Наука

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.