МГУ имени М.В.Ломоносова

Фармацевтическое загрязнение Мирового океана: новая опасность и инновационные решения #наука_мгу Учёные факультета почвоведения МГУ совместно с коллегами изучили, как можно разрушать антибиотики в морской воде. Исследование посвящено одной из новых экологических угроз — фармацевтическому загрязнению Мирового океана, которое связано с ростом прибрежных городов, аквакультуры и сбросом лекарственных веществ в водную среду. Антибиотики в морской воде представляют особую опасность: по данным предыдущих исследований, их концентрации могут многократно превышать допустимые значения. Это нарушает экосистемные связи, влияет на морские организмы и способствует распространению устойчивых к лекарствам бактерий. Учёные показали, что некоторые антибиотики способны сохраняться в морской воде в течение месяцев, практически не разрушаясь, что делает проблему особенно острой для экологии и здоровья человека. В рамках работы был исследован перспективный метод очистки воды — соноплазменная обработка, сочетающая ультразвуковую кавитацию и плазменный разряд. Эксперименты показали, что эта технология эффективно разрушает плохо деградируемые антибиотики и положительно влияет на состояние водных организмов. Такой подход открывает новые возможности для экологически безопасной очистки воды в промышленности, рыбоводстве и других сферах, где важно сохранять баланс морских и пресноводных экосистем.

В МГУ смоделировали взаимодействие ключевого регуляторного белка с ДНК #наука_мгу Коллектив ученых Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» выяснил, как белок-регулятор SOX2 выбирает позиции для связывания с геномной ДНК, упакованной в нуклеосомы — ключевые структурные элементы хроматина. С помощью численного моделирования исследователи проанализировали все возможные варианты взаимодействия фактора с ДНК и показали, что различия, наблюдавшиеся в экспериментах последних лет, связаны с подвижностью нуклеосомы и особенностями ее локальной структуры. Если нуклеосома строго фиксирована на ДНК, SOX2 может стабильно связываться лишь в ограниченном числе позиций. В случае более подвижных, «лабильных» нуклеосом фактор способен взаимодействовать с ДНК в значительно большем количестве вариантов, что объясняет широкий спектр сайтов связывания, выявленных ранее в экспериментах in vitro. Таким образом, способность нуклеосомы смещаться вдоль ДНК напрямую определяет ее доступность для пионерных транскрипционных факторов. Выбор сайтов связывания определяется не только свойствами самого белка, но и геометрией нуклеосомной ДНК и строгостью ее позиционирования. Полученные результаты формируют карту потенциальной доступности нуклеосом для SOX2 и открывают новые возможности для понимания механизмов клеточного перепрограммирования. Подробнее – на сайте.

В МГУ предложили внедрить экосистемный подход для защиты природы #наука_мгу Коллектив ученых Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды» представил обзор, в котором рассмотрены современные подходы к охране природы на экосистемном уровне, категории и критерии уязвимости экосистем и перспективы их использования для сохранения биоразнообразия России. Результаты помогут составить список экосистем России, нуждающихся в приоритетной охране. В условиях глобальных масштабов воздействия человека на природу традиционная охрана отдельных видов уже недостаточна, так как проблема заключается в изменении целых экосистем. Современная природоохранная биология фокусируется на оценке состояния экосистем в целом, чтобы определить приоритеты их сохранения. Для этого разработаны критерии, позволяющие классифицировать экосистемы по степени редкости и уязвимости. Экосистемный подход представляет собой метод управления природными ресурсами, который фокусируется на взаимодействии между живыми организмами и их окружением, а не просто на защите отдельных видов. Сохранность сообществ и экосистем в свою очередь способствует сохранению видового разнообразия и поддержанию экосистемных функций, таких как регулирование климата, депонирование углерода и сохранение запасов воды. Экосистема определяется как взаимосвязь живых организмов и неживых компонентов окружающей среды, поддерживаемая различными физическими, химическими и биологическими процессами. Важно учитывать пространственные и временные масштабы при оценке рисков для экосистем. Наземные экосистемы обычно классифицируются по растительному покрову, отражающему экологические условия. В России пока не существует единого реестра экосистем, и природоохранные мероприятия часто направлены на защиту отдельных видов, а не экосистем в целом. Внедрение экосистемного подхода и разработка Красного списка экосистем России позволит эффективнее планировать природоохранные мероприятия и принимать управленческие решения в природопользовании на основании фундаментальных научных исследований. Подробнее – на сайте.

Одобрена патентная заявка на изобретение, помогающее искать противораковые молекулы #наука_мгу Ученые Междисциплинарной научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» МГУ нашли новый флуоресцентный зонд и разработали методику его применения, которые удешевляют, ускоряют и повышают информативность скрининга новых противораковых молекул. В качестве зонда был применен флуоресцентный краситель кумарин-30, который связывается с белком-мишенью тубулином, при этом значительно усиливая яркость своей флуоресценции. В сочетании с методом микромасштабного термофореза — биофизической методикой для детектирования взаимодействий между молекулами — кумарин-30 позволил не только выявить молекулы, способные связываться с тубулином, но и разделить их на классы по сайтам связывания. Согласно опубликованным результатам, это существенно облегчает отбор перспективных соединений для разработки новых средств химиотерапии опухолей. Метод уже опробован на большой панели соединений, а заявка на изобретение одобрена Роспатентом. Среди первых опубликованных результатов практического применения разработанного экспресс-метода – создание новой библиотеки перспективных ингибиторов полимеризации тубулина на основе азотсодержащих гетероциклических соединений, синтезированных с использованием оригинальных методов органического синтеза. Подробнее – на сайте.

В МГУ выявили нейропротективный эффект аргона при нарушениях развития мозга #наука_мгу Ученые Московского университета изучили влияние ингаляций аргона на поведение крыс, подвергшихся пренатальной алкогольной интоксикации. Было выявлено, что ингаляции аргонсодержащей смеси в раннем постнатальном периоде частично компенсировали выявленные нарушения. Пренатальное воздействие этанола приводит к выраженным когнитивным и поведенческим нарушениям: у животных снижалась исследовательская активность, нарушались рефлексы и возникали трудности в обучении. В частности, крысы хуже осваивали сложный лабиринт для добычи пищи и демонстрировали стереотипные формы поведения, такие как чрезмерный груминг. Эти эффекты отражают негативное влияние алкоголя на формирование нервной системы в ранние периоды развития. В то же время ингаляции аргонсодержащей смеси в раннем постнатальном периоде частично компенсировали выявленные нарушения. По данным исследователей, такие животные быстрее обучались и допускали меньше ошибок при выполнении задач. По словам ученых, аргон проявляет нейропротективные свойства и может рассматриваться как перспективный компонент комплексных подходов к коррекции нарушений развития мозга, хотя он не устраняет все последствия пренатального воздействия алкоголя.

Телескоп сети МАСТЕР МГУ поймал редкое послесвечение гамма-всплеска #наука_мгу Глобальная сеть телескопов-роботов МАСТЕР МГУ зафиксировала оптическое послесвечение мощного космического события — длинного гамма-всплеска GRB 251125B, обнаруженного спутником NASA FERMI. Открытие было сделано телескопом МАСТЕР-Тунка в Тункинской долине всего через 11 минут после регистрации самого гамма-всплеска на борту аппарата FERMI. Как правило, такие события связаны с гибелью очень массивных звёзд. Гамма-всплески (GRB) — это самые мощные и яркие выбросы энергии гамма-излучения во Вселенной. Аппарат FERMI регулярно регистрирует эти события, однако из-за его широкого поля зрения точная локализация всплеска и обнаружение его оптического послесвечения (видимого света, который следует за гамма-излучением) являются крайне сложной задачей (в данном случае область ошибок составила около 30 квадратных градусов). Открытие, сделанное астрономами МГУ, было оперативно подтверждено: спустя пять часов независимые наблюдения провели астрономы с обсерватории COLIBRI. Всплеск в гамма-диапазоне был зарегистрирован также китайскими коллегами на телескопе GECAM. Несмотря на полувековую историю наблюдений, гамма-всплески до сих пор остаются одними из самых интересных явлений в астрофизике, поскольку являются ярчайшими событиями во Вселенной. Ранние наблюдения гамма-всплесков в оптическом диапазоне критически важны для понимания работы центрального двигателя и механизмов излучения.

Биологи МГУ с коллегами впервые описали изменения экспрессии генов и морфологии при развитии пищеварительной системы у форонид #наука_мгу В Московском университете впервые подробно описали изменения морфологии и экспрессии ключевых генов в ходе развития пищеварительной системы у форонид — морских беспозвоночных животных с сложным жизненным циклом. Исследователи проследили, как при метаморфозе личинки во взрослую особь перестраивается кишечник: от прямого он переходит к U-образному, формируются новые отделы, а клетки меняют свое строение и функции. В центре исследования оказались гены Cdx и Post2, отвечающие за формирование заднего конца тела у билатерий — группы животных с двусторонней симметрией, к которой относятся и форониды. Ученые показали, что несмотря на радикальные изменения плана строения в ходе метаморфоза, эти гены сохраняют свою «разметочную» функцию. Экспрессия Cdx постепенно сужается от всей задней кишки у личинки к анальной области у взрослой особи, а активность Post2 после утраты личиночного локомоторного органа также ограничивается задним отделом тела. По словам ученых, впервые полученные данные об экспрессии генов на последовательных стадиях онтогенеза форонид позволили выявить важную роль личиночного органа движения — телотроха — в формировании пищеварительной системы ювенильных животных. Исследование показало, что телотрох по своим свойствам соответствует задней зоне роста, характерной для других билатерий, включая кольчатых червей. Эти результаты помогают выявить скрытые эволюционные черты, унаследованные от общего предка билатерий, и вносят вклад в понимание ранних этапов эволюции многоклеточных животных.

Биологи МГУ создали новую линию клеток для изучения ранних этапов развития фолликулов в яичнике #наука_мгу Биологи МГУ с коллегами создали и охарактеризовали новую линию иммортализованных клеток гранулезы мыши IMG-A1. Разработанная модель предназначена для изучения ранних этапов фолликулогенеза и ФСГ-зависимых процессов в яичнике, а также для скрининга лекарственных препаратов. Создание линии IMG-A1 позволило преодолеть ключевые ограничения существующих моделей, связанных с нестабильностью первичных культур и нефизиологичностью опухолевых клеточных линий. Клетки гранулезы, выделенные из ранних антральных фолликулов мыши, были иммортализованы путем введения гена человеческой теломеразы (hTERT), что обеспечило их способность к делению при сохранении нормальной морфологии и функциональных свойств. Клетки экспрессируют рецепторы к фолликулостимулирующему гормону и не экспрессируют рецепторы к лютеинизирующему гормону, что соответствует ранним стадиям развития фолликулов. Авторы подчеркивают, что новая линия клеток представляет собой высокорелевантную модель для фундаментальных и прикладных исследований в области репродуктивной биологии. IMG-A1 адекватно реагирует на гормональную стимуляцию и позволяет воспроизводить патологические состояния, включая синдром поликистозных яичников. Разработка подобных клеточных систем рассматривается как важный шаг к созданию технологий дозревания половых клеток in vitro и развитию новых подходов к лечению бесплодия.

Зоологи МГУ описали новое семейство голожаберных моллюсков и назвали его в честь японских гражданских ученых #наука_мгу Ученые Зоологического музея МГУ с коллегами описали новый вид голожаберных моллюсков, открытых японскими гражданскими учеными. Морские обитатели всегда привлекают любителей погружаться с аквалангом всевозможными формами и красками, а их разнообразие уже не одно столетие является предметом исследований ученых-биологов, которые продолжают делать новые научные открытия. Иногда такие открытия происходят благодаря искреннему интересу к живой природе людей, чьи профессии исходно далеки от науки – гражданских ученых. Гражданские ученые подчас встречают на морском дне необычных обитателей и дают профессиональным биологам новый материал для подробного изучения в научных лабораториях с применением самых современных методик. В теплых, тропических и субтропических водах Тихого океана, время от времени встречался загадочный голожаберный моллюск, точное систематическое положение которого вплоть до настоящего времени оставалось неизвестным. В популярных цветных атласах-определителях, без проведения глубокого систематического и эволюционного анализа, его относили то к одному, то к другому роду или семейству. Эти загадочные моллюски были обнаружены и в водах Японии. Японский гражданский ученый Юго Икеда в течение нескольких лет наблюдал этих моллюсков совсем недалеко от Токио, но точно не знал, как их систематизировать и называть. Он рассказал о своих находках эксперту в этой области – ведущему научному сотруднику Зоологического музея МГУ Александру Мартынову, который занимается изучением голожаберных моллюсков уже более трех десятков лет и свою диссертацию посвятил голожаберным моллюскам Японского моря и прилегающих морей. Так, благодаря подлинному интересу к научным знаниям и внимательности Юго Икеда, собранные им и другими японскими гражданскими учеными экземпляры этих загадочных моллюсков стали доступны для детального изучения в лаборатории. Ученые-биологи Зоомузея МГУ — энтузиасты своего дела, но далеко не все районы мирового океана доступны для их исследований. Поэтому помощь гражданских ученых из разных стран открывает новые возможности для их научной работы и вносит неоценимый вклад как в уточнение систематического знания и открытие новых видов, так и в понимание эволюционной истории морских животных в целом. А японские гражданские ученые теперь обладают точным знанием о научных названиях неизвестных ранее моллюсков и их систематике.