Новости

Крупные звезды гибнут, взрываясь сверхновыми, и могут оставить после себя сверхплотную нейтронную звезду: при размерах в пару десятков километров такие тела весят как обычные звезды средней величины. Большей частью они состоят из ядра — смеси протонов, нейтронов и, возможно, более экзотических частиц. Это невероятно плотное «вырожденное» вещество обладает крайне необычными свойствами. Предполагается, что на определенной глубине оно образует довольно сложные структуры — сгустки, плоские слои, длинные нити. За схожесть с популярными блюдами итальянской кухни их называют «нейтронными ньокки», «нейтронной лазаньей» и «нейтронной пастой».

Сдавленное огромной гравитацией вещество нейтронных звезд может образовывать структуры,
напоминающие клецки ньокки, спутанные нити пасты или слоистую лазанью
© Caplan et al., 2018

Плотность нейтронной пасты колоссальна, в сотни триллионов раз превышает плотность воды, и ее лабораторные исследования пока что невозможны. Поэтому Чарльз Хоровиц (Charles Horowitz) из Университета Индианы в Блумингтоне и его коллеги изучили эластические свойства этого вещества теоретически, проведя компьютерное моделирование его реакции на растяжение и деформацию. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, ученые сообщают, что для разрушения нитей «пасты» требуется приложить колоссальную силу — большую, чем у любого другого известного вещества.

Возможно, проверить эти расчеты удастся с помощью гравитационной обсерватории, такой как проект LIGO, благодаря которому были зарегистрированы гравитационные волны. Нейтронные звезды быстро вращаются, и если на их поверхности или в недрах есть неоднородности, то они должны излучать гравитационные волны. Считалось, что в мощном поле притяжения звезды сверхплотные «горы» на ее поверхности не могут подниматься выше нескольких сантиметров. Однако новые расчеты эластических свойств нейтронной пасты показали, что она невероятно прочна и вполне способна поддерживать существование неровностей до десятка сантиметров высотой. Это дает надежду на то, что рано или поздно будут обнаружены гравитационные волны от вращающейся нейтронной звезды.

Источник: naked-science .ru

В своих последних экспериментах ученые из университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska-Lincoln) при помощи импульсов интенсивного лазерного света создали сгустки электронной плазмы, которые после этого были ускорены до скорости, близкой к скорости света. «Эти плазменные сгустки можно назвать термином «оптическая ракета» из-за огромного значения сил, обеспечиваемых воздействием света на плазму» — рассказывает профессор Дональд Умстадтер (Donald Umstadter), — «Электроны подверглись воздействию сил, в триллион триллионов раз больше, чем силы, которые воздействуют на астронавта во время запуска в космос».

Один из лазеров в Лаборатории экстремального света в Университете Небраски-Линкольн,
где недавний эксперимент ускорил электроны до скорости света
© University of Nebraska-Lincoln

Созданная учеными «оптическая ракета» является не только практическим примером использования сил, которыми свет может воздействовать на материю. Данный эффект можно будет использовать в будущем для создания новых сверхкомпактных ускорителей частиц и устройств на их основе.

В обычных условиях обычный свет обеспечивает воздействие крошечных сил на объекты, на поверхности которых он поглощается, рассеивается или преломляется. Одним из примеров использования сил света является так называемый «солнечный парус», который может использоваться для разгона небольших космических аппаратов без затрат топлива на это дело. Однако, из-за того, что сила давления, создаваемая светом, очень мала, то космический аппарат с солнечным парусом будет разгоняться до высокой скорости медленно и долго, в течение нескольких единиц или десятков лет.

Но, при воздействии света на материи может возникнуть и другой тип сил. Это происходит, когда свет имеет очень большой градиент его интенсивности, и такие силы используются в оптических пинцетах, к примеру. Но опять же, и эти силы имеют очень малое значение.

В своих экспериментах ученые из Небраски сфокусировали луч лазерного света на облаке плазмы. Под воздействием света из плазмы были удалены электроны, которые двигались в направлении распространения лучей света. Затем эти электроны за счет градиента света были «пойманы» на гребнях пиков «бегущих» оптических волн, что позволило разогнать их до релятивистских скоростей. Для реализации такого типа ускорения ученым пришлось разработать технологию контроля и управления начальной фазой бегущих оптических волн, которая станет основой будущих сверхкомпактных ускорителей электронов.

И в заключение следует отметить, что базой эксперимента, проведенного учеными из Небраски, являлась работа в области численного моделирования, проведенная учеными из университета Джао Тонг, Шанхай (Shanghai Jiao Tong University), Китай. А основой работы китайских ученых, в свою очередь, стала теория, описывающая данный механизм, разработанная Дональдом Умстадтером более чем два десятилетия назад.

Статья опубликована в журнале Physical Review Letters
Источник: dailytechinfo .org

Проксима Центавра — маленький холодный красный карлик, расположенный всего в 4,2 светового года от Солнца. Несмотря на относительную близость звезды, ученые мало знают о планете, вращающейся вокруг нее, не считая того, что ее масса в 1,3 раза больше массы Земли и она делает полный оборот вокруг своей звезды каждые 11 дней.

Так художник представил поверхность планеты у Проксимы Центавра
© ESO/M. Kornmesser

Энтони Дель Дженио, планетолог из Института космических исследований имени Годдарда в Нью-Йорке, и его коллеги опубликовали в журнале Astrobiology работу, в которой описывают проведенные исследования при помощи компьютерных симуляций.

Проксима Центавра b вращается вокруг звезды в зоне обитаемости, следовательно, получает достаточно света, чтобы вода на ее поверхности не замерзала. Однако эта зона находится очень близко к красному карлику. Планета могла попасть в приливный захват из-за гравитационных сил звезды. Это означает, что проксима Центавра b все время повернута к своему солнцу одной и той же стороной.

В более ранних симуляциях, о которых писали в 2016 году в журнале Astronomy & Astrophysics, ученые смоделировали гипотетическую атмосферу на проксиме Центавра b и предположили, что полушарие экзопланеты, обращенное к звезде, может быть сожжено интенсивным свечением, а океан, повернутый к космосу, может быть замерзшим. Получается, на проксиме Центавра b может существовать только круг теплого моря — команда Дель Дженио называет этот сценарий «планетой — глазным яблоком».

Однако новые симуляции более полные. В них также включен динамичный циркулирующий океан, способный эффективно переносить тепло с одной стороны экзопланеты на другую. В работе астрономов движение атмосферы и океана совместилось таким образом, что даже несмотря на то, что ночная сторона никогда не получает звездного света, на ней есть полоса жидкой воды в районе экватора.

Дель Дженио сравнил это обращение тепла с морским климатом на Земле. Восточное побережье США теплее, так как Гольфстрим приносит теплую воду из тропиков. В Калифорнии же, напротив, океанические потоки приносят холодную воду с севера, из-за чего Западное побережье холоднее.

В общей сложности команда провела 18 отдельных симуляций, изучая воздействие гигантских континентов, тонких атмосфер, различных атмосферных составов и даже изменения количества соли в Мировом океане. Практически во всех моделях у проксимы Центавра b в итоге был открытый океан, сохранявшийся по крайней мере на какой-то части ее поверхности.

Источник: naked-science .ru

Исследователи разработали флуоресцентные белки, свойствами которых можно управлять с помощью оранжевого и зеленого света. Эти белки помогут ученым исследовать процессы жизнедеятельности в живых клетках. Работа проходила в рамках проекта, который поддерживается грантом Российского научного фонда (РНФ), а ее результаты были опубликованы в журнале Nature Methods. Кратко о них сообщается в пресс-релизе РНФ.

Разработанный учеными белок
© Александр Мишин

Флуоресцентные белки интенсивно светятся в видимом диапазоне спектра, где длина волн составляет от 390 до 700 нанометров. Природные функции таких белков достаточно разнообразны, например, некоторые виды медуз с помощью зеленых флуоресцентных пятнышек приманивают к себе еду – различные мелкие организмы. Оптическими свойствами некоторых флуоресцентных белков – их называют фотопереключаемыми – можно управлять с помощью света. Например, эти белки можно «включать» и «выключать», что широко используется в так называемой флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения (наноскопии) – новой группе методов, позволяющих получать чрезвычайно детальные изображения внутриклеточных структур. Обычно для такой микроскопии ученые используют синее и фиолетовое облучение, которое очень токсично для клеток: оно нарушает их нормальную физиологию и даже вызывает гибель.

«Мы впервые создали фотопереключаемые флуоресцентные белки, оптические свойства которых можно контролировать зеленым и оранжевым, а не сине-фиолетовым светом.  Его преимущество состоит в том, что он почти не причиняет вреда клеткам. Мы использовали новые белки для наблюдения динамики цитоскелета в живых клетках», – рассказал один из авторов статьи Александр Мишин, руководитель проекта РНФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН.

Для создания флуоресцентных белков ученые изменяли их (направленный и случайный мутагенез) с помощью такого метода, как полимеразная цепная реакция, которая позволяет добиться значительного увеличения малых концентраций определенных фрагментов ДНК. Также ученые клонировали белки, после чего под микроскопом отбирали из полученных бактериальных колоний самые удачные. Авторы проанализировали результаты уже проведенных другими биологами экспериментов и выяснили, как приблизительно нужно изменить микроокружение хромофора (остатка ароматической аминокислоты, который отвечает за поглощение света в белке), чтобы заставить его проявить способность к фотопереключению.

Помимо ожидаемого эффекта, однако, есть и побочные, например, снижается яркость белка. Тогда случайный мутагенез позволяет найти дополнительные мутации, компенсирующие побочные эффекты при сохранении целевого.

Разработанные белки называются репортерными, так как выполняют роль «шпионов» в клетках. Их присоединяют к другим белкам и таким образом следят за ними в живой клетке. Полученная детальная информация может быть использована как в фундаментальных, так и в биомедицинских исследованиях. Например, у больного раком пациента опухолевые клетки демонстрируют сильные нарушения клеточной подвижности и динамических перестроек цитоскелета – каркаса, находящегося в цитоплазме живой клетки. При этом изучение этих процессов со сверхвысоким разрешением (наноскопия) затруднено в живых клетках из-за слишком интенсивного облучения образца, поэтому для таких целей нужно использовать методы с меньшей токсичностью для организма.

Авторы использовали свою разработку для микроскопии сверхвысокого разрешения RESOLFT. У полученных белков есть особенность: у них очень эффективное фотопереключение, то есть белки «включаются» и «выключаются» за миллисекунды. Такое свойство подходит не всем методам микроскопии, в некоторых такая скорость будет только мешать. В RESOLFT цикл включения-выключения повторяется многократно для соседних точек, сканируемых лазерными пучками. Чем лучше флуоресцентная метка переключается, тем быстрее удается снять полное изображение, так как на фотопереключение в каждой точке нужно меньше времени. «Созданные нами флуоресцентные белки позволяют проводить сверхразрешающую микроскопию без вреда для живой клетки, что открывает возможность исследования динамических процессов в ней», – заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Королевского технологического института (Швеция) и Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (США).

Источник: polit .ru

Еще в начале ХХ века Общая теория относительности предсказала существование гравитационных волн — деформаций пространства-времени, излучающихся движущимися массами. Однако зарегистрировать их удалось только 2,5 года назад: мощные гравитационные волны возникли в ходе катастрофического слияния черных дыр. В прошлом году детекторы-интерферометры LIGO и VIRGO уловили волну от слияния пары массивных нейтронных звезд, которое наблюдалось и обычными телескопами.

© Michael Koppitz / aei

Анализ собранных тогда данных продолжается до сих пор. В очередной работе, опирающейся на наблюдения LIGO, команда профессора Чикагского университета Даниэля Хольца (Daniel Holz) рассмотрела проблему существования темной энергии. По современным оценкам, на эту таинственную сущность приходится порядка 3/4 массы-энергии Вселенной, так что на больших масштабах она не только противодействует гравитации, но и побеждает ее. Однако мы до сих пор не можем сказать, чем она является в действительности.

В статье, опубликованной в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Хольц и его коллеги изучили одну из гипотез темной энергии, которая рассматривает ее как проявление дополнительных измерений нашего пространства-времени. В отличие от трех «основных» измерений пространства, они свернуты и не проявляются на доступных нам масштабах. Однако именно в них может «утекать» часть энергии гравитации, ослабляя ее действие.

Наблюдения слияния нейтронных звезд, которые 17 августа 2017 года проводились и на гравитационных, и на электромагнитных волнах (от радио- и видимого излучения вплоть до рентгена и гамма-лучей), позволили ученым проверить эту гипотезу. Они помогли оценить истинную силу этого далекого события и величину энергии, которая была рассеяна с гравитационными волнами. Если часть ее «утекает» в дополнительные измерения, волны должны быть слабее, чем предсказывают расчеты. Однако этого Хольц и его коллеги не обнаружили — по крайней мере, на доступном пока уровне точности.

Впрочем, на этом проблема дополнительных измерений еще не решена.

«Существует великое множество теорий, надежно проверить которые мы до недавнего времени не могли, — говорит одна из авторов работы Майя Фишбах (Maya Fishbach). —Теперь де мы ждем, какие еще новые гравитационно-волновые сюрпризы подбросит нам Вселенная».

Источник: naked-science .ru

РИА Новости. Появление газовых воронок, образующихся на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, связано с потеплением в Арктике, при этом возможные новые выбросы из-под земли стоит учитывать при возведении социальной и промышленной инфраструктуры в регионе, заявил РИА Новости ученый-геокриолог, академик Российской академии наук, научный руководитель академической кафедры криософии Тюменского государственного университета Владимир Мельников.

Воронка в Ямало-Ненецком автономном округе
© архив Института криосферы СО РАН

В 2014 году в районе Бованенковского месторождения на Ямале были обнаружены две воронки, которые, как предполагается, появились из-за газовых выбросов, после чего заполнились водой, превратившись в озера. По словам ученых, за последние годы воронки увеличились в размере, а вода в них отличается от близлежащих озер очень высокой мутностью. Во вторник на сайте МГУ имени Ломоносова сообщалось, что сотрудники геологического факультета вуза провели комплексное исследование одного из таких кратеров и выяснили причину его образования, назвав это геологическое явление «криовулканизмом». Результаты работы ученых 10 сентября были опубликованы в престижном научном журнале Scientific Reports.

Интересное явление

«Вулканизм — это не только то, что поступает из мантии и выбрасывается из наших вулканов с огнем и расплавленной лавой, а в принципе выбросы. Бывает мини-вулканизм, микровулканизм. Так сказать можно, но, скорее, образно, чтобы не путать с вулканами», — комментирует Владимир Мельников используемый коллегами из МГУ термин.

По его словам, специалисты, изучающие эти природные явления, чаще называют их воронками взрыва.

«Собирается огромное количество газа под большим давлением, который и выбрасывает массу льда, земли… Изначально глубина воронки (в районе Бованенковского месторождения) была 50-60 метров, она не заполнилась к тому моменту еще водой. Диаметр тоже приличный — под 40 метров. Это интересное явление, но самое главное — его последствия», — отмечает ученый.

Он также рассказал, что на стадии изучения этих процессов вместе с другими специалистами пытался выяснить, где еще они могли происходить раньше.

«Я вспомнил, что в 1997 году мы писали книгу, в которой описали явление, с ним столкнулась в Баренцевом море мурманская геологическая экспедиция. Они пытались разбурить с корабля донные отложения, и произошел взрыв под давлением чего-то. Через несколько лет начали изучать это место, оказалось, что там находятся огромные ледовые глыбы, протяженные и мощные. Это говорит о том, что был схожий взрыв, выброшены были газ и пресная вода, и эта вода замерзла на дне из-за температуры минус 1,5 градуса, образовав глыбы льда», — продолжает Мельников.

Взрывы порождают озера

Позже над этой темой работали теоретики, и, как говорит ученый, его не удивило, что то же самое начало происходить на континенте. Механизм, отмечает он, аналогичный: скопление газов в земле рано или поздно ведет к превышению нормы удержания этого газа породами, что приводит к мощному выбросу.

«Мы начали смотреть форму воронок, обнаружив, что на Ямале сотни таких озер. Они круглые, тогда как в природе привычные нам озера образуются другим путем, таких круглых не бывает. Основная масса озер на Ямале — результаты либо протаивания, то есть термокарст, либо воронки взрыва», — поясняет Мельников.

После их появления в районе Бованенковского месторождения выбросы газа были зафиксированы на Гыданском полуострове ЯНАО, где эксперты также нашли несколько похожих воронок. Многие специалисты заинтересовались этими процессами, изучали их при помощи аэро- и космической съемки. Явление не единичное, подчеркивает Мельников, уточняя, что при этом нельзя точно назвать газ, который выбрасывается в момент взрыва. Ряд ученых считает, что это метан.

«Это газ, который поднимается по трещинам в мерзлоте, оказавшейся не такой уж плотной. Для скопления метана там слишком мало органики и глубина большая. Возможно, был какой-то экран в земле, под которым сотнями лет скапливался по струйкам текущий снизу наверх природный газ, образовав массу с давлением, которого хватило, чтобы выбросить его наверх», — предположил собеседник агентства.

Виновато потепление

Тем не менее, с выводами коллег о том, что причиной выбросов стало потепление в указанных районах, он согласен, хотя исследования в этом направлении продолжаются.

«Это цикл потепления, который мы уже пережили. Его журналисты называют «глобальным потеплением», что неверно, потому что глобальное потепление у нас длится 11 тысяч лет… Называть 35-летний цикл глобальным неправильно, поэтому мы зовем его циклическим потеплением, перед которым был цикл похолодания — с 1946 по 1980 год примерно. Нынешний теплый цикл оказался значительно теплее предыдущего такого же», — рассказывает Владимир Мельников.

По его словам, это все совпало с резким потеплением в Арктике, и верхняя часть мерзлоты нагрелась больше обычного, тем самым уменьшив плотность экрана, многие годы сдерживавшего газ под землей. При этом, как подчеркивает ученый, появления новых воронок должны опасаться и, прежде всего, изучать предприятия, власти, которые возводят на Ямале социальную, транспортную или промышленную инфраструктуру.

«Если рванет где-нибудь на дороге или под нефтегазоперерабатывающим заводом, то мало не покажется. По этой причине, когда в предпроектный период проводятся изыскания, необходимо особенно обращать внимание на такие аномалии, которые, скорее всего, можно обнаружить тем или иным геофизическим методом», — резюмирует геокриолог.

Источник: РИА Новости

 

Исследователи из Норвегии, Франции и Швейцарии провели анализ находки из пещеры Бломбос в Южной Африке. Выяснилось, что это древнейшее известное на сегодня изображение, сделанное человеком. Хотя сохранившийся фрагмент выглядит довольно просто, общее изображение могло быть сложнее. Большой возраст находки указывает, что человек занялся художественным искусством не менее 73 000 лет тому назад.

© Craig Foster / Universitetet i Bergen

Авторы работы изучили фрагмент камня, состоящего из силькрета (кремнистая порода) со следами линий охры. Камень меньше 39 миллиметров и несет явные следы раскалывания. По всей видимости, изначально он, как и изображение на нем, был гораздо больше. Возможно, рисунок был сравнительно сложным, но понять, насколько именно, невозможно: обломок лежал отдельно, других фрагментов ранее обнаружено не было. Возможно, остальные части камня с изображением были унесены в другое место людьми, обитавшими в пещере в древности.

Исследование под микроскопом показало, что поверхность камня необычайно гладкая для силькрета, как будто отшлифованная, а поры забиты мельчайшими частицами охры. Из этого можно сделать вывод, что камень использовали для растирания минеральной охры. Слой, из которого извлечен каменный обломок, надежно датирован возрастом в 73 000 лет (стратиграфическим методом).

Изображение состоит из шести линий. Пять из них сделаны одним движением, а еще одна специально утолщена как минимум двукратным «расчеркиванием» кусочком охры. По неизвестной причине археологи в своей работе называют его мелком. Ранее в том же слое находили камни с гравировками в виде простых линий. Нынешний рисунок напоминает те гравировки (аналогичного периода), однако выполнен краской.

На сегодня это древнейший пример изображения, сделанного людьми современного типа. Хотя рядом с обломком и не найдены их останки, в этот момент в Южной Африке, как считается, жили только Homo Sapiens. Другие изображения, оставленные нашим видом, на 30 тысяч лет моложе. Правда, для неандертальцев, гены которых есть у европеоидов и монголоидов, но отсутствуют у коренного населения Черной Африки, известны несложные изображения возрастом в 65 000 лет.

Кроме того, около полумиллиона лет назад Homo erectus, жившие на Яве, оставили как минимум одну явную гравировку (на раковине использованного в пищу моллюска). Это указывает на то, что сама способность создавать изображения была у людей за сотни тысяч лет до новой находки, и даже до появления современных людей в принципе. Однако перейти от гравировки к изображениям, создаваемым красками, означало большой шаг вперед, заметно упростивший получение более сложных и реалистичных рисунков.

Cтатья опубликована в Nature 
Источник: chrdk .ru

 

При помощи приемника FORS2, смонтированного на Очень Большом Телескопе Европейской Южной обсерватории (ESO), было получено великолепное изображение спиральной галактики NGC 3981. Снимок сделан в рамках программы «Космические сокровища» (ESO Cosmic Gems): в те редкие моменты, когда погодные условия не позволяют вести научные наблюдения, телескопы ESO фотографируют красивые объекты южного неба. Сделанный снимок опубликован в пресс-релизе ESO.

NGC 3981
©ESO

На этот раз была сфотографирована окруженная спиральная галактика NGC 3981 в южном созвездии Чаши. Снимок сделан в мае 2018 года при помощи приемника FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2), установленного на Очень Большом Телескопе ESO (VLT). FORS2 смонтирован на Основном телескопе №1 (Анту) комплекса VLT в обсерватории ESO Параналь в Чили. Среди целого набора сверхсовременных приемников, используемых с четырьмя «юнитами» – основными телескопами VLT, FORS2 выделяется своей исключительной многофункциональностью. Этот инструмент прозвали «швейцарским армейским ножиком» за способность исследовать самые разнообразные астрономические объекты различными методами, в том числе и получать такие замечательные по качеству изображения.

Чувствительность приемника FORS2 позволила отчетливо выявить спиральные ветви NGC 3981, в которых заметны многочисленные пылевые волокна и области звездообразования, а также яркий диск, состоящий из молодых горячих звезд. Галактика находится в выгодном ракурсе по отношению к Земле, что позволяет астрономам прямо обозревать ее центральную часть и испускающую яркое высокоэнергетическое излучение область самого ее центра, в котором находится сверхмассивная черная дыра. В NGC 3981 также имеется хорошо развитая периферийная спиральная структура, частично простирающаяся за пределы галактики, что, вероятно, является результатом гравитационных взаимодействий при происшедшем в прошлом столкновении галактик.

Конечно, у NGC 3981, находящейся от нас на расстоянии около 65 миллионов световых лет, имеются и многочисленные галактические соседи. Галактика входит в группу NGC 4038, к которой принадлежат и хорошо известные взаимодействующие галактики «Антенны». Эта группа является частью Облака Чаши, которое в свою очередь представляет собой малую часть сверхскопления галактик Девы, гигантской агломерации галактик, в которое входит и наш Млечный Путь

Но NGC 3981 – не единственный интересный объект на этом снимке. Наряду с несколькими звездами переднего плана, принадлежащими нашей Галактике Млечного Пути, FORS2 заснял и пересекающий поле зрения бродячий астероид (слабая линия в верхней части изображения). Этот астероид нечаянно проиллюстрировал процесс получения астрономических изображений: три различных экспозиции, наложением которых получено это фото, отразились в голубой, зеленой и красной частях астероидного следа.

Снимок получен в рамках программы «Космические сокровища ESO», образовательно-просветительской инициативы, целью которой является фотографирование на телескопах ESO интересных, загадочных или просто красивых объектов. Эти снимки делаются, когда телескопы не могут вести научные наблюдения. В тех случаях, когда полученные данные могут в дальнейшем быть использованы для научных целей, они сохраняются и астрономы получают к ним доступ через Научный архив ESO.

Источник: polit .ru

Команда исследователей обнаружила, что нуклеосомы могут ингибировать эффективность расщепления CRISPR/Cas9. В своей работе ученые описали испытания техники для редактирования генов на дрожжах, а также их результаты.

Визуализация системы CRISPR-CAS9
© Ibreakstock / Фотодом / Shutterstock

Техника по редактированию генов CRISPR/Cas9 использует РНК для обнаружения и удаления сегментов ДНК. Но что происходит, если целевой сегмент — часть нуклеосомы? В более раннем исследовании ученые предполагали, что в таких случаях снижается эффективность расщепления. В новой работе исследователи из Университета Юты обнаружили, что использование CRISPR/Cas9 действительно малоэффективно при применении на нуклеосомах. Работа была опубликована в журнале National Academy of Sciences.

Нити ДНК очень маленькие, но длинные: если их вытянуть, они достигают около двух метров в длину. Клетки обладают механизмами, которые помогают упаковать ДНК в их ядра. Этот механизм сворачивает нити в комки вокруг отдельных белков. Такие свернутые комки известны как нуклеосомы. Следуя логике, у техники по редактированию ДНК могут возникнуть сложности из-за проблем с доступом. Другие исследователи предполагали наличие таких проблем, но не изучали их. Теперь же ученые решили выяснить раз и навсегда, будет ли техника CRISPR/Cas9 также эффективна на нитях, являющихся частью нуклеосом, как и на обычных нитях ДНК.

Они испытали технику CRISPR/Cas9 на различных направляющих РНК живых дрожжей, что позволило редактировать разные целевые участки. Однако лишь некоторые из них были нуклеосомами.

Исследователи сообщают, что эффективность расщепления в нуклеосомах была намного ниже, чем на других участках. Они также обнаружили, что при использовании техники, известной как «цинковые пальцы», таких изменений не наблюдалось. Группа предполагает, что для большей эффективности испытания техники по редактированию генов должны начинаться с нуклеосом.

Источник: naked-science .ru

Нейробиологи из Швеции и Бразилии обнаружили, что некоторые клетки в гиппокампе головного мозга играют ключевую роль в рискованном поведении животных.

OLM-интернейроны
© Mikulovic et al.

Гиппокампом называют парные структуры головного мозга, расположенные в медиальных височных отделах левого и правого полушарий. Уже давно известна важная роль гиппокампа в механизмах памяти, внимания, ориентации в пространстве и формировании эмоции. В новом исследовании ученые под руководстом Сани Микулович (Sanja Mikulovic) из Упсальского университета и Ричардсона Леану (Richardson N. Leão) из Института мозга в Федеральном университете Риу-Гранде-ду-Норте, обнаружила, что определенные клетки головного мозга, известные под названием OLM-интернейроны (oriens lacunosum-moleculare) при определенной стимуляции создают мозговой ритм, характерный для ситуаций, когда животные чувствуют себя в безопасности в угрожающей среде. Ритм выявляется по электроэнцефалограмме.

Подтвердить этот вывод ученые смогли при помощи эксперимента. Рядом с лабораторной мышью клали волос кошки, который в обычных условиях мышь воспринимает как сигнал угрозы. Но при соответствующем стимулировании OLM-клеток гиппокампа мышь оставалась спокойной. Данное открытие позволяет управлять реакцией животных, делая их или храбрыми, или осторожными. В перспективе оно может быть использовано для терапии тревожных расстройств у людей. «Адаптивное (или нормальное) беспокойство важно для выживания, потому что оно защищает нас от опасности. К сожалению, у многих людей беспокойство становится дисфункциональным и серьезно мешает повседневной жизни. В этих случаях врачи часто полагаются на антидепрессанты, чтобы помочь пациентам избавиться от дисфункционального состояния. Однако эти препараты действуют во всем мозге, а не только в тех областях, где это необходимо, и поэтому могут иметь серьезные побочные эффекты. Воздействие в одном мозговом регионе и в очень специфической группе клеток может стать серьезным прорывом в лечении тревоги и связанных с ней расстройств, таких как депрессия», – объясняют авторы работы.

Ранее та же исследовательская группа обнаружила, что OLM-клетки очень чувствительны к никотину. Это открытие может, по мнению авторов, объяснить, почему люди склонны курить, когда испытывают стресс. Воздействие никотина на OLM-клетки изменяет мозговой ритм и снимает ощущение тревоги.

Работа опубликована в журнале Nature Communications  
Источник: polit .ru