанализа. На специальный планшет наносят искусственные олигонуклеотиды, повторяющие структуру повреждённого участка, — они играют роль референтного образца.

Затем биоматериал пациента смешивают с антителами, настроенными на поиск дефектов. Антитела конкурируют за связывание: часть уходит к эталону, часть — к фрагментам из пробы.

Чем больше искомых фрагментов содержится в образце, тем слабее сигнал от планшета. Такой подход позволяет рассчитать молярную концентрацию с высокой точностью даже при содержании всего нескольких тысяч копий.

Доктор Чой Джун-Хюк, руководитель исследовательской группы, отметил, что количественная оценка активности репарационных систем может стать основой для прогнозирования онкологических рисков задолго до появления клинических проявлений. Кроме того, методика позволяет объективно отследить чувствительность опухоли конкретного больного к противораковым препаратам.

Учёный добавил, что для внедрения в клиническую практику необходимы дальнейшие испытания на образцах человеческих тканей, которые подтвердят эффективность подхода и позволят разрабатывать индивидуальные терапевтические схемы.