как называется наука о животных

Ещё чуть-чуть и будем выращивать себе детей.

Первые пациенты начали получать персонализированные мРНК-вакцины от рака

Это Эллиот Пфебве, 55-летний преподаватель, у которого был обнаружен рак кишечника во время рутинного осмотра. Он стал первым пациентом программы Cancer Vaccine Launch Pad, запущенной Национальной службой здравоохранения Великобритании.

Вакцины от рака - это разновидность иммунотерапии. Они созданы, чтобы помогать иммунной системе человека распознавать и затем уничтожать раковые клетки, таким образом предотвращая повторное развитие опухоли.

Вакцины создаются персонально для каждого пациента. Процесс занимает несколько недель. В ходе операции по удалению берется биопсия опухоли, отправляется в лабораторию, где секвенируется ее геном и определяются мутации, которых нет у здоровых клеток. Алгоритм на основе машинного обучения определяет, какие из этих мутаций отвечают за рост опухоли, а также какие из аномальных протеинов, кодируемых этими мутациями, скорее всего вызовут иммунный ответ. А потом синтезируется мРНК для самых многообещающих антигенов и создается индивидуальная вакцина, которая вводится пациенту.

Вакцина от колоректального рака создана компанией BioNTech по той же технологии, по которой BioNTech вместе с Pfizer создали вакцину от Ковида.

Пока рано говорить о том, что первый пациент был полностью излечен, но по словам ведущего исследователя, доктора Виктории Кунене, результаты очень многообещающие.

Вакцины не заменят операции, химиотерапию и радиационную терапию в ближайшем будущем, но станут дополнительным оружием в борьбе с раком.

Десятки пациентов уже вошли в программу Cancer Vaccine Launch Pad, планируется набрать еще несколько тысяч. Первые испытания сосредоточатся на раке кишечника, кожи, легких, мочевого пузыря, поджелудочной и почек. Другие разновидности будут охвачены в будущем.

Исследователи работали над вакцинами от рака не один десяток лет, и вот наконец пришло время, когда они могут принести пользу пациентам.

Тромбоциты восстановили когнитивные способности стареющего мозга

Ученые из Австралии обнаружили необычные свойства вещества, которое вырабатывается тромбоцитами после занятий физкультурой. Интересно, что им можно воспользоваться даже без спорта.

Гиппокамп мыши. Микроскопическое изображение в искусственных цветах

Многие исследования показывают, что регулярные физические упражнения замедляют возрастное ухудшение когнитивных способностей, а также служат хорошей профилактикой болезни Альцгеймера. Эксперименты на животных подтвердили, что физическая активность приводит к возникновению новых клеток в гиппокампе (участвует в формировании памяти) — части мозга, отвечающей за обучение, долговременную и кратковременную память — и выработке экзеркинов (сигнальные молекулы, которые несут пользу для здоровья).

Однако о молекулярных механизмах того, как физкультура улучшает мозг, и о том, что именно выступает источником выработки экзеркинов, было мало что известно.

Несколько лет назад группа ученых из Квинслендского университета (Австралия) в экспериментах на молодых мышах выяснила, что при физических нагрузках у животных вырабатывается особый хемокин — тромбоцитарный фактор 4 (PF4), авторы называют его экзеркином PF4. Исследователи также узнали, что за выработку PF4 отвечают тромбоциты — безъядерные клетки, которые, как считалось ранее, ответственны лишь за свертывание крови при кровотечениях. Когда этот экзеркин доставлялся в мозг мышей, он способствовал образованию новых клеток (нейрогенез) в гиппокампе.

Теперь же ученые провели новые эксперименты, уже на пожилых мышах. В частности, они попытались выяснить, как тромбоциты и экзеркины повлияют на мозг этих грызунов и сможет ли PF4 «запустить» нейрогенез в гиппокампе, а также замедлить снижение когнитивных способностей. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Для эксперимента ученые взяли две группы старых мышей. Первой вводили физраствор, а второй — вещество PF4, после чего смотрели, как изменятся их способность к обучению и память, то есть функции, связанные с работой гиппокампа.

Грызуны, которым вводили PF4, показали лучший результат в тестах на память и обучение, чем мыши, которым вводили физраствор. Ученые пришли к выводу, что у старых животных из второй группы произошло омоложение мозга, «запустился» нейрогенез и улучшились когнитивные способности.

«Наше исследование показало, что экзеркин PF4, который вырабатывается тромбоцитами после тренировок, омолаживает мозг и улучшает когнитивные способности у пожилых особей», — объяснил Одетт Лейтер, ведущий автор исследования.

Лечение на основе вещества PF4 не станет полноценной заменой физическим упражнениям, подчеркнули ученые. Однако для пожилых, не способных заниматься спортом из-за проблем с подвижностью, как и для более молодых людей, ленящихся упражняться, это открытие может быть весьма полезно. Пусть экзеркин PF4 — лишь суррогат нормальных упражнений, который не может омолодить организм так же, как спорт, для тех, кому недоступен полноценный аналог, интерес может представлять и такой заменитель.

В будущем австралийские ученые планируют провести испытания на людях, но прежде они намерены выяснить, как мыши с болезнью Альцгеймера реагируют на PF4.

Статья спизжена отсюда

Новый модуль «Наука» отправил МКС в беспорядочное вращение, случайно включив двигатели.

Международная космическая станция (МКС) пришла в беспорядочное движение из-за нового российского модуля «Наука». Причиной стали его двигатели, которые самопроизвольно включились. Об этом стало ясно из переговоров экипажа МКС с Центром управления полётом.

После стыковки модуля с МКС космонавты Олег Новицкий и Петр Дубров начали подготовку к открытию люков между модулями «Звезда» и «Наука». По информации, которая поступает по трансляции NASA, они начали открывать внутренний люк «Звезды», но в этот момент, около 19:45 по московскому времени самопроизвольно включились двигатели «Науки».

Чтобы стабилизировать положение МКС, пришлось включить двигатели модулей «Звезда» и «Прогресс». Сейчас положение станции и пристыкованных модулей нормализованы. «Стабильное положение станции восстановлено», — заявил представитель американского ЦУП в Хьюстоне. 

Update.

NASA отложило запуск к МКС после инцидента с российским модулем 
Запланированный на 30 июля запуск корабля Starliner к Международной космической станции (МКС) отложен после инцидента с российским модулем «Наука»

Ранее в NASA сообщили, что МКС развернулась на 45 градусов из-за внештатного включения двигателей модуля «Наука», пристыковавшегося к станции в четверг, 29 июля.

Биологи выяснили, как тихоходки выживают в экстремальных условиях

Долгое время для исследователей оставалось загадкой, как именно тихоходки запускают анабиоз, при котором их тело высыхает и выглядит словно безжизненный шар. В таком состоянии эти животные могут переносить холод, голод, засуху на протяжении нескольких лет. К ответу на вопрос приблизились американские биологи.

ссылка на гифку

Тихоходка под микроскопом

Тихоходки (Tardigrada) — восьминогие микроскопические беспозвоночные, которых еще называют «маленькими водяными медведями» из-за их ног, отдаленно напоминающих лапы медведя. Тихоходок по праву можно назвать самыми живучими существами на земле: считается, что они способны пережить любой апокалипсис.

Эти животные десятилетиями могут находиться под водой, выдерживать температуры ниже минус 200 градусов Цельсия и на протяжении нескольких лет жить в жидком кислороде при минус 193 градусах. Также тихоходка годами способна существовать без еды, воды и кислорода, вполне комфортно чувствует себя в открытом космосе и хорошо переносит воздействие радиации.

В экстремальных условиях у тихоходок повышается уровень стресса, и они переходят в состояние анабиоза, при котором втягивают свои конечности, резко сокращают запасы воды. Тело высыхает и выглядит как безжизненный шар (или тун — так называют шарообразную форму тихоходок в анабиозе). Во время глубокой спячки метаболизм тихоходок замедляется до 0,01 процента от его нормальной скорости. Такое состояния значительно повышает шансы на выживание.

Тихоходка в анабиозе

Пока тихоходки находятся в анабиозе, их легко переносят ветер и вода. Когда животные попадают в благоприятные условия, уровень стресса возвращается к норме, и они «оживают». Важно отметить, что эти существа не процветают в экстремальных условиях, а просто их переживают.

Ученые давно пытаются понять, какие именно механизмы отвечают за состояние «туна», то есть за превращение тела тихоходок в «безжизненный шар». К ответу приблизилась группа американских исследователей из Университета Маршалла и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле. Результаты работы опубликованы в журнале PLoS One.

Чтобы вызвать у тихоходок «тун», биологи подвергли животных воздействию высоких концентраций перекиси водорода, сахара и соли при температуре минус 80 градусов. В эксперименте использовали вид тихоходок Hypsibius exemplaris, который выращивали в лаборатории в одно- и двухлитровых колбах на протяжении нескольких недель. Затем их переносили в чашки Петри, где испытывали и изучали с помощью микроскопов и масс-спектрометрии, позволяющей исследовать и анализировать вещества.

Ученые обнаружили, что когда у тихоходок повышался уровень стресса, они вырабатывали высокореактивные молекулы — внутриклеточные активные формы кислорода (свободные радикалы). Затем эти свободные радикалы вступали в реакцию с другими молекулами и окисляли аминокислоту под названием цистеин — важный компонент многих белков и ферментов. Такие реакции заставляли белки менять свою структуру и функции, «оповещая» организм о наступлении анабиоза.

Также тихоходка, снимок сделан с помощью растрового электронного микроскопа

Когда же исследователи подавляли высвобождение высокореактивных молекул с помощью антиоксидантов, то есть не допускали окисления цистеина, тихоходки не могли больше испытывать стресс, а значит, и перейти в состояние «туна».

«У тихоходок цистеин работает как своего рода регулирующий датчик. Он позволяет этим животным чувствовать окружающую среду и реагировать на стресс», — пояснила Лесли Хикс (Leslie Hicks), участвовавшая в исследовании.

Авторы научной работы отметили, что их открытие хотя полностью и не раскрывает всех механизмов, позволяющих тихоходкам превращаться в «безжизненный шар», значительно приближает к ответу на этот вопрос.

В новых исследованиях ученые хотят выяснить, можно ли считать окисление цистеина универсальным механизмом защиты у всех видов тихоходок. Биологи уверены, что их данные помогут коллегам в будущем лучше понять процессы старения и даже то, как сделать долгосрочные космические путешествия безопасными для человека.

Статья спизжена отсюда

Шаг на пути к анабиозу человека: биологи научились вводить обезьян в спячку

Пока учёные не придумали способов путешествия быстрее света, полёты к звёздам для человека остаются крайне сложным делом из-за ограниченности человеческой жизни и огромных расстояний между светилами.

Более-менее реалистичными пока представляются два варианта – корабль поколений, на котором поколения сменяют друг друга сотни и тысячи лет, или же искусственный анабиоз, во время которого человеческий организм почти не функционирует.

Ещё один шажок по второму пути сделали китайские специалисты из Шэньчжэньского института передовых технологий при Китайской академии наук. Им удалось при помощи определённых химических веществ вызвать у обезьян состояние, напоминающее зимнюю спячку. Результаты работы были опубликованы в журнале The Innovation.

Активировав часть нейронов из преоптической области гипоталамуса макак-крабоедов, учёные смогли вызвать у последних гипотермию. Таким образом учёные продемонстрировали возможность управления регулировкой температуры тела у приматов.

Некоторые животные умеют впадать в состояние спячки (зимняя спячка называется гибернацией), позволяющее им переносить слишком низкие температуры или низкое содержание кислорода в воздухе. В таких случаях температура тела падает, метаболизм замедляется до минимума, позволяя телу оставаться живым и тканям не атрофироваться.

Среди приматов спячка – крайне редкое явление. Человек обычно не умеет входить в такое состояние, однако наука зафиксировала несколько случаев, когда такое происходило случайно. Самый долговременный пример – случай с Мицутака Утикоси, 35-летним японцем, проведшим 24 дня без еды и воды, а потом полностью восстановившимся.

Учёные обнаружили, что N-оксид клозапина — синтетическое лекарственное средство, используемое в основном в биомедицинских исследованиях – способно вызывать гипотермию как у макак под наркозом, так и у активных бодрствующих зверьков.

В итоге данной работе впервые у приматов была успешно вызвана гипотермия путём воздействия на определённые нейроны.

Скоро, во всех смартфонах..

Учёные из Университета штата Пенсильвания разработали стекло LionGlass, которое выдерживает 10-кратные по сравнению с обычным стеклом нагрузки и производится со значительно сниженным уровнем выбросов углекислого газа. Будущее остекление может стать легче и прочнее, а также требовать меньших затрат на производство.

Теория Игр

Приветствую вас уважаемые пидоры и пидорессы. Последние несколько лет я  активно изучаю и использую на практике раздел математики, который называется "Теория Игр". Научная степень и работа, связанная с сабжем прилагаются. Мне было бы интересно рассказать об этом разделе науки, а быть может и поговорить на отдельные темы, если тут имеются пидоры-коллеги.

Про сабж

История возникновения и всякие первенства в формулировании основных принципов - отдельный срач. Однако где-то в районе середины 20го века в этом направлении было сделано довольно много, что бы сформулировать основные постуулаты и законы. В дальнейшем их развивали и допиливали, но главное в том, что ТИ начала давать практические результаты и ей занялись всерьёз.

Тут важно сразу отметить следующее: в английском языке слово "game" имеент очень широкое значение. Game Theory - это не столько про игры, сколько про "состязания" или "борьбу". Вахаёбы, Дюнаёбы и историки Первой Мировой могли слышать  выражение "Big Game" - великие противостояние. Таким образом "Теория Игр" - это математическая теория, которая моделирует стратегические противостояния. Моделирует - значит создаёт некие модели, которые могут предсказать события, найти компромисы или оптимальную стратегию в противостоянии. Пример: одна из Нобелевок (ха-ха я в курсе, что это на самом деле не Нобелевка) ушла за обоснованый выбор лучшего формата аукционов. Аукцион второй цены - лучший способ распределить ресурсы тем, кому они действительно нужны, по справедливой цене. Однако игры оооочень часто используют что бы объяснить какие-то закономерности на простом примере. По этой причине часто возникают занятные срачи, в которых десяток профессоров с мировым именем срутся из-за детской игры.

Частоупоминаемые подразделы сабжа

War Games - моделирование военных конфликтов и противостояний.
Business War Games - схожая область применения, моделирующая противостояния в бизнесе.Кооперативная теория игр - моделирование взаимодействий, где нужно договариваться и достигать общих целей.Некооперативная теория игр (теория игр с нулевой суммой) - на самом деле самый старый раздел, который моделирует стратегические противостояния.
Биологическая (эволюционная) теория игр - использование механизмов теории игр для объяснения процессов эволюции, поведения животных и прочих штук, интересных биологам.

Собственно в чём идея. Для ситуации, где 2 и больше персонажа хотят одного и того же, мы можем выписать возможные стратегии персонажей. Для каждой стратегии мы можем определить затраты. Для каждого сочетания стратегий персонажей мы можем определить что получит каждый из персонажей. Собственно уже тут можно сказать какая стратегия лучше (минимум затрат, максимум результата). Теория Игр на минималках - это фреймворк для аккуратного выписывания всех стратегий и результатов, а в последствии их сравнения. Сабж даёт возможность поотбрасывать туеву хучу вариантов развития событий при помощи простых расчётов. Вместо сложных конструкций типа "если то сделает это, то вот тот сделает то и потом они все получат..." мы получаем что-то типа 5 < 6, 6 < 17 ну или типа того... Выглядит не очень сложно, но если учесть, что возможных исходов может быть до чёрта, то способ отбрасывать их пачками с помощью расчётов - это прям хорошо. В таком виде ТИ ехала до прихода психо-няшки Нэша, который понял, что в этом бардаке стратегий и результатов ооочень часто есть равновесное положение, в котором каждый из участников будет применять одну единственную стратегию, потому что всё остальное просто работает хуже. Нэш не просто понял это, а выкатил простенький мат аппарат, который позволял это считать. Опять же вроде просто, но оказалось, что:
если ты считаешь быстрее, чем участники дуплятся, то ты натурально можешь предсказать будущее;
в ряде случаев то самое равновесие не очевидно для учасников;
ты можешь обосновано предложить учасникам выход из ситуации, а не просто качать права.

Вооружившись равновесием Нэша всякие сложности начали считать ещё быстрее и эффективнее. Один из самых востребованных разделов ТИ - алгоритмы расчётов равновесия для взаимодействий на 100500 человек.

Поблемы сабжа

Основной проблемой сабжа является то, что все допущения делаются на основе постулата о том, что все участники рациональны. В некоторых ситуациях это действительно так. Аукционы, дорожное движение, торговля - это те сферы, где ТИ работает как часы и прогнозы удивительно точны. Однако во многих ситуациях разумные люди начинают вести себя нерационально и всё летит... С другой стороны ТИ очень четко выкупает моменты, когда участники взаимодействий делают нерациональные поступки. Это позволило начать собирать материалы для изучения такого поведения, во многом сформировав поведенческую экономику.

Кроме этого есть ряд моментов, в которых ТИ не совсем работает в плане формирования реального набора стратегий. К этой пачке проблем относится и дея о том, что все соблюдают правила. Одно из новых направлений - ТИ с нарушением правил. Другим сложным аспектом является учет внешних факторов.

Отдельным краеугольным камнем ТИ является информация. Базовая ТИ делает допущение, что у всех участников взаимодействия одинаковая и идеальная информация о взаимодействии и мире вообще. А что если это не так?.. Как будут вести себя учасники и где будет равновесие. Эти вопросы породили отдельное направление, изучающее информационные процесы в стратегических взаимодействиях.

Где это применяется

Да практически везде. Базовые постулаты и инструменты ТИ растащили во многие сферы. Начнем с того, что половина из основопологающих идей писалась для так называемой "Теории принятия решений", а вторая половина используется и там и там. Сабж появился сильно позже и многие вещи существуют как бы в двух теориях одновременно.

Вояки поняли, что можно сильно облегчить анализ боевых действий и предсказывать наиболее вероятные ходы противника. Маркетологи поняли, что маркетинговые стратегии отлично вписываются в мат аппарат ТИ и можно сильно упростить выбр действий. Тут сильно помогла Гугл аналитика и её аналоги, собирая даные про действия пользователей. Социологи разработали множество подходов для прогнозирования поведения масс, используя элементы ТИ. Биологи чё-то прогнозируют с генами и поведением стай (я тут не силён - извините). И многое, многое, многое другое...

Понятие "стратегическое взаимодействие" навсегда стало ассоциироваться с сабжем и даже простая организация даных происходит по правилам ТИ. Фишка в том, что мат аппарат ТИ сильно похож на простую рациональную логику: если я сделаю А, а мой соперник Б, то я получу Х, это более универсально, чем может показаться.

Надеюсь понравилось или было полезным. Задавайте вопросы - постараюсь ответить.

Ученый Максим Никитин совершил фундаментальное открытие в области генетики

Руководитель направления «Нанобиомедицина» университета «Сириус», заведующий лабораторией МФТИ Максим Никитин открыл механизм «молекулярной коммутации» ДНК, который меняет представления в биологии. Результаты исследования опубликованы в одном из самых авторитетных научных журналов Nature Chemistry.

Открытый фундаментальный феномен может быть ключом к познанию тайн генетики, сложных заболеваний, мгновенной памяти и старения до вопросов возникновения жизни на Земле и ее эволюции. Кроме того, позволит качественно улучшить специфичность генной терапии и безопасность ДНК/РНК-вакцин за счет выявления и снижения побочных реакций на препараты во время лечения.

Более 70 лет считалось, что ДНК хранит и обрабатывает информацию за счет структуры двойной спирали — однозначно соответствующих друг другу (комплементарных) молекулярных цепей. Никитин экспериментально доказал, что для эффективной обработки генетической информации ДНК совершенно не обязательно образовывать двойную спираль. ДНК может хранить и передавать информацию за счет слабоаффинных взаимодействий, реализующихся в том случае, когда молекулы имеют низкое «сродство» друг к другу. Более того, он показал, что так называемая короткая ДНК, даже максимально некомплементарная гену, может регулировать его работу.

Максим Никитин заметил, что в смеси, состоящей из коротких одноцепочечных и некомплементарных друг другу олигонуклеотидов, одновременно будут сосуществовать самые различные их комплексы. Варианты этих взаимодействий определяются «сродством» молекул и в общем случае описываются открытым еще в XIX веке законом действующих масс о зависимости скорости реакции от концентрации участвующих веществ. Такие комплексы будут связаны друг с другом и будут передавать информацию между собой, даже если какие-то два олигонуклеотида не связываются друг с другом напрямую.

Например, в самой простой системе из трех олигонуклеотидов — Х, А и В: если А и В не взаимодействуют друг с другом, они все равно могут передать друг другу информацию через посредника — «коммутатор» Х. При этом каждому из них достаточно взаимодействовать с Х очень слабо: увеличение концентрации А приведет к росту количества комплексов ХА, что снизит число комплексов ХВ, хотя А никак не взаимодействовало с В напрямую. Если же в системе находится большее количество олигонуклеотидов, то можно добиться передачи значительного объема информации.

Для того чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперед заданными взаимными аффинностями, в своей статье Максим Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего три суперкоротких олигонуклеотида длиной в семь азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др. При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1 000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов.

Кроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов (также некомплементарных).

Открытый фундаментальный феномен коммутации цепей ДНК имеет важное практическое значение. Он может улучшить специфичность генной терапии и безопасность ДНК/РНК-вакцин за счет выявления и снижения побочных (нецелевых) действий вводимых препаратов. Для этого требуется, конечно, создание программного обеспечения нового поколения, более точно предсказывающего слабоаффинное взаимодействие нуклеиновых кислот, а также анализирующего их вовлечение в различные естественные процессы, принимая во внимание механизм молекулярной коммутации. Но в итоге все это поможет минимизировать риски негативных последствий нецелевого редактирования генома пациента и снизить число нежелательных явлений в процессе лечения.