Что почитать о противостоянии между экономикой и экологией и нужен ли нам сегодня постоянный рост ВВП? Как урбанизация делает клевер менее ядовитым, какие этические проблемы вскрывает и порождает открытый доступ к научным публикациям? А также — потенциал Нигерии как доминирующей страны Западной Африки, здравоохранение будущей державы и огромный проект молодого нигерийского ученого по прочтению геномов всех эукариот континента. Об этих и других новостях науки читайте в обзоре научной литературы от InScience.News.
Nature
Обложка. Узнать активность гена по первым его буквам. Уже более 50 лет ученые пытаются понять взаимосвязь между последовательностью ДНК, экспрессией (активностью) генов и принципами регуляции экспрессии. Исследователи создали «оракула», используя глубокую нейронную сеть для предсказания экспрессии генов с учетом последовательности ДНК промотора. С этого участка начинается перенос информации из ДНК в РНК, если заблокировать его — этого не произойдет, и ген окажется выключенным или менее активным. Нейронная сеть была обучена на десятках миллионов последовательностей промоторов и соответствующих значениях экспрессии. Оракул может не только предсказывать активность генов по последовательности промотора, но также разрабатывать регуляторные последовательности ДНК для приложений синтетической биологии.
Редакционная статья. Капитализм или экология. Пятьдесят лет назад группа системной динамики в Массачусетском технологическом институте в Кембридже предсказала, что продолжающийся экономический рост и рост населения приведут к истощению ресурсов Земли. К 2070 году они ожидали глобального экономического коллапса. Этот вывод был сделан на основе моделирования, и к нему отнеслись скептически.
Сам Nature иронично назвал исследование «еще одним дуновением конца света» (см. Nature 236, 47–49; 1972). Даже в исследовательских кругах было почти ересью предполагать, что некоторые из основ индустриальной цивилизации — добыча угля, производство стали, бурение скважин для добычи нефти и опрыскивание посевов удобрениями — могут причинить долговременный ущерб. Руководители исследований признавали, что промышленность загрязняет воздух и воду, но считали такой ущерб обратимым.
Автор идеи, Донелла Мидоуз, и ее коллеги тем не менее не сдались. Их книга «The Limits to Growth» («Пределы роста») легла в основу Программы ООН по защите окружающей среды в 1972 году. Но дебаты не прекратились. Хотя в настоящее время существует консенсус в отношении того, что деятельность человека оказывает необратимое негативное воздействие на окружающую среду, исследователи расходятся во мнениях относительно решений, особенно если это связано со сдерживанием экономического роста.
Многие исследователи, среди которых Йохан Рокстрем из Потсдамского института исследований воздействия климата в Германии, утверждают, что экономика может расти, не делая планету непригодной для жизни. Они указывают на данные, в первую очередь из стран Северной Европы, которые показывают, что экономика может продолжать расти, даже когда выбросы углерода начинают снижаться. Другая точка зрения предлагает отказаться от идеи постоянного обязательного роста экономики, потому что он вреден сам по себе. Среди ее сторонников Кейт Раворт, экономистка из Оксфордского университета (Великобритания) и автор книги 2017 года «Doughnut Economics» («Экономика пончика») о связи капитализма и устойчивого развития. Идеи из книги легли в основу движения Donut Economics Action Lab.
Экономический рост обычно измеряется валовым внутренним продуктом (ВВП). В правительствах есть целые департаменты, которые следят за тем, чтобы график колебаний ВВП всегда указывал вверх. Выбирая между двумя направлениями политики, правительства, скорее всего, выберут то, которое быстрее поднимет ВВП, пусть и за счет экологического ущерба. Чтобы найти баланс, сторонникам обеих концепций придется больше говорить друг с другом, а не друг о друге. В конце концов оригинальная книга «The Limits to Growth» дала начало обоим этим движениям. Возможно, следующий шаг — это их синтез в совершенно новой форме.
World View. Как научные публикации в общем доступе приводят к росту неравенства. Автор статьи с 2019 года возглавляет ON-MERRIT — финансируемый Европейской комиссией проект по изучению того, как открытая наука влияет на исследовательскую систему. Один из факторов, которые они изучают — популярная в последнее время открытая наука, сложная смесь идеалов. В целом ее защитники стремятся повысить прозрачность, подотчетность, справедливость и сотрудничество в науке за счет расширения доступа к результатам исследований, статьям, методам и инструментам. Это означает, что данные и протоколы должны свободно распространяться в высококачественных репозиториях, а исследовательские статьи должны быть доступны без подписки или платы за чтение. Многие участники движения за открытую науку провозглашают своей целью равенство. На самом деле без более критического осмысления открытая наука может стать просто продолжением имеющихся привилегий.
Существующее структурное неравенство приводит к тому, что состоятельные университеты могут без проблем позволить себе оплатить взнос за публикацию. Напротив, в менее обеспеченных странах и университетах взнос может превышать три зарплаты профессора. Для поддержки публикации в открытом доступе журналы обычно взимают плату с авторов, и по мере расширения практики эта плата растет. В итоге более богатые исследовательские группы публикуют больше статей в открытом доступе в самых престижных журналах. Один анализ 37 тысяч статей показал, что географическое разнообразие авторов было намного больше для статей, не входящих в открытый доступ, чем для статей открытого доступа. Другой анализ показал, что авторами статей открытого доступа чаще всего были мужчины старшего возраста, финансируемые из федерального бюджета и работающие в престижных университетах. Что еще хуже, преимущества цитирования, связанные с открытым доступом, означают, что богатые в академическом плане станут еще богаче.
Реализация многих идей движения за открытую науку необходима, но нужно учесть, какое влияние они окажут на исследователей в долгосрочной перспективе — иначе идеализм может забить гол в свои ворота.
Comment. Секвенирование Африки. Чтобы помочь защите биоразнообразия своей родины и ее агропромышленности, нигерийский биохимик СэнкГод Эбенезер (ThankGod Ebeneezer) и его коллеги в 2021 году основали Африканский проект биогенома (AfricaBP). Главная цель — секвенировать ДНК всех растений, животных и других эукариот, обитающих на континенте, — всего более 100 тысяч видов. Несмотря на огромное биоразнообразие Африки, геномы многих видов недопредставлены в базах данных, что затрудняет работу с ними — с этим столкнулся и сам основатель проекта в своей научной работе. В настоящее время в проекте участвуют 109 африканских ученых и 22 организации, представляющие все пять регионов Африканского союза.
Research Highlight. Украденный у бактерий фермент производит препарат от COVID-19 за 3 часа. Молнупиравир — одно из немногих одобренных лекарств для профилактики и лечения тяжелой формы COVID-19. Но современные методы его приготовления требуют нескольких стадий, при этом выход относительно невелик. Более эффективный путь синтеза — через молекулу-предшественницу под названием N-гидроксицитидин: всего одна химическая реакция превращает ее в молнупиравир. Ученые из Манчестерского университета (Великобритания) выяснили, что при определенных условиях фермент из бактерии Escherichia coli может генерировать небольшие количества предшественника из обычной биомолекулы цитидина. Команда ученых модифицировала бактериальный фермент с помощью генной инженерии, сделав его работу более эффективной. Клетки бактерии E.Coli использовали в качестве фабрик для производства этого фермента. В итоге исследователи подготовили 137 граммов N-гидроксицитидина, превратив 71% реагентов в молекулу-предшественник менее чем за 3 часа.
Исследовательские статьи:
Инженеры из США сконструировали вдохновленный строением одуванчика беспроводной датчик на солнечной энергии. Устройство весом 30 миллиграммов передает данные через обратное радиоизлучение, способно рассеиваться на большой территории с помощью ветра и затем успешно приземлиться в вертикальном положении.
Ученые из компании Merck создали искусственную цепь реакций биосинтеза, с помощью которой можно прямо в клетках получить MK-1454. Это один из мощнейших активаторов белка STING, который, в свою очередь, активирует выработку интерферонов для борьбы с раковыми клетками и вирусами.
Атлас белой жировой ткани для человека и мыши с разрешением в одну клетку позволил детально изучить взаимодействие клеток жировой ткани при истощении и ожирении.
Science
Обложка. Урбанизация ускоряет эволюцию. Популяции белого клевера в Лос-Анджелесе эволюционировали, чтобы приспособиться к условиям города. Белый клевер в естественных условиях производит цианистый водород, чтобы защититься от травоядных животных. Так как в городах последних не водится, клеверы-мутанты, не производящие цианистый водород, ничем не рискуют. Естественный отбор в урбанизированной среде привел к тому, что вероятность встретить «цианистый» клевер теперь примерно на 44% выше в сельской местности.
News at a glance. Коротко о новостях науки со всего мира.
Знаменитый корабль антарктического исследователя Эрнеста Шеклтона Endurance ушел на дно более 100 лет назад в море Уэдделла. Теперь ученые нашли его в почти первозданном состоянии. Холодные воды защитили судно от микробов. Из-за Договора об Антарктике ученые лишь просканируют корабль.
В Китае число инфицированных SARS-CoV-2 подскочило за неделю с 7 по 14 марта со 175 до 3507 человек. Эксперты в области общественного здравоохранения опасаются, что рост заболеваемости может привести к перегрузке системы здравоохранения страны, как это уже произошло в Гонконге. В Южной Корее и Вьетнаме, которым удалось удержать количество случаев заболевания на очень низком уровне в течение первых двух лет пандемии, также наблюдается рост заболевших из-за штамма омикрон: Южная Корея — 300 тысяч случаев ежедневно, а Вьетнам — более 200 тысяч. Многие европейские страны, которые недавно ослабили меры контроля или отказались от них, также фиксируют рецидивы COVID-19 с двузначным процентным увеличением числа инфекций за последние 2 недели.
Дэвид Беннет, который в январе стал первым человеком, которому пересадили сердце от генетически модифицированной свиньи, умер 8 марта. О причинах смерти не сообщается, но команда из Мэриленда, проводившая трансплантацию, заявила, что орган «очень хорошо функционировал в течение нескольких недель без каких-либо признаков отторжения».
У крупнейшего в мире хранилища семян и тканей бобов, маниоки и тропических кормовых трав появился новый дом. На этой неделе Международный центр тропического сельского хозяйства и Bioversity International открыли объект Future Seeds стоимостью 17 млн долларов в Пальмире (Колумбия). Здесь расположилась новая лаборатория и хранилище, размер которого на 30% больше, чем ранее. В настоящее время коллекция насчитывает около 67 тысяч экземпляров. Селекционеры многих стран уже использовали их для создания более продуктивных и устойчивых к климатическим условиям культур.
Исследовательские статьи:
Биологи из Стэнфордского университета выявили варианты локусов количественных признаков (QTL), ассоциированных с появлением ряда болезней. Им удалось сделать это с помощью массово-параллельного анализа локусов. Оказалось, что часто такие варианты, становящиеся причиной развития патологии, содержат участки связывания транскрипционных факторов.
Снижение синтеза 3-оксолитохолевой и изолитохолевой кислот ассоциировано с воспалительными заболеваниями кишечника из-за действия этих кислот на иммунные клетки, T-хелперы. Эти вещества образуют кишечные бактерии.
Дрозофилы чрезвычайно быстро эволюционируют: за четыре месяца наблюдений они сменили шесть фенотипов, различающихся по репродуктивному потенциалу и способности противостоять стрессам.
The Lancet
Обложка. «Чтобы Нигерия реализовала свой потенциал, как ее лидеры, так и народ должны осознать то, что они и так уже знают: здоровье нации — это и есть ее богатство» — цитата из редакционной статьи.
Редакционная статья. Нигерия становится мировой державой. Эта африканская страна обладает большим интеллектуальным, культурным и социальным капиталом, а также финансовыми активами. В Западной Африке, где расположена Нигерия, проживает более половины населения региона. По прогнозам, к 2050 году население, составляющее более 200 миллионов человек, удвоится, а к 2100 году достигнет 733 миллионов человек, что сделает Нигерию третьей по численности населения страной в мире после Китая и Индии. Этот быстрый рост населения ускорился за счет снижения младенческой смертности в сочетании с устойчивым уровнем рождаемости. Но чтобы воспользоваться этой ситуацией, стране необходимо сделать соответствующие инвестиции в здравоохранение и образование. Опубликованная сегодня книга The Lancet Nigeria Commission говорит о важности инвестиций в здоровье и будущее нации, а также рассматривает этот человеческий потенциал и исключительные возможности через призму здоровья. Написанная группой экспертов, работающих в учреждениях по всей стране, и членами диаспоры, книга была подготовлена нигерийцами для нигерийцев. Комиссия предлагает повысить усилия в создании единой и доступной системы здравоохранения, а поможет в этом формирование новой национальной идентичности, которая была фрагментирована по историческим причинам. Всеобщий охват услугами здравоохранения и улучшение здоровья для всех нигерийцев должны стоять в центре будущей политики.
Исследовательские статьи
Данные о здоровье и смертности населения имеют решающее значение для политики, основанной на фактических данных, но в Нигерии их мало. Чтобы восполнить этот пробел, международная группа исследователей провела всестороннюю оценку заболеваемости в Нигерии и сравнила результаты с другими странами Западной Африки — несмотря на увеличение финансирования за последние 20 лет, состояние здравоохранения в стране все еще удручающее. В период с 1998 по 2019 год ожидаемая продолжительность жизни увеличились в Нигерии на 18%, до 64,3 лет, смертность снизилась во всех возрастных группах как для мужчин, так и для женщин, а расходы на здравоохранение на человека выросли и сдвинулись с 11-го на 3-е место в Западной Африке к 2018 г. Малярия и неонатальные заболевания были основными причинами ПГЖ в Нигерии в 2019 году. Имеются данные о растущем бремени неинфекционных заболеваний, с которыми сталкиваются пожилые нигерийцы.
Установка предсердного шунтирующего устройства не снижает общую частоту симптомов сердечной недостаточности и не улучшает состояние здоровья в общей популяции пациентов с сердечной недостаточностью и фракцией выброса выше или равной 40%.
Векторная вакцина Johnson & Johnson против COVID-19 (Ad26.COV2.S, JNJ-78436735) демонстрирует эффективность против тяжелого течения COVID-19 и смерти при одноразовом введении. В ходе исследования доминировали штаммы бета (B.1.351), а затем дельта (B.1.617.2), эффективность вакцинирования при этом оставалась неизменной.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
