О том, как бактерии кишечника помогают бороться с раком, как создать обладающий интуицией искусственный интеллект, сколько углекислого газа попадает в атмосферу при транспортировке продуктов питания, в чем секрет успеха Грегора Менделя, и о других новостях науки читайте в новом обзоре научной литературы от InScience.News.
Nature
Обложка. Обитатели коралловых рифов привлекают внимание как ученых, так и обычных туристов колоссальным многообразием, поэтому именно они попали на обложку нового выпуска Nature. Авторы главной статьи этой недели предложили модель, описывающую, как на протяжении миллионов лет изменялось разнообразие морских беспозвоночных в разных точках Мирового океана. Модель описывает «горячие точки», в которых возникало наибольшее количество новых видов после периодов массовых вымираний.
Редакционная статья. На этой неделе исполнилось 200 лет со дня рождения Грегора Менделя — австрийского монаха, который стал основоположником генетики. Хотя в середине XIX века ничего не было известно о генах, хромосомах и даже о ДНК, естествоиспытателю удалось определить основные закономерности наследственности, которые были сформулированы в статье 1865 года «Опыты над растительными гибридами». Появлению статьи предшествовали многолетние наблюдения за десятком тысяч растений гороха посевного.
Каков же главный секрет успеха опытов Грегора Менделя? Немногочисленные, но очень подробные записки, сохранившиеся до наших дней, говорят об особой тщательности, трудолюбии и терпении естествоиспытателя. Обязательные контрольные группы растений, тщательная забота о чистоте экспериментов и большое количество исследованных фенотипов позволили Менделю сделать открытия, которые выдержали испытания временем и легли в основу современной генетики.
News. Исследователи обучили нейронную сеть «интуитивно» оценивать поведение простых фигур в реальном физическом пространстве. Существующие на сегодняшний день системы искусственного интеллекта, в отличие от людей, не способны исходя из здравого смысла определить, подчиняется ли тот или иной объект физическим законам. У людей этот навык приобретается в детстве в процессе обучения. Новый алгоритм натренировал нейронную сеть отличать нормальное поведение простых геометрических фигур, например движение мяча по наклонной плоскости, от невозможных событий, таких как исчезновение. Эта модель, по словам авторов, поможет более ясно представить, как происходит обучение у маленьких детей.
Пятая часть выбросов углекислого газа в атмосферу обусловлена транспортировкой продуктов питания. К такому выводу пришли австралийские ученые, проанализировав весь путь, который проходят продукты питания от производства до магазинных полок. Так, в 2017 году в результате их транспортировки в атмосферу попало три гигатонны углекислого газа, что в 7,5 раза больше, чем предполагалось ранее. При этом почти половина выбросов приходится на богатые страны, в которых проживает всего 12% населения мира. Подробнее в нашем материале.
Независимые исследования различных научных групп показали, что микробиом кишечника может как усиливать, так и подавлять рост опухолей. Это наблюдение открывает новые перспективы в борьбе с онкологией посредством пересадки подходящего микробиома. Однако внедрение такого подхода в медицинскую практику сопряжено с трудностями, которые исследователям предстоит преодолеть в ближайшем будущем. В первую очередь необходимо разработать стратегию выявления лучших доноров, обеспечить доступность терапии, а также более тщательно исследовать микроорганизмы, населяющие среду вокруг раковых клеток, поскольку они также могут стимулировать или блокировать противоопухолевый иммунитет.
Исследовательские статьи:
Индийский телескоп UVIT выявил десять голубых компактных карликовых галактик, излучающих в дальнем ультрафиолете. За процессом формирования таких галактик довольно трудно наблюдать из-за низкого уровня их светимости. Однако исследованные учеными профили излучения в ультрафиолетовом диапазоне помогут понять, как происходит звездообразование в центрах этих космических скоплений.
При превращении графита в алмаз формируются наноразмерные границы раздела, которые контролируют весь процесс зарождения драгоценного камня. Возможно, подобные механизмы лежат в основе трансформации других углеродных материалов.
Короткий тренировочный курс помог снизить уровень тревоги у подростков. Он включал ряд установок, которые развивали позитивное мышление у респондентов в отношении двух вопросов — собственных перспектив и методов преодоления сильных переживаний и потрясений.
Изменения климата могут дать многим вирусам животных способность инфицировать людей. Ученые смоделировали потенциальные очаги будущих новых инфекций.
Science
Обложка. Горы в тропиках отличаются большим биоразнообразием, однако отдельные виды занимают значительно более узкие ареалы, чем обитатели гор в умеренном климате. Ранее существовало две гипотезы, объясняющих это явление. Первая заключалась в том, что тропические виды приспособлены к меньшим сезонным колебаниям температур и, следовательно, имеют более узкие климатические ниши. Альтернативная гипотеза отдает главную роль высокой межвидовой конкуренции. Благодаря новым наблюдениям за взаимоотношениями родственных видов орлиноклюва ученые подтвердили истинность второго предположения.
Редакционная статья. За последние три с половиной месяца в мире выявлено более 12 тысяч случаев оспы обезьян. ВОЗ пока не объявляет эту вспышку чрезвычайной ситуацией, но подчеркивает необходимость комплексной международной стратегии по борьбе с заболеванием. В первую очередь, ограничить распространение оспы поможет массовая вакцинация. Поэтому крайне важная задача на сегодняшний день — сделать имеющиеся вакцины общедоступными для жителей всего мира и увеличить темпы производства новых препаратов.
Международная программа по ликвидации оспы длилась в течение 12 лет и охватывала 73 страны, но из-за того, что заболевание является зоонозом, полностью избежать случаев его передачи от обезьян человеку не удалось.
In Brief. Коротко о новостях науки.
Детский фонд ООН и ВОЗ заключили, что пандемия COVID-19 привела к резкому сокращению уровня вакцинации детей от дифтерии, коклюша, столбняка и других опасных инфекций. Так, доля детей во всем мире, вакцинированных от столбняка, в 2021 году составила 81% по сравнению с 86% в 2019 году. Большинство из тех, кто не получил прививку, проживают в Индии, Нигерии, Индонезии, Эфиопии и на Филиппинах. По словам руководителей Детского фонда ООН, пандемия COVID-19 ограничила возможности медицинских работников проводить иммунизацию от других инфекций и нарушила цепочки поставок вакцин.
Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) сообщили, что за первый год пандемии коронавируса число инфекций и смертей, вызванных «супербактериями» — патогенными микроорганизмами, устойчивыми к антибиотикам, — выросло на 15%. В качестве причин специалисты рассматривают переутомление медицинского персонала, нехватку средств индивидуальной защиты и недостаточные санитарные меры. Кроме того, антибиотикорезистентные бактерии увеличили количество внутрибольничных инфекций.
Университет Колорадо создаст новый исследовательский центр для мониторинга экологического состояния окружающей среды. В задачи центра войдет наблюдение за количеством лесных пожаров и темпами сокращения биоразнообразия. Сотрудников обучат специальным математическим инструментам, которые позволят оперировать большими объемами данных.
Штат Гавайи создал новый орган для управления территорией Мауна-Кеа — лучшим в мире местом для астрономических наблюдений. Многие коренные гавайцы считают этот вулкан священным и выступают против расположения на его вершине обсерватории. Новое постановление гласит, что контроль над Мауна-Кеа в течение пяти лет будет передан от Гавайского университета новому органу, в который будут входить в том числе представители коренного населения.
Исследовательские статьи:
У риса обнаружили ген, сверхэкспрессия которого увеличивает урожайность культуры и сокращает период ее созревания. Ген активируется в ответ на освещенность и низкое содержание азота, а сам при этом регулирует фотосинтез, поглощение азота и цветение.
Ученые определили молекулы сахаров на поверхности клеток, с которыми наиболее охотно связывается коронавирус. Кроме того, шиповидный (S) белок вируса содержит сайты, ответственные за такое взаимодействие.
Новый метод скрининга помог оценить эффективность 35 различных типов наночастиц для борьбы с онкологией. Определяя особенности раковых клеток и наночастиц с помощью предложенного подхода, можно предсказать, насколько успешной будет доставка препарата к мишени.
The Lancet
Обложка. Главная цитата выпуска этой недели посвящена необходимости сделать более доступными для женщин во всем мире современные методы контрацепции: «Более 160 миллионов женщин испытывают потребность в контрацепции, которая в настоящее время не удовлетворяется существующими программами планирования семьи. Лицам, принимающим решения, следует задуматься над вопросом создания новых методов контрацепции и увеличения доступности уже существующих среди групп, которые в наибольшей степени в них нуждаются». Социальные опросы, проведенные в 204 странах мира в период с 1970 по 2019 год, показали, что в среднем удовлетворенность доступными методами контрацепции за этот период составила 79,1%. Однако показатели значительно варьировались в зависимости от страны и региона. Так, в Южной Африке зафиксированы наиболее низкие значения — порядка 52%. Поскольку доступность методов контрацепции и планирования семьи можно назвать одним из факторов гендерного равенства, этот вопрос требует к себе особо пристального внимания.
Редакционная статья. 28 июля — Всемирный день борьбы с гепатитом. За последнее десятилетие ученые предложили целый ряд противовирусных препаратов прямого действия против гепатита С, а также вакцин против гепатита В, что дает надежду на полное искоренение этих заболеваний в будущем. В мае 2022 года ВОЗ объявила своей целью ликвидировать вирусный гепатит к 2030 году, однако динамика заболеваемости показывает, что, возможно, эта цель не будет достигнута.
Основные проблемы в борьбе с гепатитом заключаются в недостаточном государственном финансировании разработки противовирусных препаратов и плохо развитых методах диагностики. Несмотря на это, по словам специалистов, при достаточных усилиях и увеличении финансирования борьба может оказаться эффективной. Примером успешной кампании по элиминации гепатита выступает Египет. В 2008 году в стране примерно каждый десятый человек был болен хроническим гепатитом С, но ситуация в корне изменилась в 2018 году, когда Египет получил от Всемирного банка более 500 миллионов долларов на борьбу с заболеванием. В результате Египет в ближайшем будущем может стать одной из первых стран, полностью ликвидировавших гепатит.
Исследовательские статьи:
Расширение доступа к травматологическим центрам в странах со средним и низким уровнем дохода позволит спасать в год более 200 тысяч жертв ДТП. К такому выводу пришли ученые, проанализировав данные отчета ВОЗ о состоянии безопасности дорожного движения в мире за 2018 год.
Великобритания тестирует программу полногеномного скрининга среди новорожденных на наличие генетических заболеваний. На данном этапе цель проекта — выяснить, станет ли полногеномное секвенирование полезным инструментом, например, для лечения заболеваний на самых ранних стадиях.
Вакцинация против коронавируса менее эффективна в отношении омикрон-штамма, чем дельта- и бета-вариантов. В пользу этого свидетельствуют более частые случаи заражения вакцинированных жителей Южной Африки.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
