Рубрика: Новости

Ученые добились таких невероятных результатов при помощи сканирующего тоннельного микроскопа (СТМ) и набора результатов стандартного эксперимента, которые не имели смысла: увеличение электрического тока не приводило к ускоренной реакции, как обычно происходит в ходе аналогичных лабораторных испытаний.

Сканирующий туннельный микроскоп
© University of Bath

Исследователи из Батского университета копнули глубже — и обнаружили, что наткнулись на способ контроля над отдельными молекулами посредством приближения кончика СТМ к изучаемой молекуле. Это может дать новые возможности для наномасштабных экспериментов и открытий. Результаты их исследования опубликованы в журнале Science.

«Наша работа предлагает новый путь к контролю над отдельными молекулами и их реакцией, — рассказывает физик Питер Слоун. — По сути, у нас есть новый набор, который мы можем установить в ходе нашего эксперимента. Экстремальная природа работы на таких масштабах осложняет весь процесс, но у нас есть высочайшее разрешение и воспроизводимость благодаря этой технике».

Обычно СТМ используют для создания очень точных двухмерных или трехмерных изображений поверхности на атомном уровне путем ее сканирования кончиком электрического зонда. В экспериментах, проведенных в Батском университете, отдельные электроны сталкивались с молекулой и реагировали на нее через очень слабый ток. Интересно, что необычные результаты, полученные в ходе одного из этих экспериментов, заметила член команды, физик Кристина Русимова, которая изучала результаты работы в свой выходной день.

«Это были данные довольно стандартного эксперимента. Мы его проводили, так как думали, что больше ничего интересного не осталось — это была просто финальная проверка, — рассказывает Русимова. — Но мои данные выглядели неправильно: все графики должны были подниматься, а они опускались».

 

Аномалии в итоге привели к открытию: при удержании кончика зонда на расстоянии 600-800 триллионных метра от молекулы электрон отделялся после столкновения в 100 раз быстрее. Это означало, что отдельные молекулы толуола можно контролируемым способом поднять с кремниевой поверхности.

Исследователи считают, что между зондом микроскопа и молекулой создается новое наномасштабное квантовое состояние: появляется новый канал, по которому электрон может путешествовать быстрее, чем по молекуле, и который уменьшает вероятность возникновения реакции. Из этого также следует, что ученые могут сделать эксперимент активным, то есть у них есть возможность контролировать реакции и основывать на них новые работы.

Еще предстоит выяснить, что покажут новые эксперименты и какими будут новые открытия, но это определенно новый и волнующий шаг для физиков. Мы еще многого не знаем о наномасштабной физике, так что ученым пригодятся любые новые инструменты и методы, при помощи которых они смогут манипулировать изучаемыми объектами.

Источник: naked-science .ru

Проводятся клинические испытания генной терапии в борьбе с еще одним заболеванием – болезнью Хантера. Биотехнологическая компания Sangamo Therapeutics, базирующаяся в Ричмонде, Калифорния, сообщила, что у двоих пациентов, участвовавших в испытания, организм теперь способен вырабатывать необходимый фермент, правда, в небольших количествах.

Мозг человека с болезнью Хантера
© Igor Nestrasil, M.D., Ph.D., Carole Nguyen, University of Minnesota

Болезнь Хантера вызывается мутацией в X-хромосоме. В результате этой мутации у человека отсутствует фермент, расщепляющий гликозаминогликаны – один из типов сахаров. Эти вещества накапливаются в клетках, вызывая целый ряд негативных для здоровья последствий, от частых простудных заболеваний и задержки развития до повреждений сердца и головного мозга, приводящих к ранней смерти. Больные с тяжелой формой болезни Хантера обычно живут не больше двадцати лет. Лекарств, которые полностью избавляли бы от этой болезни, не существует, состояние больных улучшается, если они регулярно получают препарат – аналог недостающего в их организме фермента.

В нынешнем эксперименте был применены генноинженерные белки, известные как «нуклеазы цинковых пальцев» (по форме фрагменты этих молекул действительно похожи на пальцы). Они отвечают за регуляцию активности генов и взаимодействуют со строго определенными участками ДНК. Можно получить нуклеазы, которые находят нужный ген, затем разрезают в этом участке цепочку ДНК, вставляют исправленную копию гена и вновь ее соединяют. Таким образом дефектный ген редактируется в организме пациента.

Четверо пациентов с болезнью Хантера получили инъекции безвредного вируса, доставившего в их организм ДНК нуклеаз с полноценной версией нужного гена. В ноябре прошлого года первым опробовал такую терапию Брайан Мадо из Аризоны. Теперь исследователи рассказали о его состоянии и о еще троих пациентах, получивших аналогичное лечение. У двоих участников, получивших самые маленькие дозы нуклеаз, уровнь гликозаминогликанов в моче не изменился. Но у двух других, чья доза была больше, он значительно снизился: на 39% и 63% соответственно.

Это может быть признаком того, что их организм начал вырабатывать некоторое количество расщепляющего гликозамингликаны фермента. Хотя фермент не был выявлен при анализе крови пациентов, авторы исследования объясняют это тем, что содержание его слишком мало для существующей методики анализа. Они надеются, что их выводы подтвердятся вскоре, когда будут готовы результаты еще двоих участников, получивших самые высокие дозы нуклеаз.\

Источник: polit .ru

 

Столкновение наблюдали в августе прошлого года, когда регистрация гравитационных волн помогла астрономам понять, что это происходит на самом деле. Множество телескопов обратили свои объективы к месту столкновения — в 130 миллионах световых лет от нас.  Столкновение зарегистрировали с помощью гравитационных волн и электромагнитной астрономии, включая радиоволны, рентгеновское излучение, гамма-излучение и видимый свет.

Слияние нейтронных звезд. Взгляд художника
© ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Это было беспрецедентное событие. С тех пор ученые пристально наблюдают за объектом, чтобы понять, что именно он представляет собой и что будет делать дальше. Продолжительные наблюдения при помощи большого спектра радиотелескопов помогли астрофизикам обнаружить релятивистский джет, которого, согласно теоретикам, требовал гамма-всплеск, испущенный столкнувшимися нейтронными звездами. Новое исследование опубликовано в журнале Nature.

Согласно наблюдениям, проведенным спустя 75 дней после слияния, а затем через 230 дней после него, исследователи обнаружили, что регион радиоизлучения вокруг GW170817 сдвинулся — причем на такой высокой скорости, что релятивистский джет был единственным разумным объяснением.

«Мы измерили видимое движение, которое оказалось в четыре раза быстрее скорости света, — говорит астрофизик Кунал Мули из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Калтехе. — Эта иллюзия, известная как сверхсветовое движение, появляется, когда джет почти направлен к Земле, а материал в нем движется на скорости, близкой к скорости света».

Компьютерные симуляции, проведенные в июне, показали, что этот джет должен существовать и проходить под углом 30° от Земли. Он относительно узок, что объясняет его изначальную тусклость в сопровождающем его гамма-всплеске — из-за угла обзора его трудно наблюдать.

Когда нейтронные звезды столкнулись, облако материи вырвалось из эпицентра события. Новый объект, сформированный в результате столкновения, — либо очень большая нейтронная звезда, либо очень маленькая черная дыра — должен был гравитационно притянуть ближайший материал, формируя аккреционный диск. Однако внимание ученых привлекли выбросы послесвечения. Они появились довольно поздно, достигнув пика примерно 150 дней после слияния, а затем крайне быстро закончились. Среди гипотез о происходящем были «задушенный» джет, который не смог вырваться из обломков, и успешный джет, который все же смог прорваться и выпустил энергию.

Данные команды показывали, что в действительности произошло нечто среднее. Джет изначально вытолкнул внешние обломки наружу, создав расширяющийся кокон из материала. Но этот материал не двигался так быстро, как джет, который в итоге вырвался из тисков.

Согласно наблюдениям команды, в течение 60 дней после слияния кокон доминировал в радиоизлучении. После этого основное излучение исходило от джета. Это открытие очень важно. Оно упрочивает связь слияния нейтронных звезд и коротких гамма-всплесков.

«Событие слияния было важным по ряду причин, и оно продолжает удивлять астрономов новыми данными, — говорит Джо Пеше, директор программы Национального научного фонда для NRAO. — Джеты — загадочный феномен, видимый в разных условиях, и новые наблюдения в радиочасти электромагнитного спектра помогают лучше понять их и то, как они работают».

Источник: naked-science .ru

 

Новое исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, сосредоточенное на изучении плотности миров системы Trappist-1, показало самые точные на сегодня результаты. Так, было обнаружено, что некоторые из планет на 5% покрыты водой — это в 250 раз больше, чем воды на Земле.

Планеты cистемы TRAPPIST-1 по сравнению с Солнечной системой
© NASA

«Все планеты Trappist-1 очень похожи на Землю: у них есть твердое ядро, окруженное атмосферой, — говорит Саймон Гримм, экзопланетолог из Бернского университета, в письме Space.com. — Trappist-1 — планета, больше всего похожая на Землю в плане массы, радиуса и энергии, получаемой от звезды».

Гримм и его коллеги заинтересовались системой после ее открытия в 2016 году и решили изучить ее при помощи метода вариации времени транзитов (TTV). Наблюдая небольшие вариации в периодах, за которые планета проходила перед звездой с нашей точки зрения, этот способ позволяет исследователям проводить, пожалуй, самые точные изучения планетарных масс и плотностей.

«Сейчас TTV — единственный метод определения масс, а значит, и плотности планет вроде системы Trappist-1», — рассказывает Гримм.

Ученые использовали данные космического телескопа Spitzer и нескольких аппаратов Европейской южной обсерватории в Чили, чтобы провести детальные наблюдения, которые помогли бы изучить вариации планетных орбит.

Если планета обращалась вокруг своей звезды одна, то она бы подвергалась только гравитационному воздействию звезды. Но если в системе есть два или больше миров, планеты взаимодействуют гравитационно, воздействуя друг на друга с силой, соответствующей их массам. Эти изменения зависят от планетных масс, расстояния и других орбитальных параметров.

В то же время «переполненные системы» наподобие Trappist-1 усложняют процесс определения эффектов отдельных планет, так как каждая из них воздействует на своих соседей. Планеты непосредственно этой системы измерить проще, так как они вращаются синхронно. Вместе семь экзопланет формируют резонансную цепь, соединяющую их всех и предполагающую медленную спокойную эволюцию.

«Система Trappist-1 — особенная, ведь все ее планеты находятся в условиях резонанса»,
— объясняет Гримм.

Ученый использовал симуляцию, которую ранее применял для расчета планетарных орбит, и адаптировал ее к анализу TTV. Задействовав более 200 транзитов, его команда смоделировала массы и плотности планет, симулировала их орбиты до того момента, пока смоделированные транзиты не совпали с наблюдениями.

Исследователи обнаружили, что плотности планет варьируются от 0,6 до 1,0 плотности Земли. Семь из них богаты водой, а на некоторых она занимает целых 5% от общей массы. Для сравнения: вода составляет всего 0,02% от массы Земли.

Trappist—1b и c — самые близкие к звезде — скорее всего, имеют каменистые ядра и окружены плотными атмосферами.

Trappist—1d — самая легкая из семи планет, ее масса составляет около 30% массы Земли. Ее малая масса может быть обусловлена расширенной атмосферой, океаном или слоем льда.

Trappist—1f, g и h находятся достаточно далеко от своей звезды, чтобы вода на всей их поверхности была полностью замерзшей. Тонкие атмосферы вряд ли смогут содержать более тяжелые молекулы, подобные земным.

Кроме того, есть Trappist—1e, больше всего похожая на Землю из всей группы. Она несколько плотнее нашей планеты и, скорее всего, обладает более плотным железным ядром. У нее также может отсутствовать плотная атмосфера, океан или ледяной слой.

Исследователи предупредили, что эти результаты ничего не говорят об обитаемости планет. Однако работа может помочь ученым лучше понять условия, работающие в переполненных системах, и определить, может ли на мирах системы Trappist-1  существовать жизнь.

Источник: naked-science .ru

Исследователи из Принстонского университета объявили о том, что им удалось отследить пятый, самый очевидный и распространенный путь, которым бозона Хиггса распадаются на другие элементарные частицы. Данное открытие, по утверждениям принстонских ученых, открывает перед ними совершенно новые направления в изучении фундаментальных физических законов, на которые опирается вся «работа» Вселенной. Отметим, что пятым типом распада бозона Хиггса стал распад этой частицы на два нижних кварка.

В экспериментах, проведенных на Большом адронном коллайдере, команда, включающая исследователей Принстонского университета, определила долгожданный путь, по которому бозон Хиггса распадается на две другие частицы, известные как нижние кварки. Хиггсовский бозон производится с другой частицей, называемой Z-бозоном. Хиггсовский бозон распадается на донные кварковые струи (показано синим), а затем Z-бозон распадается на электрон и позитрон (показано красным).
© CMS Collaboration

Ученые уверены, что обнаруженный ими пятый тип распада станет основным типом, используемым физиками для идентификации частиц Хиггса. Согласно информации от Джеймса Олсена (James Olsen), ведущего исследователя, новый тип распада бозона был сначала найден ими чисто теоретическим путем, но затем ученые обнаружили следы таких реальных распадов точно в тех местах и в моменты времени, где они ожидали найти это.

Напомним нашим читателям, что бозона Хиггса существуют «в чистом виде» лишь в течение очень коротких промежутков времени, порядка одной септилионной доли секунды. После этого бозон распадается, порождая несколько «дочерних» частиц, которые могут существовать более длительное время. И именно регистрация этих вторичных частиц позволяет ученым сделать вывод о существовании бозона Хиггса в данной точке пространства некоторое время назад.

Вторичные частицы, порождаемые распадом бозона Хиггса, перемешиваются с другими частицами, возникающими в результате столкновений протонов в недрах Большого Адронного Коллайдера, там, где в 2012 году впервые в истории науки был зарегистрирован бозон Хиггса. Но в 2012 году ученым были известны и использованы лишь три типа распада бозона. Однако, согласно новой информации, распад бозона Хиггса на два нижних кварка происходит гораздо чаще других типов распада, на долю этого типа приходится приблизительно 60 процентов от общего количества.

Одна из главных трудностей в регистрации пятого типа распада заключается в том, что очень тяжело отследить происхождение нижнего кварка от распада бозона Хиггса. Нижний кварк — это крошечная частица, которая может рождаться и в результате распада других элементарных частиц. Но с этой задачей сейчас уже вполне успешно справляются модернизированные датчики экспериментов CMS и ATLAS, плюс соответствующее программное обеспечение, выполняющее анализ данных, поставляемых датчиками.

К существующим основным датчикам экспериментов CMS и ATLAS сейчас пристроили несколько дополнительных датчиков меньших размеров, которые покрывают рабочий объем, как слои луковицы. Каждый слой может обнаруживать частицы и восстановить их путь, что позволяет отследить путь частицы назад к ее источнику. Это, в свою очередь, позволяет идентифицировать точки пространства, где сформировался бозон Хиггса во время столкновения протонов.

Источник: dailytechinfo .org

 

Строго говоря, клетками полученные структуры можно назвать лишь условно. Они состоят из мембранных пузырьков и отдельных очищенных компонентов, необходимых для работы, но не способны ни к сложной активности, ни к размножению, как полуживые биохимические «франкенштейны». Об этом ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе сообщают в статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Биоинженеры в UC Davis создали искусственные клетки,
которые имитируют некоторые свойства живых клеток
© Cheemeng Tan, UC Davis

«Мы сконструировали искусственные клетки из отдельных деталей, как из конструктора Lego», — объясняет один из авторов работы Чэмэн Тань (Cheemeng Tan). Внутри липидных пузырьков, напоминающих мембранные структуры обычной клетки, заключена небольшая ДНК, содержащая строго ограниченный набор генов, отдельные белки и другие молекулы, необходимые для их работы.

Модифицированная мембрана позволяет им выживать в довольно широком диапазоне условий, однако как только внутренние запасы необходимых веществ закончатся, такие клетки погибнут. Но в течение всей жизни они действуют как весьма эффективные охотники за микробами. В экспериментах ученые спроектировали синтетические клетки так, чтобы их рецепторные белки реагировали на присутствие в среде молекул — маркеров бактерий кишечной палочки, связывались с их поверхностью и разрушали.

Авторы предполагают, что в будущем такие синтетические системы могут создаваться под самые разные задачи — будь то уничтожение устойчивых к антибиотикам бактерий в организме больного или просто адресная доставка лекарств.

Источник: naked-science .ru

Исследователи из Свободного университета Берлина при помощи конфокальной микроскопии показали, что во время образования пресинапса компоненты, необходимые для передачи нейромедиаторов, подаются вместе в органеллах, напоминающих свойствами лизосомы. Работа опубликована в журнале Neuron.

Электронная томография лизосомоподобных пузырьков
© Neuron

Для передачи сигнала через синапс в пресинаптической части контакта необходимо наличие синаптических везикул (маленьких пузырьков, содержащих трансмиттер) и каркасных белков (scaffold proteins). До недавнего времени нейрофизиологи не знали, как эти элементы попадают в пресинапс во время его образования. Эксперименты на дрозофилах (Drosophila melanogaster) и мышах раскрыли этот процесс.

Оказалось, что и синаптические везикулы, и каркасные белки попадают в зарождающийся пресинапс как сформировавшийся блок, благодаря чему связь при образовании синапса мгновенно налаживается. Однако самое удивительное в этом то, что эти вещества переносят органеллы, напоминающие лизосомы.

Автор исследования профессор Фолькер Хауке (Volker Haucke) объяснил, почему этот факт настолько поразительный:

«Как ученого меня это открытие немало изумило, потому что я считал, что одна из главных функций лизосом — аутофагия — уничтожение ненужных клетке структур. Тем не менее в контексте развивающейся нервной системы эти лизосомоподобные пузырьки (lysosome-related vesicles) выполняют функцию сборщиков, участвуя в формировании пресинапса».

Это фундаментальное открытие интересно не только само по себе, но еще и тем, что лежит в основе многих неврологических процессов, таких как обучение. Поскольку ученые проверили этот механизм на примере мух и мышей, они считают, что он эволюционно-консервативный и присутствует во многих организмах, включая человека. В будущем полученная информация поможет лучше понять способы восстановления синаптических связей и поспособствует лечению дегенеративных заболеваний.

Ранее исследователи из Нагойского университета (Япония) опубликовали в журнале Nature Communications работу, рассказывающую о механизме восстановления аксонов у нематод. Липиды, сигнализирующие о фагоцитозе, оказались инициаторами заживления.

Источник: naked-science .ru

Работа ученых из Рутгерского университета, посвященная первичному пептиду, или короткому белку, опубликована в журнале The Journal of theAmerican Chemical Society.

Амбидоксин представляет собой  минимальный додекапептид, состоящий из чередующихся L и D аминокислот, который связывает кластер 4Fe-4S через взаимодействия лиганд-металл и обширную сеть водородных связей второй оболочки. Пептид может выдерживать сотни циклов окислительно-восстановительной реакции при комнатной температуре.
Иллюстрация из обсуждаемой статьи.

В конце 1980-х — начале 1990-х химик Гюнтер Вехтерсхойзер предполагал, что жизнь зародилась на основе железо- и серосодержащих камней в океане. Он и другие ученые предсказывали, что короткие пептиды связывали металлы и служили катализаторами химической эволюции. Об этом упоминает и соавтор нового исследования Викас Нанда, доцент Медицинской школы Роберта Вуда Джонсона при Рутгерском университете.

Человеческая ДНК состоит из генов, кодирующих для белков от нескольких сотен до нескольких тысяч аминокислот в длину. Эти сложные белки, необходимые для правильного функционирования всех живых существ, — результат миллиардов лет эволюции. Когда зародилась жизнь, белки, вероятно, были намного проще, длиной всего от 10 до 20 аминокислот. При помощи компьютерного моделирования ученые из Рутгерского университета исследовали, как могли выглядеть ранние пептиды и каковы были их химические функции.

Биологи создали компьютерную модель короткого белка длиной всего в 12 аминокислот и протестировали ее в лаборатории. У этого пептида выявились некоторые удивительные и важные свойства. Он содержит всего два типа аминокислот, он очень короткий и при правильных условиях  мог спонтанно образоваться на ранней Земле. Металлический кластер в ядре этого пептида структурно и химически похож на железосерные минералы, которыми изобиловали ранние земные океаны. Пептид также способен повторно заряжать и разряжать электроны, не распадаясь при этом.

«Сегодня это делают белки, известные как ферредоксины, двигая электроны вокруг клетки для  метаболизма, — говорит ведущий автор профессор Пол Г. Фальковски. —Первичный пептид, подобный тому, который мы изучили, мог осуществлять такую функцию при зарождении жизни».

Фальковски — главный исследователь проекта ENIGMA, финансируемого NASA, которым руководят ученые из Рутгерского университета. Проект нацелен на изучение того, как протеиновые катализаторы развивались на начальных этапах жизни на Земле. Нанда руководит командой, которая будет описывать полный потенциал первичного пептида и продолжит разрабатывать другие молекулы, которые могли играть ключевую роль в зарождении жизни.

Используя компьютеры, ученые Рутгерского университета разобрали около 10 тысяч белков и определили четыре «лего жизни» — центральные химические структуры, с помощью которых можно сформировать бесчисленные белки внутри любых организмов. Маленький первичный пептид может быть предшественником «лего жизни», и теперь ученые могут проводить эксперименты, чтобы понять, как работали эти короткие белки на заре жизни.

Источник: naked-science .ru

РИА Новости. Европейские и американские физики нашли потенциальные следы «новой физики» в данных, полученных БАК во время наблюдений за распадами так называемых B-мезонов. Их выводы были представлены в European Physical Journal C.

Рождение и распад Bs-мезонов в детекторе LHCb Большого адронного коллайдера
©  LHCb/CERN

«Раньше мы предполагали, что при распадах B-мезонов их «осколки» просто разлетятся и не будут взаимодействовать между собой на больших расстояниях. Мы учли возможность существования этих взаимодействий и показали, что они действительно могут происходить через феномен, который мы называем «зачарованной петлей», — рассказывает Дэнни ван Дик (Danny van Dyk) из Цюрихского университета (Швейцария).

Детектор LHCb был создан ЦЕРН специально для поиска не вписывающихся в Стандартную модель физики частиц, слишком тяжелых для того, чтобы искать их напрямую. Работающие на нем физики изучают поведение так называемых B-мезонов – необычных частиц, состоящих из b-кварка и какой-то другой элементарной частицы.

За последние два года сразу несколько групп ученых, изучавших следы распада В-мезонов, нашли множество намеков на то, что этот процесс не всегда можно описать при помощи Стандартной модели физики.

Пока ни один из открытых феноменов – аномалии в распадах нейтральных странных В-мезонов и их «заряженных» собратьев, а также неодинаковая частота распада порождаемых ими таонов и мюонов, не получили статуса научного открытия из-за недостаточного количества накопленных данных.

Ван Дик и его коллеги нашли способ улучшить их «качество», изучая один из вариантов подобных распадов, в ходе которого В-мезон превращается в каон, содержащий в себе «странный» и один верхний или нижний кварк, а также пару электрон-позитрон, или же их более тяжелые аналоги.

Анализируя выкладки Стандартной модели, ученые выяснили, как можно избавиться от одного из самых больших факторов неопределенности, влияющих на взаимодействия «осколков» B-мезона, связанных с взаимодействием сразу четырех кварков. Они учли это при анализе данных, которые были собраны LHCb за последние годы.

В результате этого статистическая достоверность тех отклонений, которая была зафиксирована при наблюдениях за подобными распадами на БАК, выросла с уровня в 3,4 сигма (одна случайная ошибка на 400 попыток) до 6,1 сигма (одна ошибка на миллиард попыток).

Как правило, физики присваивают звание «полновесного открытия» при достижении уровня в пять сигма, что означает, что расчеты ван Дика и его коллег будут серьезно восприняты научным сообществом, если они будут подтверждены независимым путем.

С чем связаны эти аномалии в распадах B-мезонов? Как полагают сами ученые, их можно объяснить существованием новой элементарной частицы, аналога Z-бозона, отвечающего за перенос слабых взаимодействий. Этот же бозон, по их словам, может объяснить нарушения в частоте распада таонов и мюонов.

Физики надеются, что повторный запуск обновленного БАК поможет проверить эти выкладки «нормальным» путем, без учета взаимодействий между «осколками» B-мезонов и понять, действительно ли существует эта частица и нарушает ли она лекала Стандартной модели физики.

Источник: РИА Новости

Ученые из Германии, России, Канады и Великобритании опубликовали результаты анализа ДНК, выделенной из очередной кости, которую нашли в Денисовой пещере на Алтае. Они пришли к выводу, что кость принадлежала умершей более 50 тысяч лет назад девочке, отец которой был денисовцем, а мать принадлежала к неандертальцам. Это первый случай, когда удалось обнаружить останки прямого потомка скрещивания двух видов людей.

Денисова пещера
© Wikimedia Commons

Напомним, что денисовцами называют представителей особого вида (или подвида) рода Homo, родственного как современным людям, так и неандертальцам. Все эти три вида происходят от общего предка, жившего около 700 тысяч лет назад. По современным оценкам, разделение неандертальцев и денисовцев произошло не менее 190 тысяч лет назад и, возможно, до 470 тысяч лет назад. Существование денисовцев как особого вида или подвида людей, отличавшихся как от сапиенсов, так и от неандертальцев, обнаружилось, когда ученые смогли выделить ДНК из костей, найденных в Денисовой пещере.

Название «денисовский человек», или «денисовец», дано по Денисовой пещере, где были найдены костные останки этого вида. За пределами этой пещеры денисовцы, по крайней мере пока, не обнаружены. Денисова пещера использовалась для жилья на протяжении тысячелетий, и в разное время там жили не только денисовцы, но и неандертальцы, и Homo sapiens. До последнего момента было известно лишь четыре костных фрагмента, для которых позднее была показана принадлежность денисовцам. В 1984 году был найден коренной зуб (Денисова 2). В 2000 и 2010 годах – еще два коренных зуба (Денисова 4 и Денисова 8), а в 2008 году – фрагмент фаланги мизинца (Денисова 3).

Сопоставление генома денисовцев с геномами древних и современных Homo sapiensпоказало, что в генах нынешних людей есть небольшая доля денисовского наследия. Исследователи выяснили, что жители Меланезии унаследовали от денисовцев примерно 5 % своего генома. Денисовские варианты генов обнаружились также у тибетцев и эскимосов, причем эти варианты повышают выживаемость в холодном климате. В марте этого года было опубликовано исследование, в котором денисовские гены были обнаружены у жителей Восточной Азии, особенно у китайцев, японцев и дайцев (народа тайской языковой группы, живущего в китайской провинции Юннань, на северо-западе Мьянмы и севере Таиланда). При этом денисовские фрагменты ДНК у представителей этих народов не совпадали с денисовскими генами меланезийцев. Авторы работы пришли к заключению, что генетические контакты между популяциями денисовцев и сапиенсов происходили дважды, в Восточной Азии и в местах, где сейчас находятся острова Индонезии, а в древности располагалась часть азиатского материка, известная под названием Сунда. Отметим, что свидетельств срещивания между денисовцами и неандертальцами до сих пор генетики не находили.

Нынешнее исследование было посвящено кости, которую археологи нашли в Денисовой пещере в 2012 году. Двухсантиметровый фрагмент одной из длинных костей конечностей фигурирует в научных отчетах под обозначением «Денисова 11». Согласно радиоуглеродной датировке, возраст кости около 50 тысяч лет. Принадлежала она, скорее всего, ребенку 11 – 13 лет. Остальные детали выяснились после выделения и анализа ее генома.

Как оказалось, кость принадлежит девочке. Ее геном был сопоставлен с уже известными геномами как денисовцев, так и неандертальцев из Денисовой пещеры. Результат оказался таким, что, как признает палеогенетик Вивиана Слоун (Viviane Slon), которая непосредственно участвовала в работе, она поверила в достоверность только после нескольких повторений анализа. В геноме 42,3 % аллелей были денисовские, а 38,6 % — неандертальскими. А вот митохондриальная ДНК, которая, как известно, наследуется по материнской линии, была исключительно неандертальской, поэтому исследователи пришли к выводу, что отцом девочки был денисовец, а мать принадлежала к неандертальцам.

Более подробный анализ выявил еще ряд интересных деталей. Отец оказался не чистым денисовцем, среди его предков были неандертальцы, правда, отстоявшие от него несколько сотен поколений. Мать тоже преподнесла сюрприз: она оказалась генетически ближе не к алтайским неандертальцам, а к неандертальцам из Восточной Европы (Хорватия). Приходится признать, что различные группы неандертальцев неоднократно мигрировали между Европой и Сибирью.

Исследование опубликовано в журнале Nature  
Источник: Максим Руссо polit .ru