Наука
Манипуляции с эпигенетикой вернули память мышам с болезнью Альцгеймера
Для этого ученые использовали экспериментальный препарат WDR5-0103
ТАСС, 10 декабря. Молекулярные биологи вернули мышам с болезнью Альцгеймера часть потерянных воспоминаний, вернув в норму структуру эпигенетических меток на их нервных клетках. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science Advances.
Болезнь Альцгеймера возникает из-за того, что внутри клеток мозга накапливается патогенный белок бета-амилоид. Он представляет собой обрывки белка APP, который играет важную роль в формировании связей между нейронами.
По неизвестным причинам в организме некоторых людей переработка старых молекул АРР нарушается. В результате "обрезки" этого белка накапливаются в клетках и тканях мозга, и из них формируются токсичные саморазмножающиеся клубки. Они постепенно убивают нейроны, что в конечном итоге может привести к слабоумию и гибели человека.
Лекарств, которые могли бы замедлить или остановить этот процесс, пока не существует. Нет и действенных способов лечения, которые позволили бы восстановить утерянные воспоминания и умственные способности. Профессор Университета Буффало Чжэнь Янь и ее коллеги сделали первый шаг к решению этой проблемы. Они изучали, как при болезни Альцгеймера меняется структура эпигенетических меток.
Так ученые называют химические модификации либо самой ДНК (но без изменения последовательности нуклеотидов), либо связанных с ней белков. Подобные модификации могут менять работу генов. За последние годы ученые открыли десятки клеточных механизмов, которые благодаря эпигенетическим меткам повышают или понижают активность генов.
Генетические корни болезни Альцгеймера
Ученые предполагают, что из-за аномалий в структуре эпигенетических меток часто возникают серьезные нарушения в работе генома и белков. Из-за этих нарушений могут начинаться рак и другие серьезные болезни. Янь и ее коллеги предположили, что нечто похожее может происходить и при болезни Альцгеймера.
"Мы обнаружили, что неправильная структура белковой "упаковки" гена Sgk1 повышает его активность при развитии болезни Альцгеймера. Что интересно, аналогичные процессы, приводящие к смерти нейронов, происходят и при развитии других нейродегенеративных заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз или болезнь Паркинсона", – отметила Янь.
Биологи вырастили несколько мышей, которые предрасположены к этому заболеванию. Дождавшись того, что умственные способности мышей начнут нарушаться, исследователи проследили, как отличается уровень активности генов и структура эпигенетических у больных и здоровых мышей одного возраста.
Оказалось, что на поздних стадиях болезни Альцгеймера эти различия действительно есть. Поэтому ученые решили проверить, что произойдет, если попытаться вернуть состояние эпигенетических меток в исходное состояние с помощью экспериментального препарата WDR5-0103.
Эта процедура привела к сразу нескольким положительным последствиям. С одной стороны, концентрация токсичного тау-белка в нейронах мозга мышей значительно уменьшилась, что замедлило их гибель. С другой умственные способности грызунов и их память восстановились.
Сравнив уровень активности генов до и после этой процедуры, Янь и ее коллеги пришли к выводу, что положительные сдвиги в работе мозга больных животных были связаны с тем, что инъекции WDR5-0103 резко снизили активность гена и одноименного фермента SGK1, который управляет реакцией клеток на стресс. Из-за его чрезмерно высокой активности, как обнаружили ученые, в мозгу накапливаются токсичные формы тау-белка и нервные клетки мозга гибнут.
Дальнайшие опыты показали, что вещества, которые блокируют работу SGK1, подействовали на умственные способности мышей и их память так же, как и WDR5-0103. Это говорит о том, что подобные лекарства могут в перспективе стать одним из самых действенных средств для борьбы с последствиями развития болезни Альцгеймера, подытожили ученые.
Наука
Температуру фотосферы красных сверхгигантов впервые точно измерили
В частности, фотосфера Бетельгейзе оказалась холоднее Солнца примерно в 1,7 раза
ТАСС, 28 февраля. Японские астрофизики впервые точно измерили температуру фотосферы красных сверхгигантов – самых ярких, короткоживущих и больших звезд во Вселенной. Благодаря этому можно будет узнать, сколько еще будет существовать Бетельгейзе – ближайшее к нам светило подобного рода. Статью с описанием работы ученых опубликовал научный журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Красные сверхгиганты – это очень большие, яркие и холодные звезды, светимость и диаметр которых обычно в несколько сотен или тысяч раз больше Солнца. Они представляют собой одну из последних фаз эволюции особенно крупных звезд, которая начинается после того, как в них почти полностью закончится водород.
Как правило, такие светила обычно заканчивают свое существование вспышкой сверхновой. Но пока астрономы не могут точно предсказывать, сколько лет они проживут. Это связано с тем, что ученые до недавнего времени не могли определить точную температуру фотосферы этих звезд – нижнего слоя их атмосферы, в котором образуется большая часть излучения звезды.
Дайсукэ Танигути из Токийского университета (Япония) и его коллеги решили эту проблему. Они наблюдали за десятью близлежащими к Земле и хорошо изученными красными сверхгигантами, в том числе Бетельгейзе, с помощью спектрографа WINERED.
"Чтобы измерить температуру красного сверхгиганта, нужно найти хорошо заметные участки фотосферы звезды, на спектр излучения которых не влияли верхние слои их атмосферы. Кроме того, нет какой-то одной конкретной линии поглощения, которая бы однозначно указывала на температуру поверхности подобных звезд", – пояснил Танигути.
Подобные данные все же можно получить, если объединить данные о двух разных, но связанных друг с другом линий поглощения в инфракрасной части спектра. Они говорят о наличии в атмосфере красных сверхгигантов атомов железа.
Благодаря этому методу астрономы определили температуру фотосферы десяти близлежащих красных сверхгигантов с точностью в 30-70 кельвинов. В частности, для Бетельгейзе это 3618 кельвинов, что меньше температуры фотосферы Солнца примерно в 1,68 раза.
Астрофизики надеются, что эти уточненные оценки помогут теоретикам понять, какие процессы происходят в недрах подобных светил, а также сделать первые полноценные прогнозы по тому, насколько Бетельгейзе близка к превращению в сверхновую.
Наука
Средняя температура в центральной Арктике может возрасти на 20 градусов к 2100 году
Избежать повышения температуры не удастся даже в случае, если государства примут радикальные меры по перестройке промышленности, считают исследователи
МОСКВА, 28 февраля. /ТАСС/. Исследователи Института вычислительной математики имени Г. И. Марчука РАН рассчитали прогноз климатических изменений, согласно которому рост содержания парниковых газов в атмосфере к концу XXI века приведет к повышению на 20 градусов среднегодовой температуры воздуха в Арктическом бассейне. Об этом ТАСС в воскресенье сообщил ведущий научный сотрудник ИВМ РАН, доктор физико-математических наук Евгений Володин.
Авторы исследования, поддержанного грантом Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), создали модель климатической системы, которая учитывает перспективы изменений состояния атмосферы, океана, почвы и растительности, а также толщины морского льда с учетом роста уровня парниковых газов.
"Климатическая модель показывает, что наиболее сильное потепление произойдет именно в Арктике. Если придерживаться пессимистического сценария, при котором скорость эмиссии (загрязнения атмосферы парниковыми газами) будет только возрастать, то к концу XXI века потепление в Арктике может достигнуть 20 градусов", — сказал ученый.
Избежать повышения температуры воздуха в Арктике не удастся даже в случае, если государства примут радикальные меры по перестройке промышленности, считают исследователи.
"Даже при условии, если к 2050 году мировое сообщество добьется нулевого показателя выбросов парниковых газов в атмосферу, все равно из-за инерции климатической системы Арктика в конце XXI века будет на два-три градуса теплее современной", — добавил Володин.
Сейчас среднегодовая температура в центральной части Арктики составляет от -30 до -10 градусов Цельсия, в зависимости от района: холоднее всего в центре Гренландии (от -30 до -25 градусов), в районе Северного полюса и со стороны Восточной Сибири среднегодовые температурные значения составляют от -20 до -15 градусов, теплее всего — в Арктическом бассейне со стороны Атлантического океана, где средняя температура выше ноля.
Наука
Уровень воды в районе побережья Японии в 2020 году стал максимальным за более чем 110 лет
Метеорологи связывают повышение уровня с глобальным потеплением и активным теплым течением Куросио
ТОКИО, 28 февраля. /ТАСС/. Средний уровень воды в районе побережья Японии в прошлом году оказался максимально высоким за всю историю наблюдений. Об этом сообщило в воскресенье национальное метеорологическое управление страны.
По его сведениям, этот показатель в 2020 году был на 8,7 см выше, чем в среднем за последние 30 лет. Кроме того, он вышел на абсолютный максимум с 1906 года, когда стали собирать подобную статистику. Средний уровень воды рассчитывается на основе измерений в 16 точках вдоль побережья Тихого океана и Японского моря на протяжении от северного острова Хоккайдо до юго-западного Кюсю.
Метеорологи связывают повышение уровня воды с глобальным потеплением и активным теплым течением Куросио, которое проходит у южной и восточной части Японии. Вместе с тем они отмечают, что раньше этот показатель колебался, то понижаясь, то повышаясь. Однако с 1980 года наблюдается устойчивая тенденция к подъему.
Средняя глобальная температура в 2020 году, по данным Всемирной метеорологической организации (ВМО), была примерно на 1,2 градуса Цельсия выше доиндустриального (1850-1900 гг.) уровня. При этом эксперты в 20% оценивают шансы на то, что к 2024 году превышение может достигнуть 1,5 градуса. Также сейчас на рекордно высоком уровне находится и температура Мирового океана.
- Культура1 месяц ago
Доходы и расходы
- Спорт5 месяцев ago
«Бавария» к нам едет
- В мире2 месяца ago
Участники COVAX получат доступ к вакцинам от COVID-19 в 2021 году
- Культура5 месяцев ago
В Москве стартует 42-й международный кинофестиваль
- Культура2 месяца ago
В Москве завершился II Рождественский фестиваль искусств
- В мире4 месяца ago
Армения признала взятие Азербайджаном города Кубатлы на юге Карабаха
- В мире6 месяцев ago
Координационный совет белорусской оппозиции сформировал президиум
- Hi-Tech5 месяцев ago
РЖД запустил под Мурманском анализирующий себя мост