Шитье и кройка ДНК стали точнее

Про технологию CRISPR/Cas — эдакие универсальные геномные ножницы — в последние годы сказано очень много. Метод позволил без особых усилий редактировать в лаборатории практически любую ДНК: разрезать ее в нужных местах и при надобности заменять отдельные участки на другие, получая на выходе генетически модифицированный организм с заданными свойствами. По идее, эта технология могла бы помочь в будущем не только создавать ГМО животных и растений, но и помочь людям с генетическими заболеваниями…

Токсичный и жизненно необходимый

Кислород — один из важнейших элементов на Земле. За годы своего существования жизнь на Земле приспособилась к кислородной атмосфере, и теперь большинство эукариотических организмов использует кислород, чтобы получать энергию в процессе дыхания. Нобелевскую премию по физиологии и медицине за 2019 год получили Грегг Семенза, сэр Питер Рэтклифф и Уильям Кэлин за фундаментальные работы, раскрывающие детали того, как эукариотические клетки воспринимают кислород из окружающей среды и адаптируются к его уровню.

Нобелевка в каждом кармане

В 2019 году Нобелевскую премию по химии за вклад в создание литий-ионных аккумуляторов получили трое ученых — Акира Ёсино, Стэнли Уиттингем и Джон Гуденаф. Это событие, разумеется, всколыхнуло и обрадовало всю научную общественность, прямо или косвенно связанную с электрохимическими источниками тока в частности, и материаловедением вообще. В этой статье мы постараемся разобраться с двумя вопросами: во-первых, почему премию дали именно за литий-ионные аккумуляторы (ЛИА), а во-вторых, почему ее удостоились именно эти трое ученых.

Холодный термояд à la Google

Физическую природу нестабильности элементов удалось понять лишь в 1930-е годы, когда появилась квантовая механика, были открыты нейтроны и нейтрино и созданы теории альфа- и бета-распада. Однако за пару десятилетий до того в научной печати не раз сообщалось о новооткрытых трансмутациях, которые, как мы сейчас понимаем, были решительно невозможны. Когда эта невозможность была осознана на базе новой физики, такие сенсации стали уделом фриков. Тридцать лет назад эта тенденция была нарушена, причем с большим шумом.

Генетически модифицированные дрожжи для производства каннабиноидов

Исследователи из Университета Калифорнии (Беркли) внедрили в дрожжи гены посевной конопли (Cannabis sativa). В результате этой метаморфозы метаболизм микроорганизмов поменялся, и они получили способность вырабатывать каннабиноиды. Биохимики из Беркли, работающие под руководством Джея Кислинга (Jay Keasling), предложили новый способ наработки количеств каннабиноидов, достаточных для медицинских исследований. Они предположили, что возможен биосинтез этих веществ генетически модифицированными организмами, и создали дрожжи Saccharomyces cerevisiae…

Химия — это магия

Одним из лауреатов национальной стипендии L’Oreal-ЮНЕСКО 2018 года стала Екатерина Скорб, канд. хим. наук, профессор и зав. лабораторией Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. С красным дипломом окончив Белорусский государственный университет, она обучалась в аспирантуре БГУ и Институте коллоидов и межфазных поверхностей Макса Планка (MPIKG, Потсдам, Германия). С сентября 2017 года Екатерина работает в Университете ИТМО, создав группу «Инфохимия».

Химия и химики на монетах мира — 5. По всему миру

Финляндия в 1995 году выпустила тиражом 40 тыс. экз. серебряную монету (Ag-925) номиналом 100 марок, посвященную финскому биохимику Арттури Илмари Виртанену. Виртанен изучал фиксацию атмосферного азота бобовыми растениями, механизм образования в растениях витаминов и пигментов. В 1928–1929 годах разработал метод консервации кормов. В 1945 году получил Нобелевскую премию по химии. Виртанен был очень плодовитым ученым: им опубликовано более 1300 работ; 44 его ученика стали докторами наук…

Вирус лишили сладкого

Острая респираторная вирусная инфекция, или попросту насморк, сильно портит нам настроение и самочувствие. Более половины случаев ОРВИ вызваны риновирусами. Эти вирусы широко распространены и неплохо изучены, тем не менее лекарства от них нет. Но специалисты Венского медицинского университета под руководством доцента Иоганнеса Штёкля и доктора Гвидо Гвальдони нашли способ помешать развитию вируса, изменив метаболизм зараженных клеток.

Конец темных веков

В начале марта 2018 года в Nature опубликована статья про результат астрономических наблюдений, который интерпретируется как свидетельство массового рождения первых звезд во Вселенной возрастом около 180 млн лет. Статья вызвала заметный отклик в СМИ. Для того, чтобы представить результат широкому кругу читателей, требуется экскурс в историю молодой Вселенной.

Кем был «невозвращенец» Ипатьев

Академик Владимир Николаевич Ипатьев — отец современного гетерогенного катализа в органической химии и нефтехимии, автор каталитического крекинга, на котором основано получение современных моторных топлив и полимерных материалов, и одновременно великий организатор химической науки и промышленности России. Выделим пять характерных этапов жизни Ипатьева…

Рекордно большая молекула в межзвездной среде

До недавнего времени самой большой достоверно идентифицированной молекулой в молекулярных облаках считалась молекула цианополиина. Об ее обнаружении в облаке TMC-1 было объявлено в статье М. Белла и его коллег, и на протяжении почти двадцати лет она оставалась единственным 13-атомным соединением, включенным в списки межзвездных молекул…

Защита томата

Когда на растение нападают травоядные насекомые, оно сопротивляется. В его арсенале есть разные химические средства, позволяющие отогнать вредителя, умерить его аппетиты или приманить хищников. Возможно, скоро растения начнут стравливать своих поедателей друг с другом. Такой метод защиты в естественных условиях пока не описан, однако в лаборатории о нем уже задумываются. Одно из эффективных средств защиты от травоядных насекомых — жасмоновая кислота. В «мирной жизни» это фитогормон, регулирующий образование семян, рост корней, развитие пыльцы и созревание плодов. Повреждение листьев тоже вызывает синтез жасмоновой кислоты, и тогда это соединение стимулирует образование защитных ферментов: полифено-локсидазы и ингибиторов протеиназы…

Зомби-гены обонятельных рецепторов

Всякий геном содержит псевдогены — последовательности ДНК, бывшие когда-то полноценными генами и утратившие функциональность в результате мутаций. Недавно швейцарские ученые под руководством ассоциированного профессора Лозаннского университета Ричарда Бентона (Richard Benton) обнаружили, что псевдогены, несмотря на поломку, могут быть вполне функциональны. Авторы исследования предложили для них новое название — псевдопсевдогены.

Технологии будущего

Громко стартанув в 2009 году, программа нанотехнологического развития страны тихо почила в бозе. СМИ больше не пестрят заметками о победах Роснано и выпускаемой ими нанопродукции. Между тем ниву нанотехнологий продолжают терпеливо вспахивать в академических институтах обычные ученые за малые деньги. Только в Институте теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН, что в подмосковном Пущино, с которым мне приходится тесно сотрудничать, есть несколько нанотехнологических проектов для биологии и медицины.

Жизнь, отданная науке. К 70-летию со дня рождения генетика Е. В. Ананьева (1947–2008)

Множество важных научных открытий подарил миру ХХ век, в том числе в области биологии и генетики. И одним из таких открытий является обнаружение мобильных генетических элементов. Трудно представить, что существование подвижных элементов в геноме всего несколько десятилетий назад казалось настоящей фантастикой. Точку в этом вопросе, положившую конец всем сомнениям, поставила группа советских ученых, которые первыми обнаружили в 1976 году мобильные элементы в геноме дрозофилы. Одним из них был замечательный ученый Евгений Витальевич Ананьев.

Памяти А. А. Абрикосова

Последние полгода стали скорбными для мирового сообщества физиков-теоретиков: один за другим ушли из жизни такие яркие представители физики ХХ века, как Л. В. Келдыш, Л. П. Горьков, С. Т. Беляев, Л. Д. Фаддеев и, на прошлой неделе, А. А. Абрикосов. Об огромном научном наследии выдающегося физика-теоретика, лауреата Нобелевской, Ленинской, Государственной и многих других премий, члена РАН и Национальной академии наук США, почетного доктора десятка университетов мира можно говорить долго. С его именем связаны многие открытия теории конденсированных сред, квантовой электродинамики, однако в историю А. А. Абрикосов вошел как создатель теории сверхпроводимости второго рода. Что же касается подробностей, у меня сохранилась…

Вода как топливо будущего

Известно, что основным препятствием на пути к всемерному внедрению возобновляемых источников энергии (прежде всего энергии солнца) оказываются проблемы накопления этой самой энергии и ее транспортировки. Аккумуляторы недешевы и громоздки, да и при преобразованиях световой энергии в электричество, а затем в механическую энергию неизбежны существенные потери. И как при этом не вспомнить о процессах фотосинтеза, присущих листьям обычных растений, что позволяют запасать солнечную энергию в виде химических соединений?

Депрессия: мифы и реальность

По официальной статистике Всемирной ассоциации здравоохранения, в мире 350 млн человек нуждаются в медицинской помощи в связи с депрессией. И количество людей, которым ставят такой диагноз, постоянно растет… Новосибирские ученые получили грант Российского научного фонда на исследование склонности к депрессии и особенностей организации осцилляторных сетей мозга. У этого комплексного проекта, в котором участвуют и генетики, и физиологи, и психологи, уже появились первые результаты. Рассказать о них мы попросили вед. науч. сотр. лаборатории дифференциальной психофизиологии Института физиологии и фундаментальной медицины, зав. лабораторией биологических маркеров социального поведения человека при гуманитарном факультете НГУ, ст. науч. сотр. Института цитологии и генетики СО РАН Александра…

Ликбез XXI века: недетские вопросы

22 апреля в крупных городах России пройдет образовательно-просветительская акция «Всероссийская лабораторная». Офлайн-площадки откроются в вузах, школах, научных институтах, музеях, библиотеках и кафе, а виртуальная «Лаба» будет активно работать на сайте www.roslaba.org. Тема акции — «НеДетские вопросы». Что может быть быстрее света? Чем живое отличается от неживого? Почему люди делятся на мужчин и женщин? О деталях этого мероприятия спецкор ТрВ-Наука Алексей Огнёв поговорил с одним из организаторов, научным журналистом Александром Сергеевым, редактором сайта Комиссии по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований при Президиуме РАН.

Уиллард Либби и его радиоуглеродный метод

В 1955 году в Женеве проходила Международная конференция по мирному использованию атомной энергии. Выступление одного из докладчиков началось необычно. Он вышел на трибуну с большим чемоданом, вынул из него старую плетеную обувь и объявил, что ее носил житель Северной Америки 9500 лет назад. Затем извлек из чемодана обломок деревянного весла и сказал, что оно изготовлено в Древнем Египте 3000 лет назад. Каким образом докладчик узнал об этом? Дело в том, что на трибуне стоял разработчик радиоуглеродного метода датировки археологических артефактов, будущий лауреат Нобелевской премии американский физикохимик Фрэнк Уиллард Либби.

Неоднозначность стоп-кодонов

Языки людей неоднозначны, многие слова в них имеют не одно, а несколько значений. Обычно мы улавливаем смысл исходя из контекста сказанного. У клеток свой язык, который они используют при синтезе белка. Это генетический код, состоящий из 64 нуклеотидных триплетов (кодонов), 61 из которых, смысловые, кодируют определенные аминокислоты, а три стоп-кодона вызывают завершение синтеза белковой молекулы (трансляции). Но кодоны, оказывается, могут иметь разный смысл, и, чтобы его понять, приходится, опять-таки, ориентироваться на контекст.

«Петух пожирает лису». История химической номенклатуры

У каждого вещества — неорганического или органического — должно быть свое название. Иначе ни химики, ни обычные люди, даже говорящие на одном языке, не будут понимать друг друга. Для этого и служит четко установленная международная номенклатура неорганических и органических веществ (на латыни nomenclatura — называние имен). Но так было не всегда. Еще менее 300 лет назад в этом вопросе был полный произвол, идущий с алхимических времен…

Почему наномашины уже созданы, а нанокомпьютер еще нет?

В прошлом номере ТрВ-Наука речь шла о вкладе трех нобелевских лауреатов этого года по химии в создание наномашин. Сравнительно легко было объяснить суть достижений каждого лауреата, потому что вряд ли найдется человек, который не знает, что автомобиль — ездит, мотор — крутится, челнок — снует взад-вперед (потому и космический корабль, летающий туда-сюда, назвали шаттлом). Что делает компьютер, тоже все знают: говоря самыми общими словами, обрабатывает информацию. А вот как он это делает? И почему молекулярные наномашины уже есть, а молекулярный нанокомпьютер, о котором, так же как и о наномашинах, «дискутировал для забавы» больше 50 лет назад Ричард Фейнман, до сих…

Химики сделали то, о чем давно мечтали физики

В декабре 1959 года Ричард Фейнман на рождественском обеде Американского физического общества в Калифорнийском технологическом институте прочитал лекцию «Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики». В этой лекции Фейнман фантазировал о возможности миниатюризации разных технических устройств. Сейчас, в эру нанотехнологий, эта лекция стала знаменитой, а тогда к идеям Фейнмана никто не отнесся всерьез. Но вот химики сделали то, о чем мечтал Фейнман. В 2016 году Нобелевскую премию по химии получили Жан-Пьер Соваж (Jean-Pierre Sauvage), Бернард Феринга (Bernard Feringa) и Фрезер Стоддарт (Fraser Stoddart) — «за дизайн и синтез молекулярных машин».

Молекулярные машины — красивый образ, мечта или реальность?

В день присуждения Нобелевской премии по химии 2016 года Жан-Пьеру Соважу, Бернарду Феринге и Фрезеру Стоддарту «за дизайн и синтез молекулярных машин» редакция ТрВ-Наука обратилась ко мне с просьбой дать комментарий по этому поводу. Я согласилась: хорошо знаю работы лауреатов, неоднократно пересекалась с ними на различных конференциях, начиная с уникальной по концентрации нобелевских лауреатов конференции, посвященной столетию формулировки принципа «ключ — замок», проведенной в 1994 году в Бирмингеме Стоддартом.

Неукротимая плазма ITER

Исследовательский реактор ITER на юге Франции, в Кадараше, - это очень дорогой многолетний проект. Его бюджет составляет около 20 млрд долл., а первую плазму получат в 2025 году. Сейчас идет изготовление и монтаж частей токамака, готова вакуумная камера. А ученые всё еще ищут решения проблем, без которых проект полностью не состоится. Их обсуждали на 43-й конференции по физике плазмы, прошедшей в июле в Бельгии под эгидой Европейского физического общества.

Авторы и соавторы

О том, что Периодическую таблицу химических элементов придумал Менделеев, знает каждый, кто учился в средней школе.