Рождение Луны, встреча с темной материей, 9 месяцев со свиной почкой

Новый сценарий рождения Луны

На заре существования Солнечной системы в молодую Землю врезалась Тейя — древняя планета размером примерно с Марс. Тейя разрушилась, оставив вокруг Земли газ, расплавленную породу и пыль. Из этих «стройматериалов» за несколько лет сформировалась Луна.

Такова общепринятая теория появления нашего спутника. Но она поставлена под сомнение. Астрофизики из США представили новую модель образования естественного спутника Земли, которая может перевернуть наши представления о самом драматичном событии в геологической истории нашей планеты. Согласно расчетам ученых, Луна могла появиться на свет почти целиком всего за пять часов после гигантской катастрофы, а не собираться по кусочкам из обломочного диска в течение многих месяцев.

Для этого специалисты учли температуру пород во время столкновения и их прочность. Астрономы уже выполняли аналогичные вычисления — когда исследовали столкновения астероидов. Для этих расчетов исследователи адаптировали методы, изначально разработанные для анализа столкновений гораздо более скромных по размерам астероидов. Результаты своего исследования они опубликовали в авторитетном журнале The Astrophysical Journal Letters.

Ключевым фактором, определившим судьбу обломков Тейи, оказалось то, насколько эта планета была нагрета до столкновения. Моделирование показало: если ее породы были остывшими, они были прочными и не деформировались. В таком «холодном» сценарии самый крупный фрагмент расколовшейся Тейи не разрушился, а всего за пять часов стал тем, что мы сегодня называем Луной.

Если же оба космических тела были еще раскалены, их столкновение приводило к классическому результату — гигантскому диску обломков. Эта разница в сценариях принципиально важна не только для скорости формирования Луны. Она напрямую определяет химический состав спутника, а именно то, сколько летучих веществ осталось в его породах.

Эта гипотеза может навести астрономов на мысль о том, в какой именно период ранней истории Солнечной системы произошла роковая встреча двух планет.

Климатический апокалипсис предотвратить не удастся?

Времени на то, чтобы предотвратить последствия глобального потепления, у нас больше нет. Человечество не справилось с этой задачей. Программа ООН по окружающей среде опубликовала доклад, в котором констатирует факт: уровень глобального потепления вырастет на 1,5 градуса по сравнению с доиндустриальной эпохой. Это неизбежно.

Казалось бы, что такого ужасного? Всего полтора градуса, неужели это так важно? Однако это именно тот порог, после которого повышается риск наступления фатальных климатических последствий.

Так, если внезапно оттает вечная мерзлота в лесах Сибири и Канады — провалится грунт, из-за чего под угрозой разрушения окажутся такие северные города, как Норильск, Якутск и Воркута. На трубопроводах возникнут аварии, нефте— и газопроводы будут повреждены, экологическая катастрофа будет беспрецедентная. На месте бывших ледяных пластов образуются топи и новые озера. Кроме того, в атмосферу изо льда высвободятся гигантские количества углекислого газа и метана, а это запустит новый цикл потепления.

Среди других милых вероятных перспектив — нарушение основных систем океанической циркуляции. Это приведет к глобальной катастрофической перестройке климата, разрушению экосистем и гуманитарному кризису. В северном полушарии отсутствие притока теплой воды из тропиков может вызвать экстремальное похолодание (а следовательно, и невозможность получения нормальных урожаев). А южное полушарие будет страдать от аномальной жары и засухи. Кризис сельского хозяйства вызовет глобальный дефицит продовольствия. Погибнут многие морские экосистемы.

Обязательно ли это случится? Нет. Но вероятность растет с каждой десятой долей градуса глобального потепления. Ученые говорят, что сейчас глобальное потепление составляет около 1,4 градуса по сравнению с доиндустриальной эпохой. И даже при самом благоприятном сценарии, если все выполнят заявленные климатические обязательства (сократят выбросы парниковых газов и начнут удалять из атмосферы больше СО2, чем выбрасывают), к 2050 году потепление достигнет 1,8 градуса. И это уже очень плохо.

Но если мы сохраним прежний курс, это значение вырастет до 2,6 градуса, что однозначно усилит риски.

Пациент впервые прожил со свиной почкой 9 месяцев

Ксенотрансплантация — пересадка органов от животных человеку — продолжает развиваться. Особенно внимательно в этом плане ученые смотрят на свиней — их сердце, почки, печень и по размеру, и по физиологии близки к нашим. Главная задача — заставить иммунную систему человека принимать свиные органы. Для этого свиней генетически модифицируют, применяют иммуносупрессоры и придумывают другие способы «подружить» реципиента и донорский орган.

Нефрологи и трансплантологи из Гарвардской медицинской школы опубликовали данные об одном из самых успешных на сегодняшний день экспериментов. Свиную почку пересадили 66-летнему американцу с терминальной стадией почечной недостаточности. Он находился на диализе в ожидании подходящей донорской человеческой почки.

Ученые взяли почку карликовой свиньи, в геном которой заранее внесли 69 изменений: удалили антигены, убили 59 копий ретровирусов, добавили смесь человеческих генов. После трансплантации ее пациенту почка заработала сразу. Человек освободился от диализа, стал жить обычной жизнью. А параллельно принимал лекарства, которые подавляют активность иммунной системы — чтобы организм не отторг чужеродный орган. Но когда через полгода пациенту потребовалась терапия против стафилококка, интенсивность иммуносупрессивной терапии пришлось снизить.

И почка начала «умирать». Через 271 день после пересадки почку удалили, пациент вернулся на диализ. Позже он все-таки дождался пересадки человеческой почки. А пока его случай — самый продолжительный пример работы почки свиньи живому человеку без диализа.

Физики нашли темную материю?

Глубоко под землей, в полутора километрах скальной породы, спрятанный от космических лучей, огромный резервуар с жидким ксеноном зарегистрировал нечто необычное. Одиночный мощный всплеск энергии — возможно, первый прямой след темной материи, невидимой субстанции, из которой состоит 85% массы Вселенной. Физики по всему миру затаили дыхание.

Темная материя — величайшая загадка современной астрофизики. Мы знаем, что она есть: галактики вращаются слишком быстро, чтобы их удерживала только видимая масса, гравитационные линзы искривляют свет там, где нет звезд. Но вот уже несколько десятилетий ученые охотятся на неуловимые частицы, которые должны составлять эту скрытую массу. Проблема в том, что эти частицы почти не взаимодействуют с обычным веществом, проходя сквозь нас и всю Землю незаметно.

Международная команда из 250 физиков решила перехитрить природу. Они построили детектор LUX-ZEPLIN (или просто LZ) в лаборатории, спрятанной в толще черных холмов Южной Дакоты. Полтора километра породы сверху — это гигантский щит, отсекающий все космическое излучение и радиоактивные помехи, которые могли бы заглушить слабый шепот темной материи.

Сердце установки — камера, заполненная семью тоннами сверхочищенного жидкого ксенона. Физики рассудили так: если частица темной материи все же столкнется с ядром ксенона, произойдет крошечный взрыв. Их ловят сотни суперчувствительных датчиков. Каждое такое событие — как отпечаток пальца, по которому можно судить о массе и природе налетевшей частицы.

Три года детектор молчал, собирая статистику фоновых шумов. И вдруг — удар. Одиночная мощная вспышка с энергией в 248 килоэлектронвольт. По всем расчетам, это слишком сильный всплеск, чтобы быть просто помехой. Математическая обработка показала: сигнал с высокой вероятностью выбивается из привычной картины шума.

В физике элементарных частиц это называется «серьезным намеком на открытие». Теперь физики продолжают набирать статистику, стремясь достичь 1000 дней «чистых» наблюдений. Только тогда станет ясно: был ли тот всплеск случайностью, ошибкой, или же люди впервые в истории напрямую коснулись невидимой материи, составляющей основу Вселенной.

Если гипотеза подтвердится, это будет не просто прорыв. Это будет новая физика, новое понимание мироздания. А пока ученые всматриваются в свои графики — и ждут второго удара из темноты.

Вирус перепрограммирует организм, чтобы победить рассеянный склероз

Модифицированный вирус, введенный всего один раз, заставил иммунные клетки атаковать собственных «предателей» — и 16 пациентов с тяжелыми аутоиммунными заболеваниями почувствовали улучшение уже через несколько месяцев. Ученые говорят об обнадеживающем прорыве, но предупреждают: до финала еще далеко.

Это звучит как фантастика: вместо того чтобы забирать кровь пациента, выращивать в лаборатории армию суперклеток и возвращать их обратно, китайские исследователи решили пойти другим путем. Они сконструировали вирус, который сам находит нужные клетки прямо внутри тела, in vivo, и превращает их в охотников за болезнью. И, судя по первым результатам, это работает.

В центре истории — технология CAR-T-терапии, которая уже спасла тысячи людей с раком крови. Ее суть: у пациента забирают Т-клетки (это бойцы иммунной системы), в лаборатории вшивают в них химерные антигенные рецепторы — специальные «прицелы» для распознавания врага, — а затем возвращают в кровоток. Метод грозный и эффективный, но безумно дорогой и долгий.

Группа ученых из Уханя под руководством невролога Дай-Ши Тяня решила упростить систему. Они взяли лентивирус — безопасную версию ВИЧ-подобного вируса — и загрузили в него генетические инструкции по созданию тех самых рецепторов. Инъекция — и вирус-курьер доставляет чертежи прямо в Т-клетки в организме пациента. Время создания терапии сжимается с недель до часов, а стоимость падает многократно. Более того, она синтезируется прямо в теле!

В испытании участвовали 16 человек: одни страдали рассеянным склерозом, другие — аутоиммунными миозитами (когда иммунитет атакует мышцы), третьи — редкими заболеваниями, при которых воспаляются мозг, спинной мозг и глаза.

Результаты впечатляют: после однократного укола количество В-клеток (тех самых, что производят аутоантитела, разрушающие здоровые ткани) резко упало. А когда они восстановились — больше не вырабатывали антител-вредителей. Иммунная система словно прошла перезагрузку, забыв свою прежнюю агрессию против собственного организма. Участники с рассеянным склерозом стали двигаться лучше, их мышление прояснилось, усталость отступила. У пациентов с мышечными болезнями возросла сила и снизилось воспаление.

Однако исследователи, призывают не торопиться с победными реляциями. Во-первых, выборка слишком мала — всего 16 человек. Во-вторых, наблюдение велось всего полгода, а для аутоиммунных болезней нужны годы. В-третьих, и это главное: лентивирус встраивает свою ДНК в геном клеток. Существует ненулевая вероятность, что это может спровоцировать мутации и даже рак. Исследователи предсказывают, что им нужно не менее 10 лет, чтобы убедиться в безопасности и эффективности своего метода.

Сами авторы исследования признают: текущие данные — всего лишь «многообещающие сигналы», а не окончательное доказательство. Команда Тяня планирует запустить более масштабные испытания, сфокусированные на каждом заболевании отдельно, и следить за пациентами несколько лет — на предмет инфекций, рецидивов и отдаленных осложнений.

Но даже при всех «но» — этот эксперимент стал важнейшей вехой. Впервые терапия CAR-T была создана прямо внутри человека и показала клинический эффект при аутоиммунных патологиях. Если следующие этапы подтвердят результаты, мы станем свидетелями революции: дешевого, быстрого и по-настоящему персонализированного лечения, которое не требует сложных лабораторий — только укол и доверие к генной инженерии.