Еще один путь заражения клеток вирусом SARS-Cov-2, связь жуков и глобального потепления, движение земной коры из-за таяния льдов и споры о происхождении коронавируса — читайте в новом обзоре научной литературы от Inscience.News.
Nature
На обложке изображен жук Megalodacne fasciata, обитающий в Северной Америке. Это насекомое выполняет важную с глобальной точки зрения задачу — он перерабатывает мертвую древесину, выделяя при этом углерод. Себастьян Зейболд и его коллеги решили оценить, какой именно вклад насекомые вносят в этот процесс. Исследователи провели полевые эксперименты на 55 лесных участках на 6 материках. По оценкам команды, при гниении древесины выделяется около 10 миллиардов тонн углерода, 29% из которых приходится именно на деятельность насекомых. Причем максимален вклад насекомых в тропических лесах. Впечатляющие показатели — свидетельство важной роли насекомых в мировом круговороте углерода. Необходимо сдерживать их вымирание. В противном случае и так неблагоприятная ситуация с климатом будет усугублена еще одним фактором.
Редакционная статья наполнена ожиданиями от 15-й Конференции Конвенции Организации объединенных наций о биологическом разнообразии. Она намечена на 2022 год. Одна из главных ее целей — выбор показателя, отражающего изменения в биоразнообразии. А один из главных вариантов — подсчет количества вымерших видов. По мнению авторов статьи, более подходящий показатель должен находить моментальный отклик у широкой публики. Еще один вариант — балл, учитывающий здоровье экосистем и пользу от них для людей, например опыление важных для человека растений. Авторы подчеркивают, что выбор наиболее удачного индикатора биоразнообразия должен осуществляться совместно учеными и правительствами.
В рубрике Opinion статья посвящена пересекающимся проблемам голода и защите окружающей среды. Каждый десятый человек недоедает, при этом каждый четвертый страдает избыточным весом. Более одной трети населения мира не могут позволить себе здоровое питание. Снабжение продовольствием нарушается также из-за наводнений, засух и войн. Число голодающих в 2020 году было на 15% больше, чем в 2019 году, что вызвано пандемией COVID-19 и вооруженными конфликтами. Одновременно с этим неэффективные методы ведения сельского хозяйства приводят к деградации почв, загрязнению и истощению запасов воды и снижению биоразнообразия — причины и последствия голода и глобального потепления тесно переплетены. Авторы статьи предлагают различные решения того, как наука может помочь распутать этот узел. Например, новые материалы для упаковки с использованием наноматериалов или даже съедобных пленок позволят дольше сохранять продукты свежими. Альтернативные источники здорового белка, такие как растительные белки и белки, полученные из насекомых, могут использоваться в кормах для животных. Генная инженерия и биотехнология — путь к повышению урожайности, качества и устойчивости сельскохозяйственных культур к вредителям и засухе. Недавний пример — ГМО-сорт бананов, устойчивый к смертельно опасному для них грибковому заболеванию фузариозу. Системы искусственного интеллекта и дроны уже сегодня позволяют фермерам обнаруживать районы, которые нуждаются в орошении, удобрении и защите от вредителей. Удешевление этих технологий необходимо, чтобы упростить доступ к ним. Продукты можно найти и в море: необходимо изучить возможности выращивания насекомых, бобовых культур и микроводорослей в качестве корма для рыб.
В рубрике Research Highlights, посвященной публикациям в других журналах, отметим материал о таянии льда. Как выяснилось, его тает так много, что даже смещается земная кора. Это происходит из-за потери огромных масс, которые до этого делали движение невозможным. В период с 2003 по 2018 год таяние льда в Гренландии и Арктике привело к смещению земной коры на целых 0,3 миллиметра в год на большей части территории Канады и Соединенных Штатов.
Исследовательские статьи:
Ученые повысили производительность логических схем, создав их по образу связей между нейронами. Последние позволяют принимать сложные решения: сеть в мозге динамически реконфигурируется, что обеспечивает гибкость и адаптируемость к изменяющимся условиям. Полупроводниковые логические схемы основаны на пороговых переключателях, которые используют строго для выполнения заранее определенных логических функций. В создании логической схемы авторы использовали металлоорганический комплекс с пятью различными редокс-состояниями. В результате они смогли получить многомерное дерево принятия решений с 71 узлом. Разработка может использоваться в граничных вычислениях.
Перезаряжаемые литий-ионные батареи, изготовленные в виде волокон длиной в метр, могут быть сотканы в прочный, пригодный для стирки текстиль.
Для точной репарации ДНК при двуцепочечных разрывах важна очень точная гомологичная рекомбинация — обмен генетическим материалом между похожими или идентичными хромосомами. Бактерия E.coli управляет вращением ДНК при помощи филаментов RecA — это облегчает поиск и склеивание разных концов репарированной ДНК. Гомологи RecA есть у многих животных, поэтому этот механизм, возможно, распространен повсеместно.
Мультиомиксные данные помогли создать молекулярную классификацию менингиом — опухолей головного мозга, развивающихся в его оболочках. При хирургическом лечении степень резекции зависит от рекуррентности опухоли, но не от ее молекулярных особенностей. Группы опухолей, выделенные авторами, по-разному реагируют на лечение, так как имеют различные молекулярные мишени. Они позволят эффективнее подбирать консервативную или хирургическую терапию.
Найден второй молекулярный путь заражения коронавирусом. Ранее было известно, что он связывается с рецептором ACE2. При этом возникало противоречие: белок редко встречается в дыхательной системе. Как оказалось, коронавирус способен связываться с лектиновыми рецепторами клеток. Авторы нашли два таких рецептора, и они могут стать мишенями для антивирусной терапии.
Science
Обложка напоминает нам, что зима близко: экстремально холодная погода в феврале 2021 года стала одной из самых дорогостоящих погодных катастроф в Соединенных Штатах. Исследование, сочетающее анализ наблюдений с помощью машинного обучения и численное моделирование, продемонстрировало, что изменение климата в Арктике связано с формированием полярных вихрей. Именно это повышает вероятность таких погодных условий. Глобальное потепление приведет постепенно к более мягкой зимней погоде, но все же нам еще не раз придется столкнуться и с экстремальным холодом.
Редакционная статья — о воли к борьбе. В 2014 году, после того как Исламское государство (ИГИЛ) (организация запрещена в России) разгромило иракские вооруженные силы, поддерживаемые США, президент Обама сообщил о сложностях оценки разведкой воли к борьбе. Отчасти эти сложности вызваны игнорированием политическими и военными лидерами научных исследований в этой области, считает автор заметки. Например, известно, что готовность жертвовать собой ради священных ценностей ассоциирована с подавлением активности мозга в областях, связанных с принятием выгодных решений. Поэтому политическим лидерам стоит учитывать, что желание сражаться и жертвовать собой гораздо сильнее, если среди военных распространены священные ценности. Подобные исследования могут сделать поведение агрессоров более предсказуемым.
Рубрика Feature рассказывает о мнении ученых по поводу гипотезы лабораторного происхождения коронавируса. В начале пандемии группа исследователей в письме в The Lancet отклонила ее, назвав теорией заговора. В отчете Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), которая отправила в январе группу ученых в Китай для изучения возможных источников происхождения, авария в лаборатории оценивается как «крайне маловероятная». Но сейчас некоторые ученые считают, что гипотеза была слишком поспешно отвергнута. Восемнадцать ученых, в том числе лидеры в области вирусологии и эволюционной биологии, подписали письмо, опубликованное в журнале Science в мае, в котором содержится призыв к более тщательной оценке гипотезы «лабораторного инцидента». Один из аргументов за эту версию заключается в том, что в Уханьской лаборатории проводили эксперименты на летучих мышах, которые могли передать вирус человеку. Но стоит заметить, что работа велась за несколько лет до вспышки, да еще и не на мышах Rhinolophus — единственных, которые заражаются родственниками нашего коронавируса. Возможный источник коронавируса может находиться и вне Уханьского рынка, и вне лаборатории. Известно, что гораздо более эффективная передача вируса возможна не через продукты питания, а от живых животных. Например, от норок или енотовидных собак, которых в Китае используют для производства меха. Эта индустрия в Китае по объемам превосходит все европейские страны вместе взятые. В целом сегодня нет убедительных фактов, которые позволили бы абсолютно однозначно выяснить происхождение вируса. Большинство ученых находят аргументы за его природное происхождение более убедительными, но все же история не закончена. Авторы напоминают, что главное при расследовании — опираться на факты и избегать поспешных суждений, свойственных теориям заговоров.
Исследовательские статьи:
Ученые зафиксировали вспышку нового типа сверхновой, произошедшую в 480 миллионах световых лет от Земли. При этом произошел коллапс не одной звезды, а двух слившихся.
У растений найден белок с действием, зависимым от температуры. Белок FT не позволяет растениям цвести в холодную погоду. Этот эффект основан на связывании белка с фосфолипидами в апикальной меристеме, что приводит к уменьшению подвижности мембраны.
Белок — ExoN ответственен за исправление ошибок при копировании вируса SARS-CoV-2. Молекула может стать мишенью для антивирусной терапии.
Заболевание периферическая нейропатия сопровождается повреждением нервных волокон, передающих информацию от головного и спинного мозга к частям тела. Найдена потенциальная мишень для терапии — фермент, который должен связать тРНК с аминокислотой глицилом в процессе синтеза белка. При наличии вредной мутации у больного фермент не может освободить эти молекулы после связывания, что и приводит к нарушению синтеза белка и возникновению заболевания.
CRISPR/Cas9 используется для редактирования геномов организмов от дрозофил до приматов. В новом исследовании она была впервые использована для крупномасштабного генетического скринингах животных, модельных организмов рыбок danio rerio (рыб-зебр). Для этого авторы исследования разработали платформу MIC-Drop, объединяющую капельную микрофлюидику, CRISPR и штрих-кодирование. Благодаря ей стал возможен крупномасштабный генетический скрининг. MIC-Drop позволит проводить масштабные эксперименты с различными организмами.
The Lancet
Обложка выпуска — цитата из крупного исследования неонатальной смертности, спонсированного фондом Билла и Мелинды Гейтсов. Глобальная цель устойчивого развития — ликвидировать предотвратимую детскую смертность, сократить неонатальную смертность до менее 12 случаев на 1000 родов и сократить смертность детей младше 5 лет до менее 25 на 1000 случаев для каждой страны к 2030 году. За последние 20 лет глобальная детская смертность сократилась почти в 2 раза, но для неонатальной смертности прогресс скромнее. Тем не менее 65 из 204 стран, в основном в Африке к югу от Сахары и в Южной Азии, не смогут достичь запланированных показателей к 2030 году. Необходимо дальнейшее улучшение перинатальной помощи и ухода за новорожденными, масштабирование вакцинации и профилактики инфекций, а также сокращение бедности и повышение уровня образованности населения.
Помимо центральной, в выпуске есть еще и исследовательские статьи:
Исследование эффективности ингаляций будесонида при COVID-19 у пациентов с высоким риском. Этот глюкокортикоид оказывает противовоспалительное, противоаллергическое и иммунодепрессивное действие и применяется при астме и хронической обструктивной болезни легких. Участники исследования проживают в Великобритании, возрастом старше 65 лет или старше 50 лет и имеют сопутствующие заболевания. По результатам исследования будесонид может снизить количество госпитализаций или смертей у людей, которые подвержены более высокому риску осложнений.
Новое исследование может привести к изменению рекомендаций по вакцинации от коронавируса. Авторы полагают, что первичная буст-вакцинация против COVID-19 может облегчить массовую иммунизацию COVID-19. Гетерологичная схема, описанная в статье, включает вакцинацию мРНК-вакциной BNT162b2 и аденовирусной вакциной ChAdOx1. Исследование выявило устойчивую иммуногенность, а также наблюдался более сильный Т-клеточный иммунитет. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения преимуществ и определения оптимальных комбинаций, доз и интервалов введения.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
