Эврика! Новости науки 12 октября 2020

ФОТО pixabay

Бактериям дадут кайло

Астробиологи предложили использовать бактерии для добычи редких металлов в космосе.

Человек уже приспособил бактерии для добычи золота и меди – это называется «биодобыча». Но космос – другое дело, тут микроорганизм должен быть еще и экстремофилом, то есть выживать в условиях, которые для прочей органики – верная смерть.

Планы добывать полезные ископаемые на астероидах и других небесных телах с помощью бактерий были озвучены еще лет восемь назад. Был даже разработан прототип штуковины для поиска и захвата нужных астероидов. Но дальше все затухло, поскольку не было представления о рентабельности такого рода добычи.

Международный коллектив ученых из НАСА, Астробиологического центра Великобритании и германского авиационно-космического центра DLR организовали на МКС эксперимент: отправили на станцию пробирки с базальтом (этого добра полно на Луне и Марсе) и культурами трех видов бактерий – Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus metallidurans. Первая добывает органику и соединения урана и других тяжелых металлов, вторая и третья предпочитают соли никеля, свинца, золота и меди. Надо было проследить, изменятся ли их способности в условиях невесомости или пониженной гравитации.

Оказалось, что приуныла только Bacillus subtilis. Другие продолжали жизнерадостно извлекать редкоземельные и тяжелые металлы. Правда, то, что бактерии накопают на астероидах и планетах, перегонять на Землю все равно невыгодно. Зато можно будет обеспечить электроникой (для нее и нужны эти металлы) автономные поселения в космосе.

Вижу аневризму

Нейросеть научили распознавать аневризмы на снимках мозга.

Аневризмы – выпяченные стенки артерий или вен; они возникают из-за истончения или растяжения сосуда, и особенно это опасно, если сосуд – в мозге. Предсказать аневризму почти невозможно, остается только регулярно обследовать состояние сосудов. Но человеческий глаз (даже если это глаз врача) может не заметить опасные повреждения на снимке.

Радиологи из Медицинского колледжа Тунцзи (Китай) обучили нейросеть на снимках мозга 500 пациентов с аневризмами – и на стольких же здоровых сосудов. Этих снимков были тысячи! А потом проверили в деле. Нейросеть, в частности, нашла восемь аневризм, не замеченных врачами, а в целом правильность ее ответов была 97,5%. Ошибалась, что примечательно, в ложноположительную сторону: не упускала аневризмы, а могла увидеть их там, где все в порядке.

Поэтому даже если нейросеть пока нельзя использовать автоматически, но и в «полуавтоматическом» режиме она ускорит работу врачей и спасет жизни.

Пурпуроносная кишечная

Не будем недооценивать возможности кишечной палочки на службе народному хозяйству. Корейские биохимики не побрезговали – и нашли ей применение.

Диву даешься, куда заводит научный поиск: кишечную палочку решили научить производить легендарный финикийский (тирский) пурпур. Финикийцы начали производить эту краску 3,6 тыс. лет назад, и она чрезвычайно укрепила экономическое могущество государства. Покрашенная одежда не выгорала, не линяла, сам пурпур стоил дорого: чтобы произвести чуточку краски, нужно было обработать огромное количество моллюсков-иглянок.

Секрет изготовления краски был утерян в 1453 году, когда столицу Византии захватили османы. В начале ХХ века немецкий химик Пауль Фридлендер выяснил, что тирский пурпур состоял из вещества диброминдиго, его даже научились синтезировать в лаборатории – но о промышленных масштабах оставалось только мечтать.

Мечты и привели, так сказать, к кишечной палочке. Ученые Национального университета Сеула поколдовали над ее ДНК и «научили» захватывать аминокислоту триптофан и соли брома и использовать их для производства практически неограниченного количества молекул диброминдиго. Меняя структуру генов, которые участвуют в производстве диброминдиго, ученые уже получили красный, коричневый, синий и бежевый аналоги пурпура.

Старожил, похожий на кальмара

Ученые Сиракузского университета в США нашли древнее существо, которое могло жить веками.

Ну «веками» – некоторое преувеличение. Два века. Но ведь человек еще и до такого жалкого рекорда недотянул. Ученые заинтересовались головоногим моллюском Diplomoceras maximum, похожим на кальмара. Он жил 

68 млн лет назад в водах вокруг Антарктиды, мог дорастать до 1,5 м в длину. Раковина его смахивала на скрепку – зачем ему такая форма понадобилась, неизвестно; возможно, позволяла как-то эффективнее улепетывать от крупных морских хищников, в т. ч. мозазавров.

Проанализировали химсостав раковины на соотношение изотопов кислорода и углерода – оказалось, «моллюск, похожий на кальмара» жил 200 лет. Для моллюска это не фокус: некоторые наши моллюски-современники живут несколько сотен лет. Но кальмары – от силы пять лет.

Хрустко

Американские ученые выделили в яблоках 2 тыс. ранее неизвестных генов.

Считается, что первые домашние яблони появились 4 тыс. лет назад, а популярны стали при Александре Македонском в IV веке до н. э. На роль родины яблок претендует Турция (там есть дикие родичи яблонь), но Центральная Азия не согласна: у нее растет прямой предок современных культурных сортов яблонь, Сиверса.

Несложно догадаться, на чьей стороне генетик по имени Чжанцзюнь Фэй (хоть и работает не в Центральной Азии, а в американском Институте им. Бойса Томпсона). Три года назад ученые нашли древние огрызки яблок, покоившиеся на обочине Великого шелкового пути. Проанализировали ДНК – оказалось, яблони произошли как минимум от четырех диких видов, в том числе яблони Сиверса и европейских диких яблонь Malus sylvestris. Расшифровали геномы обоих видов и сопоставили их структуру с устройством ДНК яблок сорта «Гала», которые сейчас доминируют на мировом рынке.

Оказалось, в геноме современных яблок около 50 тыс. генов: от 28 до 40% из них – от азиатского прародителя и 25 – 37% – от европейских диких яблонь. Генетики выделили 2 тыс. ранее неизвестных генов – в том числе те, которые связаны со вкусом яблок, их хрустящестью и склонностью к болезням. Например, выяснилось, что «хрустящий» ген расположен рядом с участком ДНК, отвечающим за предрасположенность к гнили. Можно вывести такой сорт, чтобы и хрустел, и не очень гнил.

В метеорите с Марса нашли воду

Метеорит NWA 7533 прилетел к нам с приветом в 2012 году; земная атмосфера приняла его, как водится, недружелюбно, он распался, – пару обломков нашли в Сахаре в 2011 и 2012 годах. Оказалось, привет – с Марса, да еще со следами воды.

То, что с Марса, поняли, поскольку в камнях были образцы, схожие с теми, что насобирали марсоходы. А анализ минерального состава метеорита показал признаки окисления, свойственного для воды. Мы с учеными и так знали, что на Красной планете есть вода, но полагали, что появилась она там 3,7 млрд лет назад.

Однако, как выяснили ученые Токийского университета, марсианская вода старее: «Это окисление могло произойти, если бы вода присутствовала на марсианской поверхности или внутри 4,4 млрд лет назад во время удара, который расплавил часть коры планеты», – говорят они. Сейчас установлено: вода стала побочным продуктом какого-то процесса на ранней стадии формирования планеты. Осталось понять, какого именно.

По информации «Лента.ру», ТАСС, «Индикатор.ру» 

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 206 (6804) от 12.11.2020 под заголовком «Эврика! Новости науки 12 октября 2020».