Новости науки: открытия, изобретения

[Nikita]

ну и отлично, пусть развиваются, если им дадут

Думаешь, корпорации будут против альтернативного лечения?

 

[NEсерьёзнаЯ]

Чего от нас хотят микробы?

Они управляют нашим поведением и добиваются желаемого


Недавно в журнале Nature вышла очередная статья, возлагающая вину за целый ряд человеческих болезней, в том числе психических, на микробов — обитателей нашего кишечника. За полвека изучения кишечных бактерий ученые так и не смогли определиться, чего они приносят больше — пользы или вреда. Но успели убедиться в том, что среди прочего микробы могут вызвать изменения в поведении человека и его психическом здоровье. Мы переводим их сигналы с микробьего языка на человеческий и предлагаем читателю самому решить, друзья нам бактерии или враги (но не обещаем, что они не повлияют на его мнение).



Оффтоп

Про микробов и людей

Помните советский мультфильм про лося, на рогах которого ездили лесные звери и устроили себе там дом? Наш организм — такой же лось для триллионов одноклеточных организмов (большинство из них составляют бактерии), которых собирательно называют микробами, микрофлорой или микробиотой. Можно даже сказать, что мы и наши микробы составляем один метаорганизм, который необходимо рассматривать как единое целое, поскольку людей, лишенных микробов, не существует.

Люди и микробы объединились во имя самого ценного, что нужно живому организму, — во имя еды. Люди умеют ее добывать, а микробы — переваривать. Однако для мирного сосуществования им необходимо выполнять договор о ненападении. Поэтому, действуя на скопления иммунных клеток стенки кишечника, бактерии смягчают возможный иммунный ответ. Если этого не происходит, например, из-за недостатка бактерий, иммунитет человека становится более агрессивным. Вероятно, именно из-за этого у детей, выросших в условиях пониженного содержания бактерий (в чистоте, вне контакта с матерью и ее молоком), чаще развиваются аллергии и аутоиммунные заболевания. Со своей стороны, микробы не разрушают стенки кишечника. Впрочем, они остаются мирными соседями лишь до тех пор, пока не проникнут внутрь организма человека. Там они вызывают тяжелые воспаления, с которыми непросто бороться.

Кроме того, микробы требуют защиты своих интересов. Например, им важно, чтобы к ним регулярно поступала пища, а стенка кишечника их не травмировала. Для этого они выделяют сигнальные молекулы, регулирующие деятельность окружающих клеток хозяина, например всасывание или секрецию ферментов, или даже отложение жира (да-да, есть данные о том, что ожирение связано с нарушением баланса кишечной микробиоты). Ну и, наконец, такое сосуществование иногда приводит к странным эффектам. Например, микробы могут поглощать лекарства, принимаемые хозяином, или как-то их модифицировать, что иногда существенно снижает эффективность лечения. Или же выделять свою ДНК (в рамках обмена генами с другими бактериями), которая, возможно, поглощается окружающими тканями хозяина. Однозначных подтверждений тому, что гены бактерий работают в клетках стенки кишечника, пока нет. Однако известны подобные случаи у насекомых и червей. А в геноме человека найдены некоторые последовательности, подозрительно похожие на бактериальные. Вероятно, между нами и нашими микрообитателями чуть больше общего, чем кажется на первый взгляд.

Получается, с одной стороны, что опасность все время рядом. А с другой стороны, избавиться от нее невозможно, потому что отсутствие микробов оборачивается еще худшими последствиями, чем их наличие. Так, например, согласно «гигиенической гипотезе», излишнее стремление к чистоте и гигиене вредно для здоровья, а ранний контакт ребенка с бактериями и аллергенами, напротив, укрепляет иммунитет. Впрочем, до сих пор выходят статьи, авторы которых рассматривают микробов как паразитов, использующих человека для собственных нужд. И здесь сильным аргументом становится влияние микробиоты на нервную систему человека.

Путь к мозгу через желудок

Казалось бы, где головной мозг, а где желудок? Тем не менее первое, что необходимо организму для выживания, — еда, а значит, мозг должен четко понимать, есть ли она, что с ней происходит и хорошо ли работает пищеварительная система. Специально для этого в стенке кишечника расположены энтерохромаффинные клетки — микрожелезы, выделяющие множество регуляторных веществ. Часть из них действует на близлежащие клетки, стимулируя или замедляя пищеварение. Другие же активируют нейроны в стенке кишечника, в частности окончания блуждающего нерва, который идет напрямую в головной мозг. Кроме того, под поверхностью кишечника встречаются болевые окончания, которые тоже реагируют на вещества, выделяемые энтерохромаффинными клетками, и могут сигнализировать о том, что организм съел что-то не то. Наконец, стенка кишечника заселена иммунными клетками, чутко следящими за проникающими внутрь веществами. При обнаружении врага эти клетки запускают воспаление, при этом выделяются вещества, действующие на нервные окончания и попадающие в кровоток. Таким образом стресс из локального может стать глобальным.

Информация о деятельности бактерий тоже, конечно, быстро оказывается в мозге. Во-первых, «мирные» микробы стимулируют пищеварение, и в кровь поступает множество переваренных или синтезированных ими продуктов. Например, короткоцепочечные жирные кислоты (расщепляя которые, мы получаем 5—10% нашей ежедневной энергии). На клетках мозга есть рецепторы, которые их ловят и сигнализируют о чувстве насыщения. Кроме того, при наличии энергетических ресурсов мозг лучше развивается. У детей, испытывавших недостаток еды еще в утробе матери, чаще встречаются шизофрения и биполярное расстройство. А увеличение количества короткоцепочечных жирных кислот в крови, наоборот, стимулирует обучение и память.

Во-вторых, бактерии активно общаются со стенкой кишечника (а через нее — с мозгом хозяина), выделяя вещества, действующие на энтерохромаффинные клетки. Интересно, что сигнальные вещества бактерий являются просто-таки прямыми аналогами наших собственных гормонов и нейромедиаторов: оказалось, что кишечная микрофлора может производить норадреналин, дофамин, серотонин, тестостерон, гистамин, а также нейромедиатор гамма-аминомасляную кислоту и белки — регуляторы аппетита (например, грелин и лептин). Более того, некоторые бактерии могут выделять бензодиазепины — вещества, оказывающие успокаивающее воздействие (среди их родственников, например, известный транквилизатор феназепам). Ученые полагают, что все эти сигнальные молекулы очень древние и использовались бактериями для общения друг с другом еще в те времена, когда многоклеточные организмы только развивались. То есть кишечная микрофлора выступает как дополнительная железа в организме человека.

Так чего же хотят микробы?

В первом приближении мотивация микробов несложна: они хотят еды. Если питательных веществ для них оказывается недостаточно, то они могут выделять вещества, стимулирующие болевые окончания в стенке кишечника. Существует даже устрашающая гипотеза, согласно которой колики у младенцев тоже вызваны бактериями: боль заставляет организм перенаправлять внутренние энергетические ресурсы в область кишечника, а плач (вызванный действием микробов на мозг) привлекает родителей, которые пытаются накормить ребенка, чтобы успокоить.

Если же хозяин достаточно взрослый, то можно регулировать добычу им еды напрямую через его нервную систему. Например, при достаточном количестве пищи некоторые из наших полезных соседей синтезируют незаменимую аминокислоту триптофан, на основе которой наш организм производит серотонин, так называемый «гормон счастья». Серотонин в свою очередь регулирует деятельность нервной системы, вызывая чувство насыщения, спокойствия и радости. При недостатке еды микробные гормоны и нейромедиатор могут сдвигать поведение в сторону тревожности и поискового поведения. В известном эксперименте ученые пересаживали микрофлору от линии мышей с повышенной тревожностью к обычным мышам, и их уровень тревожности тоже возрастал. Особенности микробиоты были обнаружены и у людей с поведенческими отклонениями, например страдающих депрессией, шизофренией и анорексией. Ученые полагают, что причиной этих расстройств может быть дисбаланс нейромедиаторов, вызванный кишечными бактериями.

Кроме того, микробы хотят своей любимой еды. Микробиота состоит из множества видов бактерий, которые различаются по своим пищевым предпочтениям. И каждый вид бактерий стремится так подействовать на организм хозяина, чтобы он чаще употреблял в пищу именно их любимые вещества. Вероятно, поэтому у людей, придерживающихся разных режимов питания, различается и состав кишечной микрофлоры: доминирующие микробы вызывают тягу к разным типам еды. Они могут этого добиться, например, с помощью перераспределения вкусовых рецепторов. Известно, что чувство вкуса может изменяться при операциях на кишечнике, в ходе которых неизбежно меняется и микробный состав. Но даже и у тех, кто сидит на одинаковой диете, бактерии могут вызывать сдвиг пищевых предпочтений. Ученые сравнили содержание бактериальных веществ в моче сладкоежек и людей, равнодушных к сладкому, которые, тем не менее, питались одинаково. Оказалось, что эти вещества в моче разные! Получается, что тяга к сахару может быть свойством микрофлоры, а не ее хозяина. Так что если вам кажется, что вы патологически любите шоколад, то не исключено, что на самом деле его обожают ваши микробы.

Наконец, микробы хотят путешествовать, попадать в другие организмы и обмениваться генами с дальними родственниками, живущими у других хозяев. Поэтому им было бы выгодно повышать социальность человека. И действительно, было обнаружено, что мыши, выросшие в безмикробной среде, проявляют особенности поведения, схожие с таковыми у аутичных людей, потому что не получают внутреннего социализирующего сигнала. Также ученые выявили отличия микробиоты детей, страдающих расстройствами аутистического спектра, от здоровых детей. При этом большинство детей-аутистов ограничивают свое питание небольшим набором продуктов. Полагают, что это связано с дисбалансом их микрофлоры: одних микробов много, других — почти нет, поэтому вкусовые предпочтения сильно смещены, а призывов к социальности от бактерий не хватает.

Заразный аппетит

Итак, многие особенности или расстройства поведения могут иметь бактериальную природу. Из этого следуют два вывода, которые, вероятно, повлияют на медицину будущего.

1) Особенности поведения могут передаваться посредством микробов.
В пользу этого говорит эксперимент с мышами, у которых пересадка микрофлоры изменила поведение в сторону более тревожного. Кроме того, ученые подсчитали, что у людей, имеющих близких знакомых, которые страдают ожирением, повышен риск развития того же симптома. Не исключено, что склонность к ожирению тоже может передаваться вместе с микробами, хотя напрямую этого до сих пор доказано не было. Наконец, существует гипотеза о том, что вкусовые предпочтения (которые, как мы уже знаем, тоже могут изменяться под действием бактерий) ближе у членов одной семьи, чем у малознакомых людей. Это, вероятно, позволяет раскрыть «тайну маминого борща» — еда, приготовленная дома, может казаться вкуснее других не только потому, что человек привыкает к ней с детства, а еще и потому, что у его родственников наиболее близкий к нему состав бактерий, которые требуют одних и тех же питательных веществ.

2) Особенности поведения можно лечить с помощью микробов.
Все больше заболеваний оказываются связанными с отличиями в кишечной микробиоте. Например, недавно ученые в 100% случаев смогли отличить людей, страдающих депрессией, от здоровых, используя только анализ кала. А когда становится известна причина, открываются возможности для лечения. И несмотря на то, что общедоступная микробная терапия пока не разработана, отдельные исследования показывают потрясающие результаты. Например, ту же депрессию удавалось вылечить успешнее, когда антидепрессанты сочетали с антибиотиками (уничтожающими лишних обитателей кишечника). А фекальные трансплантации (сложные процедуры, в ходе которых из стула здоровых людей извлекают бактерий, упаковывают их в капсулы и кормят ими пациентов) позволили снизить тяжесть симптомов аутизма у людей. Наконец, микробная профилактика тоже принесла свои плоды: среди группы детей, которых регулярно кормили пробиотиками (то есть набором микробов из «нормальной» микрофлоры), ни у кого не развился ни синдром Аспергера, ни синдром дефицита внимания и гиперактивности, в то время как в контрольной группе 17% детей выросли с одним из этих поведенческих отклонений.

***
Последние новости из жизни наших внутрикишечных соседей заставляют нас пересмотреть взгляды на жизнь. Многое из того, что ранее считалось неотъемлемым (а иногда неизлечимым) свойством человеческого организма, оказывается следствием микробного дисбаланса. Невольно задумываешься: где же настоящий человек, неподвластный этим микроскопическим манипуляторам? А пока ученые ищут способ с ними договориться, рекомендуется не поддаваться панике и пить кефир: исследования показали, что молочнокислые бактерии не только улучшают пищеварение, но и поднимают настроение, и ждать следующих открытий становится веселей.

https://chrdk.ru/sci/do-microbes-dream-of

 

[Zole]

@NEсерьёзнаЯ, есть же какой-то гриб, который управляет поведением муравев.

 

[NEсерьёзнаЯ]

Генетический детектив: как найти преступника, узнав его корни по ДНК

Он приходил в дома к маленьким девочкам, представлялся коммунальщиком и совершал изнасилования. Девочки были так испуганы, что не могли описать незнакомца. Это продолжалось годами. То из одного района Новосибирска, то из другого родители звонили в полицию и со слезами рассказывали про отморозка, приходившего под видом безобидного работяги. Однако все закончилось за две недели после того, как оперативники обратились в Институт медицинской генетики СО РАМН (г. Томск) с вопросом о происхождении ДНК.
А что, действительно по ДНК можно вычислить происхождение? Оказывается, и правда можно: этим давно занимаются российские генетики. В нескольких институтах России ведутся исследования, связанные с изучением особенностей индивида, которые «зашиты» в геноме определенного народа. Распределение этих особенностей можно нанести на географическую карту.
На чем же основаны эти исследования?


Оффтоп

Поясняет академик РАН, научный руководитель Института общей генетики РАН Николай Янковский: «Был в истории человечества период, когда все люди жили в одном месте, а потом произошло расселение. Постепенно осваивая пространства, люди оставляли генетический след. Последнее такое расселение произошло менее 100 000 лет назад, и получается, что, зная последовательность возникновения мутаций во времени и в географическом пространстве, мы можем составить карту распределения генетических мутаций. Стартовой точкой на этой карте будет возникновение мутации, так как часть мутаций оседает в том месте, откуда они пошли.»
​

Задачу создания такой карты решали топологи (топология — раздел математики, изучающий в самом общем виде явление непрерывности), теоретические физики и химики, а уж потом — генетики.

Медианная сеть гаплотипов N1b у коренных народов Южной Сибири Топологи доказали, что задача выстраивания всех мутаций во времени и пространстве действительно разрешима, и разработали алгоритм для вычислений, так называемый метод медианных сетей. Теоретические физики создали схему представления для обработки информации компьютером. Схема предполагает возможность пропуска неоднозначностей в непрерывной последовательности мутаций. Химики определили конкретный кусок генома, мутация в котором укажет на место ее возникновения в географическом пространстве. Ну а генетики выстроили «дерево», «ствол» которого идет от условного Адама, а приводит к каждому из нас.


Получается, что, зная последовательность накопления мутаций во времени и пространстве, ученые, по сути, знают правила игры «генетического квеста», и эта «бродилка» может не только открыть глаза историкам на потоки миграций, но и дать в руки следователям ключ от происхождения конкретного человека.
Криминалисты же использовали генетическое древо с другого конца, «вытащив» Y-хромосому из биологического образца насильника. В фрагменте ДНК из тридцати миллионов букв были найдены те, что указывали на принадлежность к определенному району Сибири, а именно Западной Бурятии.

На иллюстрации продемонстрирована работа, проведенная по построению карты происхождения насильника из Новосибирска

«Следователи из Новосибирска долго пытались работать по фотороботу, — рассказывает Николай Янковский, — но изображение по описаниям девочек было составлено недостаточно точно. По фотороботу выходило, что корни насильника скорее всего указывали на Северный Кавказ. А когда пришли к нашим коллегам в Томске, оказалось, что указания на Северный Кавказ в ДНК действительно имеются, но максимум концентрации генетических особенностей насильника приходится на Запад Бурятии. Сколько в Новосибирске бурят, причем западных? Немного. Поэтому через две недели насильник был найден.»
​

Центр мутаций приходился на Баргузинский район республики Бурятия. С этими данными сходились и линии расследования. С помощью сотовых компаний было выяснено, какие телефонные номера использовались рядом с местами преступлений в те часы, когда насильник наведывался к жертвам. Из номеров выбрали повторявшиеся и вышли на жителя Баргузинского района. У него был взят образец слюны, который полностью совпал с ДНК преступника. Оказалось, что преступник — отец двоих детей, в прошлом педагог, школьный учитель физкультуры. Впрочем, в жизни можно изменить практически все. Кроме ДНК.


http://reired.ru/genetic-detective/

 

[Toreador]

Впрочем, в жизни можно изменить практически все. Кроме ДНК.

Интересно размотали цепочку.:yes_b:

 

[NEсерьёзнаЯ]

Интересно размотали цепочку.:yes_b:

Новое время в криминалистике. Как когда-то отпечатки пальцев.

 

[Toreador]

@NEсерьёзнаЯ, а ДНК оставить... Стоит только вспомнить фильм Гаттака, как там герой мучился, чтобы не наследить.

 

[Toreador]

Финские ученые накормят человечество едой из воздуха

Группа ученых из Финляндии собираются провести уникальный эксперимент, накормив человечество едой из воздуха. Авторами этой необычной научной работы стали сотрудники Технологического университета Лаппеэнранта, по мнению которых в воздухе есть все необходимое для того, чтобы превратить то, чем мы дышим, в пищу.

Как они превратят обычный воздух в пригодную для употребления в пищу еду, спросите вы? Для этого создано специальное устройство на основе биологического реактора, которое неким волшебным образом превращает воду и углекислоту из воздуха в белковые гранулы белого цвета. Их и предложено принимать в пищу вместо привычной еды.


http://gazetadaily.ru/09/03/finskie...lovechestvo-edoy-iz-vozduha/?utm_source=rnews

 

[Кот]

в воздухе есть все необходимое для того, чтобы превратить то, чем мы дышим, в пищу.

Ни хрена себе у нас воздух... его уже жрать можно...
Зачем приборы тогда? Вышел, подышал поглубже. Особенно в мегаполисах, и всё, сыт.
Одна проблема... кишечник останется практически не у дел. А это чревато.

 

[Toreador]

Ни хрена себе у нас воздух... его уже жрать можно...

Вся таблица Менделеева. :connie_twiddle:

 

[Toreador]

По-моему, это даже не британские ученые...::

 

[Кот]

По-моему, это даже не британские ученые...

Конечно. Финские. Самые учёные учёные в мире.
(Учёные два раза - это не опечатка и не эхо).

 

[Сергей]

Финские ученые накормят человечество едой из воздуха

Не ну а чего? Коли уж еду на принтерах печатают...то..почему бы и нет?

 

[Наида]

Не верю.

 

[NEсерьёзнаЯ]

Ученые выяснили, что танец лучше фитнеса в борьбе с деградацией мозга

По мере нашего взросления – а затем и старения – мы понемногу “изнашиваемся”. И прежде всего это касается работы мозга, который постепенно теряет гибкость в реагировании на внутренние химические переходы и изменения организма. В особенности старение мозга ускоряется такими болезнями, как синдром Альцгеймера.
Однако одно весьма интересное исследование, опубликованное немецкими учеными в журнале Frontiers of Human Neuroscience, показало, что не только систематические традиционные физические нагрузки замедляют процесс старения мозга – но также танцы, которые показывают еще более впечатляющий результат!


Оффтоп

Как говорит доктор Катрин Рефельд, ведущий данного исследовательского проекта в немецком центре нейродегенеративных болезней в Магдебурге, Германия, именно танцы позволяют добиваться еще более эффективных результатов в плане противодействия старения мозга и тела – по сравнению с обычным фитнессом и спортом.


Такие результаты были получены благодаря эксперименту, который поставила команда под руководством доктора Рефельда. К участию в нем были приглашены несколько пожилых людей, со средним возрастом в 68 лет – одна часть из них в течении 18-ти месяцев занималась фитнессом, а вторая – исключительно танцами. По истечении срока эксперимента, команда ученых из Магдебурга установила весьма интересные результаты.
Оказалось, что систематические занятие танцами является куда более эффективным нейрозащитным процессом против старения и дегенерации клеток головного мозга. В особенности учитывая тот факт, что данная группа пожилых людей каждые пару недель меняли стиль танцев под разную музыку, под руководством опытных хореографов. Исследование показало, что такой дополнительный защитный эффект был достигнут не в последнюю очередь потому, что данной группе приходилось не только запоминать танцевальные движения, но также и музыку, параллельно вспоминая ранее выученные движения. Таким образом, систематические занятия танцами оказались в значительной мере более эффективными по сравнению с традиционным фитнессом.


http://reired.ru/dance-is-better-than-fitness/

 

[Стрелок]

Новое время в криминалистике. Как когда-то отпечатки пальцев.

Стоит только вспомнить фильм Гаттака, как там герой мучился, чтобы не наследить.

Ага. Как ни посмотришь CSI так они в кждой серии ищут эти остатки ДНК в постели с ультрофеолетом

 

[Фрекен Снорк]

Воздух за деньги? Эта мечта посещала многие умы ::D:

 

[Toreador]

что танец лучше фитнеса в борьбе с деградацией мозга

А секс - средство для возвращение молодости.

Добавлено через 13 секунд

Как ни посмотришь CSI так они в кждой серии ищут эти остатки ДНК в постели с ультрофеолетом

И находят. :secret2_b:

 

[Toreador]

Не ну а чего? Коли уж еду на принтерах печатают...то..почему бы и нет?

В воздухе концентрация вещества маловата.

Не верю.

И я не верю. :connie_twiddle:

 

[Toreador]

Российский часовщик поразил швейцарских экспертов

Красивые часики. :connie_twiddle:

Российский независимый часовщик Константин Чайкин со своей моделью этого года Joker стал финалистом часового конкурса Grand Prix d’Horlogerie de Genève в номинации Artistic Craft («Художественные ремесла»). Об этом часовщик рассказал корреспонденту «Ленты.ру».

«Grand Prix d’Horlogerie de Genève по уровню организации и статусу участников — часовой "Оскар", самый престижный конкурс, где отмечаются самые передовые, инновационные и творческие часы года, — пояснил часовщик. — Ранее я дважды подавал заявку на свое участие в Гран-При — в первый раз с часами Cinema, во второй — с Carpe Diem, но до финала не доходил».

По словам Чайкина, он снова решил подать заявку «в связи с ошеломляющим успехом Joker на выставке BaselWorld». «Новость о том, что мои часы попали в финал, невероятно порадовала: предварительно в категории было около 20 номинантов. Chopard, Hermès, Vаcheron Constantin, Voutilainen. Соседство с такими финалистами в одной категории — уже большой успех», — отметил часовщик.

Joker, кинематическая модель с индикатором лунных фаз и циферблатом, стилизованным под лицо смеющегося клоуна, стали первыми часами российского бренда, вышедшими в финал конкурса Grand Prix d’Horlogerie de Genève. Победителей определят 8 ноября. До этого все часы, вышедшие в финал, будут представлены экспертам в шести странах мира во время специального турне.

Посмотреть ещё

Конкурс Grand Prix d’Horlogerie de Genève проходит ежегодно с 2001 года. Свои модели на конкурс могут свободно представлять все бренды. Из представленных часов международное независимое жюри, включающее экспертов, журналистов и часовых коллекционеров, выбирает финалистов, а затем победителей в нескольких номинациях (в 2017 году это 12 номинаций, включающих женские часы, часы с усложнениями и ювелирные часы).

https://lenta.ru/news/2017/09/04/grandprix/