Открыт еще один путь заражения клеток вирусом SARS-Cov-2, как связаны жуки и глобальное потепление, как из-за таяния льдов движется земная кора и споры о происхождении коронавируса — читайте в новом обзоре научной литературы от Inscience.News. 

Nature

На обложке изображен жук Megalodacne fasciata, обитающий в Северной Америке. Это насекомое выполняет важную с глобальной точки зрения задачу — он перерабатывает мертвую древесину, выделяя при этом углерод. Себастьян Зейболд и его коллеги задались целью оценить, какой именно вклад насекомые вносят в этот процесс. Исследователи провели полевые эксперименты на 55 лесных участках на 6 материках. По оценкам команды, при гниении древесины выделяется около 10 миллиардов тонн углерода, 29% из которых приходится именно на деятельность насекомых. Причем максимален вклад насекомых в тропических лесах. Впечатляющие показатели — свидетельство важной роли насекомых в мировом круговороте углерода. Необходимо сдерживать их вымирание. В противном случае и так неблагоприятная ситуация с климатом будет усугублена еще одним фактором.

Редакционная статья наполнена ожиданиями от 15-й Конференции Конвенции Организации Объединенных Наций о биологическом разнообразии. Она намечена на 2022 год. Одна из главных ее целей — выбор показателя, отражающего изменения в биоразнообразии. Один из главных вариантов — подсчет количества вымерших видов. По мнению авторов статьи, более подходящий показатель должен находить моментальный отклик у широкой публики. Еще один вариант — балл, учитывающий здоровье экосистем и пользу от них для людей, например опыление важных для человека растений. Авторы подчеркивают, что выбор наиболее удачного индикатора биоразнообразия должен осуществляться совместно учеными и правительствами.

В рубрике Opinion статья посвящена пересекающимся проблемам голода и защите окружающей среды. Каждый десятый человек недоедает: при этом каждый четвертый страдает избыточным весом. Более одной трети населения мира не могут позволить себе здоровое питание. Снабжение продовольствием нарушается также из-за наводнений, засух и войн. Число голодающих в 2020 году было на 15% больше, чем в 2019 году, что вызвано пандемией COVID-19 и вооруженными конфликтами. Одновременно с этим неэффективные методы ведения сельского хозяйства приводят к деградации почв, загрязнению и истощению запасов воды и снижению биоразнообразия — причины и последствия голода и глобального потепления тесно переплетены. Авторы статьи предлагают различные решения того, как наука может помочь распутать этот узел. Например, новые материалы для упаковки с использованием наноматериалов или даже съедобных пленок позволят дольше сохранять продукты свежими. Альтернативные источники здорового белка, такие как растительные белки и белки, полученные из насекомых, могут использоваться в кормах для животных. Генная инженерия и биотехнология — путь к повышению урожайности, качества и устойчивости сельскохозяйственных культур к вредителям и засухе. Недавний пример — ГМО-сорт бананов, устойчивый к смертельно опасному для них грибковому заболеванию фузариозу. Системы искусственного интеллекта и дроны уже сегодня позволяют фермерам обнаруживать районы, которые нуждаются в орошении, удобрении и защите от вредителей. Удешевление этих технологий необходимо, чтобы упростить доступ к ним. Продукты можно найти и в море: необходимо изучить возможности выращивания насекомых, бобовых культур и микроводорослей в качестве корма для рыб.

В рубрике Research Highlights, посвященной публикациям в других журналах, отметим материал о таянии льда. Как выяснилось, его тает так много, что даже смещается земная кора. Это происходит из-за потери огромных масс, которые до этого делали движение невозможным. В период с 2003 по 2018 год таяние льда в Гренландии и Арктике привело к смещению земной коры на целых 0,3 миллиметра в год на большей части территории Канады и Соединенных Штатов.

Исследовательские статьи:

Ученые повысили производительность логических схем, создав их по образу связей между нейронами. Последние позволяют принимать сложные решения: сеть в мозге динамически реконфигурируется, что обеспечивает гибкость и адаптируемость к изменяющимся условиям. Полупроводниковые логические схемы основаны на пороговых переключателях, которые используют строго для выполнения заранее определенных логических функций. В создании логической схемы авторы использовали металлоорганический комплекс с пятью различными редокс-состояниями. В результате они смогли получить многомерное дерево принятия решений с 71 узлом. Разработка может использоваться в граничных вычислениях.

Перезаряжаемые литий-ионные батареи, изготовленные в виде волокон длиной в метр, могут быть сотканы в прочный, пригодный для стирки текстиль.

Для точной репарации ДНК при двуцепочечных разрывах важна очень точная гомологичная рекомбинация — обмен генетическим материалом между похожими или идентичными хромосомами. Бактерия E.coli управляет вращением ДНК при помощи филаментов RecA — это облегчает поиск и склеивание разных концов репарированной ДНК. Гомологи RecA есть у многих животных, поэтому этот механизм, возможно, распространен повсеместно.

Мультиомиксные данные помогли создать молекулярную классификацию менингиом — опухоли головного мозга, развивающейся в его оболочках. При хирургическом лечении степень резекции зависит от рекуррентности опухоли, но не от ее молекулярных особенностей. Группы опухолей, выделенные авторами, по-разному реагируют на лечение, так как имеют различные молекулярные мишени. Они позволят эффективнее подбирать консервативную или хирургическую терапию.

Найден второй молекулярный путь заражения коронавирусом. Ранее было известно, что он связывается с рецептором ACE2. При этом возникало противоречие: белок редко встречается в дыхательной системе. Как оказалось, коронавирус способен связываться с лектиновыми рецепторами клеток. Авторы нашли два таких рецептора, и они могут стать мишенями для антивирусной терапии.

Science

Обложканапоминает нам, что зима близко: экстремально холодная погода в феврале 2021 года стала одной из самых дорогостоящих погодных катастроф в Соединенных Штатах. Исследование, сочетающее анализ наблюдений с помощью машинного обучения и численное моделирование, продемонстрировало, что изменение климата в Арктике связано с формированием полярных вихрей. Именно это повышает вероятность таких погодных условий. Глобальное потепление приведет постепенно к более мягкой зимней погоде, но все же нам еще не раз придется столкнуться и с экстремальным холодом.

Редакционная статья — о воли к борьбе. В 2014 году, после того как Исламское государство (ИГИЛ) (Организация запрещена в России) разгромило иракские вооруженные силы, поддерживаемые США, президент Обама сообщил о сложностях оценки разведкой воли к борьбе. Отчасти эти сложности вызваны игнорированием политическими и военными лидерами научных исследований в этой области, считает автор заметки. Например, известно, что готовность жертвовать собой ради священных ценностей ассоциирована с подавлением активности мозга в областях, связанных с принятием выгодных решений. Поэтому политическим лидерам стоит учитывать, что желание сражаться и жертвовать собой гораздо сильнее, если среди военные распространены священные ценности. Подобные исследования могут сделать поведение агрессоров более предсказуемым.

Рубрика Feature рассказывает о мнении ученых по поводу гипотезы лабораторного происхождения коронавируса. В начале пандемии группа исследователей в письме в The Lancet отклонила ее, назвав теорией заговора. В отчете Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), которая отправила в январе группу ученых в Китай для изучения возможных источников происхождения, авария в лаборатории оценивается как «крайне маловероятная». Но сейчас некоторые ученые считают, что гипотеза была слишком поспешно отвергнута. Восемнадцать ученых, в том числе лидеры в области вирусологии и эволюционной биологии, подписали письмо, опубликованное в журнале Science в мае, в котором содержится призыв к более тщательной оценке гипотезы «лабораторного инцидента». Один из аргументов за эту версию заключается в том, что в Уханьской лаборатории проводили эксперименты на летучих мышах, которые могли передать вирус человеку. Но стоит заметить, что работа велась за несколько лет до вспышки, да еще и не на мышах Rhinolophus — единственных, которые заражаются родственниками нашего коронавируса. Возможный источник коронавируса может находиться и вне Уханьского рынка, и вне лаборатории.  Известно, что гораздо более эффективная передача вируса возможна не через продукты питания, а от живых животных. Например, от норок или енотовидных собак, которые в Китае используют для производства меха. Эта индустрия в Китае по объемам превосходит все европейские страны вместе взятые. В целом, сегодня нет убедительных фактов, которые позволили бы абсолютно однозначно выяснить происхождение вируса. Большинство ученых находят аргументы за его природное происхождение более убедительными, но все же история не закончена. Авторы напоминают, что главное при расследовании — опираться на факты и избегать поспешных суждений, свойственных теориям заговоров.

Исследовательские статьи

Ученые зафиксировали вспышку нового типа сверхновой, произошедшую в 480 миллионах световых лет от Земли. При этом произошел коллапс не одной звезды, а двух слившихся.
У растений найден белок с действием, зависимым от температуры. Белок FT не позволяет растениям цвести в холодную погоду. Этот эффект основан на связывании белка с фосфолипидами в апикальной меристеме, что приводит к уменьшению подвижности мембраны.

Белок — ExoN ответственен за исправление ошибок при копировании вируса SARS-CoV-2. Молекула может стать мишенью для антивирусной терапии.

Заболевание периферическая нейропатия сопровождается повреждением нервных волокон, передающих информацию от головного и спинного мозга к частям тела. Найдена потенциальная мишень для терапии — фермент, который должен связать тРНК с аминокислотой глицилом в процессе синтеза белка. При наличии вредной мутации у больного фермент не может освободить эти молекулы после связывания, что и приводит к нарушению синтеза белка и возникновению заболевания.

CRISPR-Cas9 используется для редактирования геномов организмов, от дрозофил до приматов. В новом исследовании она была впервые использована для крупномасштабного генетического скринингах животных, модельных организмов рыбок danio rerio (рыб-зебр). Для этого авторы исследования разработали платформу MIC-Drop, объединяющую капельную микрофлюидику, CRISPR и штрих-кодирование. Благодаря ей стал возможен крупномасштабный генетический скрининг. MIC-Drop позволит проводить масштабные эксперименты с различными организмами.

The Lancet

Обложка выпуска — цитата из крупного исследования неонатальной смертности, спонсированного фондом Билла и Мелинды Гейтсов. Глобальная цель устойчивого развития — ликвидировать предотвратимую детскую смертность, сократить неонатальную смертность до менее 12 случаев на 1000 родов и сократить смертность детей младше 5 лет до менее 25 на 1000 случаев для каждой страны к 2030 году. За последние 20 лет глобальная детская смертность сократилась почти в 2 раза, но для неонатальной смертности прогресс скромнее. Тем не менее, 65 из 204 стран, в основном в Африке к югу от Сахары и в Южной Азии, не смогут достичь запланированных показателей к 2030 году. Необходимо дальнейшее улучшение перинатальной помощи и ухода за новорожденными, масштабирование вакцинации и профилактики инфекций, а так же сокращение бедности и повышение уровня образованности населения.

Помимо центральной, в выпуске есть еще и исследовательские статьи. 

Исследование эффективности ингаляций будесонида при COVID-19 у пациентов с высоким риском. Этот глюкокортикоид оказывает противовоспалительное, противоаллергическое и иммунодепрессивное действие и применяется при астме и хронической обструктивной болезни легких. Участники исследования проживают в Великбритании, возрастом старше 65 лет или старше 50 лет и имеют сопутствующие заболевания. По результатам исследования, будесонид может снизить количество госпитализаций или смертей у людей, которые подвержены более высокому риску осложнений.

Новое исследование может привести с изменению рекомендаций по вакцинации от коронавируса. Авторы полагают, что первичная буст-вакцинация против COVID-19 может облегчить массовую иммунизацию COVID-19. Гетерологичная схема, описанная в статье, включает вакцинацию мРНК-вакциной BNT162b2 и аденовирусной вакциной ChAdOx1. Исследование выявило устойчивую иммуногенность, а также наблюдалось более сильный Т-клеточного иммунитета. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения преимуществ и определения оптимальных комбинаций, доз и интервалов введения.
Анжелика Дун​

Фото: Nature / Science / The Lancet

Похожие новости

  • 26/05/2021

    Эксперт считает необходимым распространить опыт развития сити-ферм на Арктику

    ​​Опыт создания и развития сити-фермерства необходимо использовать и распространять в регионах Арктической зоны РФ. Такое мнение высказал координатор Экспертного совета Проектного офиса развития Арктики (ПОРА), доцент кафедры государственного управления и публичной политики института общественных наук РАНХиГС Александр Воротников.
    893
  • 13/08/2020

    Конкурсы по арктической тематике

    ​​Предлагаем вашему вниманию информацию о конкурсах и грантовых программах по арктической тематике. 1. Конкурс курсовых, дипломных и научных работ, посвященных Арктике и Антарктике «Полярная инициатива»: Организаторы: Автономная некоммерческая организация Научно-исследовательский центр «Полярная инициатива», межрегиональная общественная организация «Ассоциация полярников».
    1195
  • 07/04/2021

    7 апреля 2021 года состоятся заседания Объединенных ученых советов СО РАН по направлениям науки

     Повестка заседания Объединенного ученого совета СО РАН по математике и информатике (15:00, конференц-зал ИМ СО РАН).  Повестка заседания Объединенного ученого совета СО РАН по нанотехнологиям и информационным технологиям (с 10:00 новосибирского времени в режиме видеоконференции).
    3766
  • 12/12/2020

    «Академик М.А. Лаврентьев» вернулся в порт после двух экспедиций в Арктике

    ​11 декабря научно-исследовательское судно «Академик М.А. Лаврентьев» вернулось в порт Владивостока, завершив изучение морей российской Арктики, Дальнего Востока и северной части Тихого океана. Две экспедиции, которые следовали одна за другой и имели общую продолжительность в 100 суток, прошли в рамках нацпроекта «Наука».
    951
  • 26/08/2020

    Учёные собрали под Норильском 69 видов растений для исследований на тяжелые металлы

    ​Участники Большой норильской экспедиции собрали образцы 69 видов растений для лабораторных исследований. Об этом сообщил ТАСС старший научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) Игорь Махатков.
    646
  • 02/12/2020

    "А у нас из шельфа - газ, а у вас?"

    ​​Руководитель лаборатории арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения РАН Игорь Петрович Семилетов вот уже более трёх десятилетий изучает цикл обмена углеводородов в системе «атмосфера-суша-шельф» в Восточной Арктике.
    1114
  • 26/04/2021

    «Агрономическая конференция - 2021»

     23 апреля на базе КХ «Доброволец» прошла ежегодная научно практическая агрономическая конференция, в работе которой приняли участие руководители и специалисты коллективных сельхозпредприятий Краснозерского района, главы крестьянских (фермерских) хозяйств, специалисты управления сельского хозяйства, представители Россельхозцентра, Гостехнадзора, Россельхознадзора, ученые СО РАН.
    343
  • 26/05/2021

    30 ученых проведут экспедицию на Таймыре при участии "Норникеля" и Фонда полярных исследований

    ​На севере Красноярского края стартовала экспедиция по изучению состояния экосистемы Норильского промышленного района. В ней участвуют более 30 ученых из 10 научно-исследовательских учреждений РФ.
    213
  • 04/12/2020

    Александр Федоров: многолетняя мерзлота тает от Тибета до Арктики

    ​Около половины территории России расположено на многолетней мерзлоте. Согласно мнению Международной группы экспертов по изучению климата (МГЭИК), таяние мерзлоты станет основным объектом изучения для ученых-климатологов в ближайшие десять лет.
    1104
  • 23/04/2021

    Академпарк новосибирского научного центра представил новые технологии сити-фермерства

     Технологии сити-фермерства – выращивания в условиях искусственного микроклимата в вертикальных фермах овощных культур и клубники, а также микрозелени и съедобных цветов, 23 апреля в ходе пресс-тура в Академпарк Новосибирского научного центра (ННЦ) представлены заместителю Губернатора Новосибирской области Ирине Мануйловой и представителям СМИ региона.
    887