Метка: синтез

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.

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.

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…

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…

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…

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.

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.

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.

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 авто­био­гра­фия А. А. с переч­нем тех задач, кото­рые он сам счи­тал важ­ней­ши­ми из выпол­нен­ных в его жиз­ни.

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?

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 Саво­стья­но­ва.

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.

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.

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.

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…

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 пор еще не создан?

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».

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.

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.