Регулирование метастазов, исполинские осьминоги, граница Млечного Пути

Найден ген, определяющий «семена» раковых метастазов

С первичными раковыми опухолями современная медицина бороться уже почти научилась. На первый план выходит вопрос метастазов. До сих пор неизвестно, как предсказать, даст опухоль метастаза или нет. И если даст, то насколько агрессивной она будет. Испанские ученые, которые несколько десятилетий изучали процесс миграции раковых клеток по организму, опубликовали статью, в которой утверждают: уже в первичной опухоли можно найти клетки-«семена» метастазов.

Итак, в первичной опухоли есть особые клетки, которые могут путешествовать по организму, проникать в другие ткани. Будут ли они там размножаться (а значит, становиться началом метастазы) или уснут — ключевой вопрос. Оказалось, что такое поведение раковых клеток не случайно. Оно не зависит от того, каким будет их микроокружение.

Метастатический потенциал заложен в этих клетках еще на этапе первичной опухоли. Под влиянием гена Prrx1 раковые клетки переходят в высокометастатическое состояние, этот ген — главнокомандующий армией опухолевых клеток. Он не только заставляет их отделяться от первичной опухоли и уноситься вдаль по кровотоку, но и контролирует, как они поведут себя дальше — уснут на годы или решат сразу же размножиться.

Но нередко опухоли дают парадоксальную картину: клетки с высокой способностью к делению плохо распространяются. И наоборот — «легкие на подъем» путешественницы не всегда дают метастазы. Это объясняется уровнем гена Prrx1. Если его очень много, клетки активно распространяются, но теряют способность прорастать и размножаться. Самые опасные ситуации — если уровень экспрессии гена средний. Тогда раковые клетки и путешествуют, и размножаются весьма активно.

К таким выводам ученые пришли, исследовав генетические модели мышей, проведя анализ отдельных клеток и изучив совместное поведение клеток внутри тканей. Потом перешли к людям: проанализировали образцы тканей пациенток с раком молочной железы. Правила поведения гена Prrx1 оказались сходными у мышей и людей.

Дальнейшие исследования обещают узнать еще больше о метастатическом потенциале раковых опухолей и в конечном итоге — защитить пациентов от метастазирования рака, препятствуя переходу опухолевых клеток в самое опасное состояние. Вероятно, если отключить зловредный ген, это удастся сделать.

Где прекращают зажигаться звезды Млечного Пути

Млечный Путь — дисковая галактика. В ней звезды формируются от центра к краям. Но такое «расползание» не бесконечно. Где-то галактика должна закончиться — на границе, за которой звезды больше не зажигаются. Ученые из Мальтийского университета впервые точно рассчитали, где проходит эта граница.

Есть в Млечном Пути так называемый «излом» — явная грань, за которой яркость звезд резко падает. Астрономы считают, что этот излом и есть граница звездообразования. Звезды за этой гранью мигрировали туда из внутренней области, значит, они старше. Поэтому и светятся тусклее. Следовательно, найти такую границу, находясь внутри галактики и не наблюдая визуально линию излома, можно по распределению звезд разного возраста.

Мальтийские астрономы взяли данные из крупных астрономических обзоров LAMOST, APOGEE и Gaia, проштудировали их и распределили звезды по возрастам. У них получилось, что звезды в Млечном Пути перестают образовываться примерно в 38 тысячах световых лет от центра. На расстоянии в 23—32 тысячи световых лет звезды становятся в среднем моложе, потому что здесь идет активное их образование. Потом значение выходит на плато (32—38 тысяч световых лет от центра). Когда звездообразование прекращается, то дальше живут только старые звезды. На 38 тысячах световых лет проходит «излом».

Солнечная система находится примерно в 26 тысячах световых лет от центра — внутри границы звездообразования.

В МФТИ придумали, как диагностировать инфаркт по капле крови

Чем раньше диагностирован инфаркт миокарда, тем с большей вероятностью пациент выживет — это аксиома. Сегодня инфаркт подтверждается лабораторными анализами, но они могут быть сложны в проведении, и ждать их приходится от получаса, а существующие экспресс-тесты были недостаточно точны: чувствительность низковата, поэтому ранние признаки повреждения сердечной мышцы могли и не уловить.

Российские ученые из МФТИ и Института общей физики РАН создали экспресс-тест для диагностики инфаркта миокарда. Он в 45 раз превосходит по чувствительности существующие аналоги. Маркер повреждения миокарда выявляется за 6 минут по одной капле крови. Каплю наносят на тест-полоску, одновременно включается вращающееся магнитное поле.

В качестве маркера служит не стандартный тропонин, как в обычных тестах, а белок, связывающий жирные кислоты (сБСЖК). Он появляется в крови в первый час после начала развития инфаркта и сигнализирует о беде первым. Но чтобы его уловить, нужен очень чуткий инструмент.

Чтобы пометить этот белок, использовали новый тип магнитных меток: вытянутые нити из оксида железа в сотни раз тоньше человеческого волоса. На их поверхность крепят антитело к белку сБСЖК и получается, что нити становятся ловушкой для маркера.

Во вращающемся магнитном поле они приклеиваются к маркерному белку и оседают на тестовой линии, выдавая визуальный результат. Магнитное перемешивание позволяет захватить весь объем тестового материала. Благодаря этому тест определяет концентрацию маркерного белка в очень маленьком диапазоне — в 45 раз меньше обычных тестов.

Прежде чем внедрить тест в клиническую практику, надо проверить его на больших группах пациентов, создать компактную версию анализатора и получить необходимую документацию. Но в дальнейшем на подобной платформе, используя магнитные наноцепочки во вращающемся магнитном поле, можно исследовать другие трудноуловимые биомаркеры — от онкомаркеров до пищевых токсинов.

В эпоху динозавров в морях охотились осьминоги размером с шестиэтажный дом

В морях мелового периода (145 млн — 66 млн лет назад) жили не только рыбы и рептилии. Их бороздили исполинские осьминоги длиной до 19 метров. Это соответствует современному 6-, 7-этажному дому. К счастью, живых подобных симпатяг на Земле не сохранилось, а размеры японские палеонтологи восстановили, изучив окаменелые клювы древних головоногих моллюсков.

До сих пор ученые думали, что акулы, плезиозавры и мозазавры были истинными хозяевами морей мелового периода. А беспозвоночных осьминогов и кальмаров считали маленькими скромными животными, которые вряд ли составляли конкуренцию крупным хищникам. Но не тут-то было, сообщают нам ученые с острова Хоккайдо. Они исследовали клювы осьминогов из коллекций палеонтологических музеев, прибавили сюда данные о новых собранных окаменелостях, и решили: осьминоги эпохи динозавров мало в чем уступали, собственно, динозаврам и занимали одно из центральных мест в экосистемах.

Проблема в том, что у осьминога нет скелета и раковины, а мягкие ткани не сохраняются 100 миллионов лет. Поэтому изучают их исключительно по окаменевшим клювам. 27 клювов давностью лет от 72 до 100 млн изучили заново (в том числе с помощью цифровой реконструкции с использованием ИИ).

Оказалось, что древние осьминоги вида Nanaimoteuthis haggarti в длину могли достигать от 6,6 до 18,6 метра. Этот вывод сделали, сопоставив клювы современных осьминогов с их размерами. А значит, эти милые моллюски были одними из крупнейших беспозвоночных в истории Земли.

К слову, современные осьминоги — одни из умнейших беспозвоночных на планете. Так что, возможно, их древние коллеги были властителями морей в полном смысле этого слова.

Семена риса быстрее проросли под шум дождя

Семена растений способны воспринимать не только дождевую влагу для прорастания, но и реагировать на шум дождя. Это открытие сделали американские ученые. По их мнению, падающие капли распространяют акустические волны. Это заставляет вибрировать структуры внутри клеток, отвечающих за восприятие гравитации. Зародыш растения «думает», что на поверхности точно есть вода. И прорастает быстрее на 30%!

Эти удивительные данные американские ученые из Массачусетского технологического университета получили при экспериментах с семенами риса. Зерна положили на дно резервуаров с водой — так имитировали лужи, в которых рис растет в природе. Сверху капали водой, а подводными микрофонами фиксировали акустическое давление. Скорость прорастания семян «под дождем» сравнили со скоростью в контрольной группе, которая росла в полной тишине.

Шум дождя ускорил прорастание на 24—37%. Но работает такой механизм только на глубине до 5 см. Глубже звуковые волны рассеиваются и перестают влиять на клеточные структуры.