Во времена Дарвина учёные трудились в самых разных областях наук и могли одновременно быть специалистами в химии, геологии, биологии, а изучение жизни касалось её простых механизмов. Сегодня биологические исследования стали одними из самых междисциплинарных. И жизнь, наряду с зоологами, ботаниками, клеточными и молекулярными биологами, генетиками, биоинформатиками, агротехнологами и нейробиологами, изучают специалисты таких областей, как масс-спектрометрия, материаловедение, геология и др. О современных исследованиях этих учёных читайте в нашей подборке.
Бактерии радости
Специалисты Сколтеха вместе с коллегами из Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Психиатрической клинической больницы № 1 им. Н.А. Алексеева и Центра психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского определили вид бактерий, концентрация которых заметно снижается при депрессии. «Бактериями радости» оказались микробы Faecalibacterium prausnitzii, которые живут в толстом кишечнике человека и не встречаются в пищеварительной системе животных. Открытие можно использовать для создания психобиотиков — лекарств, способных лечить эмоциональные расстройства, воздействуя на микрофлору в организме человека. Также результаты исследования, вероятно, будут полезны для разработки экспресс-тестов на депрессию.
Альцгеймер — понять и предупредить
Учёные Сколтеха, МФТИ, Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта (ИМБ РАН) и Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля (ИБХФ РАН) с помощью современных масс-спектрометрических методов удалось обнаружить новый потенциальный триггер ускоренного образования в коре головного мозга амилоидных бляшек, которые считаются одной из причин развития болезни Альцгеймера. Новые технологии на основе масс-спектрометрии помогут не только глубже разобраться в механизмах протогенеза болезни, но и научиться диагностировать её на ранних стадиях, прогнозировать риск возникновения и разрабатывать более эффективные терапевтические подходы.
Генетика для качественного масла
Исследователи из Сколтеха и Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур (ВНИИМК) провели генетический анализ российских линий подсолнечника и выявили генетические маркеры, по которым можно предсказывать состав токоферолов масла, являющихся важным признаком качества. Например, для производства салатных масел отбирают подсолнечник с повышенным содержанием альфа и бета токоферолов, чтобы увеличить поступление витамина Е в организм человека. А для производства масел для жарки требуется повышенное содержание гамма и дельта токоферолов, которые предохраняют масло от появления вредных продуктов термоокисления при жарке.
Протез сустава, который ускоряет процесс сращивания
Команда Сколтеха, СамГМУ и биоинжиниринговой компании «Тиос» разработала протез тазобедренного сустава, покрытие которого ускоряет процесс сращивания с костью и снижает риск развития инфекций после операции. Верхний слой протеза состоит из полимерных пленок, которые разрушаются в организме, распечатывая микроконтейнеры с лекарством. Учёные могут “запрограммировать” такую пленку выделять лекарство медленно или, напротив, экстренно высвобождать все содержимое под действием ультразвука. Разработчики уже провели первое протезирование с применением импланта. Пациенту с хондросаркомой (разновидность рака костей) был установлен протез с пленочным покрытием и антибиотиком внутри. Операция прошла в Московском научно-практическом центре опухолей костей, мягких тканей и кожи (ГБУЗ “МГОБ № 62 ДЗМ”).
Общительные клетки
Внеклеточные нановезикулы — это частицы, окружённые мембраной из белков и липидов, с помощью которых клетки в нашем организме общаются друг с другом. Они интересны учёным тем, что могут быть использованы в медицинской диагностике и терапии. По характерным везикулам можно судить о присутствии в организме, например, раковых клеток, инфекции и т. д. К тому же везикулы имеют доступ в клетку на правах «курьера», поэтому могут использоваться в терапии и проносить внутрь лекарство. Использовав эти свойства частиц, учёные Сколтеха, МФТИ, ИБХ РАН и стартапа «Простагност» разработали два метода выделения везикул из плазмы крови для диагностики некоторых видов онко- и других заболеваний, а также один метод для доставки в клетку лекарств под видом везикул.
Научные статьи исследований в журналах Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Journal of Extracellular Vesicles и Analysis & Sensing.
Появление океанов
Учёные Сколтеха и Нанкайского университета с помощью компьютерного моделирования объяснили, откуда на Земле появились океаны. Группа предсказала минерал — гидросиликат магния, который теоретически мог существовать в условиях высокого давления на ранней Земле. После обособления земного ядра и падения давления в мантии этот минерал, по мнению учёных, разложился с выделением большого количества воды, которая и дала начало земным океанам.