Секрет долгожителей, древнейшие следы жизни, свиньи для ксенотрансплантации

Найдены самые древние следы жизни — им 3,5 миллиарда лет

Когда ученые определяют возраст жизни на Земле, они во многом опираются на косвенные данные. Датировать материальные следы деятельности древнейших живых существ слишком сложно: за миллиарды лет геологические породы формируются заново. Они сминаются, плавятся и заново кристаллизуются. Органика в этом процессе превращается в кероген — полимер из аминокислот и углеводов. Никакое органическое вещество не способно сохраниться в таких условиях. Поэтому древние окаменелости или соединения углерода датируют по соседним слоям пород. А еще следы древней органики могут быть вообще не биологического происхождения: они могут сформироваться и геологическим путем.

Поэтому-то так важно исследование, опубликованное на этой неделе международной группой ученых. Геологи изучили образцы породы, взятые в Индии, в древнейшей сохранившейся области континентального щита. Осадочная порода, сформированная миллиарды лет назад на дне былого моря, сохранила следы древнего микробного мата (так называется колония бактерий, которая образовывалась многими слоями на протяжении длительного времени). Главной задачей было определить возраст этого керогена. По концентрации изотопов урана и свинца в кристаллах циркона, которые покрывали микробный мат, геологи определили, что они сформировались 3,5 миллиарда лет назад.

Отдельными исследованиями удалось доказать, что перед учеными действительно кероген биологического происхождения — это показало соотношение изотопов углерода.

На сегодняшний день это самый древний доказанный материальный след жизни, который удалось относительно точно датировать.

В Сеченовке собрались создать генетическую линию свиней, пригодных для пересадки органов человеку

В последние годы ученые активно исследуют возможности ксенотрансплантации — пересадки органов от животных человеку. Сегодня чаще всего на роль доноров рассматриваются свиньи — их сердце, печень, почки похожи на наши и по физиологии, и сходны по размеру. При этом свиньи быстро размножаются и растут, и это позволяет в относительно короткие сроки создавать генетические линии с нужными характеристиками. Используются для этого и современные методы генетической модификации.

Проблем у ксенотрансплантации множество. Главная — иммунный ответ человеческого организма, формирующийся на вторжение чужеродного биологического материала. Пока все эксперименты, проводящиеся на людях, приводят к отторжению органов. Таких ксенотрансплантаций пока проведено 9. Но с этой проблемой борются. Ученые используют технологии геномного редактирования — в первую очередь, CRISPR/Cas9. «Отключение» в свином материале генов, которые отвечают за синтез специфических веществ, вызывающих иммунный ответ, может решить проблему. А параллельно в геном свиньи вводятся гены, близкие к человеческим, которые регулируют воспаление и свертывание крови.

На этой неделе ученые из Первого МГМУ им. Сеченова опубликовали масштабную работу, в которой изучаются варианты модификации свиного генома. В этой работе медики заявили о стратегической цели — вывести популяцию генетически модифицированных свиней, чьи органы можно будет пересаживать человеку. Работа эта будет длиться не менее 10 лет: перестройка иммунной системы животного и подстройка ее под совместимость с человеческим организмом — дело небыстрое.

Физики против храпа

Человечество решает самые разные и самые сложные проблемы, но до сих пор не справилось с храпом. Медики, как ни странно, до сих пор так и не поняли, как он образуется — а значит, и не до конца понимают, что с этим делать. И теперь к ним подключились физики — похоже, проблема не дает спокойно жить всему научному сообществу.

Исследователи из Королевского технологического университета Стокгольма (Швеция) построили 3D-модель верхних дыхательных путей и исследовали, как формируются воздушные потоки при дыхании во сне, как ведут себя при этом мягкие ткани и как наш организм рождает досаждающие звуки храпа. Главное, на чем шведские физики сконцентрировали усилие, — мягкое нёбо. И увидели: самые громкие звуки всхрапывания получаются, если воздушный поток неустойчиво, непостоянно, с перебоями проходит именно через складки мягких тканей неба.

Выяснив эту основополагающую вещь, шведы сделали вывод: при борьбе с храпом надо работать с вибрациями мягкого неба и неустойчивой аэродинамической нагрузкой на него. А значит, обратить внимание нужно на процедуры по укреплению тканей носоглотки.

Вот только каким образом это сделать, физики не сказали. Они говорят, что сначала надо провести новые исследования: понять, как жесткость неба влияет на амплитуду, частоту храпа и даже на рисунок воздушных потоков. В общем, если у вас в семье есть храпящий родственник, перед вами настоящий черный ящик, подарок для физиков-акустиков.

Возможно, впоследствии авторы исследования порекомендуют и варианты лечения. А пока — будем храпеть!

Экспедиции на Луну могут заразить земными микроорганизмами приполярные районы спутника

До сих пор земные экспедиции на Луну высаживались ближе к экватору — там сделать это проще всего. Но теперь, когда доказано наличие воды в кратерах у лунных полюсов, внимание землян пристально сконцентрировано на этих областях. Американские астронавты в ближайших экспедициях планируют высаживаться именно у полюса. И это влечет не только технические проблемы.

Дело в том, что в организме человека больше бактериальных клеток, чем, собственно, человеческих. А значит, бактериями кишат и наши корабли, и скафандры, и вся наша техника. При этом доказано, что земные микроорганизмы способны не погибать в космосе. Они переживают даже строжайшую стерилизацию, могут перенести и вакуум, и холод, и нулевое давление. На поверхности Луны ближе к экватору бактерии гарантированно гибнут от ультрафиолета и от температуры +127 градусов по Цельсию, которая царит на освещенной стороне днем. Там не выживали даже бактериальные споры, и это доказали высадки «Аполлонов». А вот в приполярной зоне микроорганизмы, по мнению авторов свежей статьи, способны не только выжить, но и делиться. Ведь температуры рядом с южным и северным полюсами нашего спутника не поднимаются выше порога выживаемости бактерий и грибов. Ультрафиолет убивает микроорганизмы за сутки, но в кратерах, где прямые солнечные лучи блокируются рельефом, он до них может и не достать.

Расти и воспроизводиться в таких условиях микробы вряд ли способны — ведь там нет жидкой воды, только лед. Но вот испортить научно-исследовательскую картину вполне могут. Если астронавты принесут земные микробы на скафандрах или инструментах, то при втором выходе в той же зоне эти микробы вполне могут обнаружиться. И это создает ложные предположения о лунной жизни.

Секрет супердолгожителей: иммунная система перестраивается, чтобы победить рак и старость

Ученые из Университета Осаки выяснили, как людям старше 110 лет удается избегать смертельных болезней. Оказывается, их иммунитет не просто «работает», он перестраивается, создавая армию клеток-убийц, чтобы уничтожать рак на корню.

Мы привыкли думать, что с годами защитные силы организма неизбежно слабеют, оставляя нас беззащитными перед инфекциями и онкологией. Однако исследование японских ученых переворачивает это представление с ног на голову . Оказывается, у тех, кто перешагнул 110-летний рубеж, иммунная система не угасает, а совершает удивительную эволюционную перестройку, превращая обычные клетки-помощники в смертоносных охотников на опухоли.

В ходе работы ученые сравнили иммунный статус трех групп: люди 70–90 лет, столетние и супердолгожители (старше 110 лет) . Результат поразил воображение. В крови людей старше 110 лет была обнаружена огромная популяция редких иммунных клеток — CD4-цитотоксических Т-лимфоцитов (CD4 CTL).

В то время как у обычных пожилых людей их доля составляла всего около 4%, у столетних этот показатель вырос до 10%, а у супердолгожителей достиг ошеломляющих 18% . Это значит, что почти каждая пятая иммунная клетка у 110-летних людей превращается в высокоточное оружие.

Главный секрет в том, что эти клетки — гибриды. Обычно Т-клетки делятся на «помощников» (CD4), которые координируют атаку, и «киллеров» (CD8), которые убивают врага. Но у супердолгожителей «помощники» переучиваются: они берут на себя функции убийц, запасаясь ферментами (перфоринами и гранзимами), буквально растворяющими больные или раковые клетки.

Самое интригующее открытие ждало исследователей, когда они проанализировали, на что именно нацелены эти клетки. Сравнив рецепторы CD4 CTL супердолгожителей с базой данных рецепторов онкобольных, ученые обнаружили удивительное совпадение.

Примерно 30 последовательностей совпали с рецепторами клеток, выявленными у пациентов с раком легких, молочной железы и печени. Однако, что критически важно, сами супердолгожители никогда в жизни не болели раком.

Это позволило выдвинуть смелую гипотезу: в организме долгожителей существует постоянная «иммунная бдительность». Как только в тканях появляются первые, микроскопические мутировавшие клетки, специализированные CD4 CTL мгновенно их распознают и уничтожают, не давая опухоли даже начать развиваться. По сути, эти люди носят в себе пожизненную вакцину от возрастных онкологических заболеваний.

Ранее считалось, что большое количество таких клеток у стариков — просто случайность или побочный эффект дряхления. Новое исследование доказывает обратное: это сознательная адаптация. Клетки активно клонируются — размножают свои точные копии, чтобы противостоять накапливающимся с возрастом угрозам.

Это открытие дает ученым новую цель: если понять, как запускается эта перестройка, возможно, в будущем мы сможем «включать» такой защитный механизм у обычных людей, значительно увеличивая их здоровую продолжительность жизни.