Новости науки

Перспективные научные направления в 2006 г.

Американский журнал Science в последнем выпуске 2005 г. рекомендовал своим читателям внимательно следить за несколькими научными направлениями, от которых в 2006 г. можно ожидать особо интересных результатов. Подобные новогодние прогнозы Science печатает регулярно, и они всегда вызывают немалый интерес. Предполагается, что в области медицинских и биологических наук это будут следующие направления.

Возрастет активность исследований по разработке противогриппозных вакцин и лекарств. Можно ожидать новых открытий в области молекулярной биологии и эволюции вирусов гриппа, а также эпидемиологии и истории острых респираторных инфекций вирусной природы.

Ожидаются первые результаты клинических испытаний нового способа лечения заболеваний, основанного на прицельном отключении определенных генов с помощью коротких фрагментов молекул РНК (метод РНК-интерференции). В настоящее время этот метод в порядке эксперимента применяется для борьбы с макулярной дегенерацией сетчатки (постепенная гибель фоторецепторов, расположенных в области желтого пятна) и некоторыми вирусными инфекциями; в скором времени его начнут испытывать при лечении вирусного гепатита и некоторых неврологических патологий.

Будет опубликованы новые работы, посвященные изучению сообществ микроорганизмов, обитающих на нашей планете. Science полагает, что эти исследования позволят лучше понять, каким путем 1,5 млрд лет назад появились первые ядерные клетки, давшие впоследствии начало многоклеточные организмы.

Весной 2005 г. американские орнитологи обнаружили на востоке штата Арканзас гигантского белоклювого дятла, который считался вымершим более полувека назад. Пока что его существование подтверждено только не слишком четкой видеозаписью, продолжительностью менее 1,5 с и несколькими аудиозаписями. Science выражает надежду, что в будущем году это открытие будет окончательно доказано.

Возраст клетки можно установить с помощью входящего в ее состав углерода

Измеряя содержание радиоактивного изотопа углерода, можно определять не только возраст ископаемых остатков и окаменелостей, но и возраст отдельных клеток организма.

Принцип метода заключается в измерении соотношения содержащегося в организме радиоактивного углерода (14С), в небольших количествах всегда присутствующего в окружающей среде, и обычного углерода (12С). Если организм жив и активно взаимодействует с внешним миром, соотношения содержания изотопов внутри и вокруг него не будут отличаться. После смерти рассматриваемый показатель начнет снижаться по мере распада атомов 14С.

Время полураспада радиоактивного углерода составляет около 6 тыс. лет, поэтому практически невозможно уловить те незначительные изменеия в содержании этого изотопа, которые происходят в течение нескольких лет. Однако группа шведских ученых утверждает, что в определенных условиях это вполне возможно. Этими особыми условиями послужили последствия многочисленных испытаний ядерного оружия.

К 1963 г., когда на проведение наземных ядерных испытаний был наложен мораторий, содержание углерода-14 в атмосфере было повышено в 2 раза по сравнению с природным фоном. С тех пор содержание этого элемента в воздухе каждые 11 лет снижалось в два раза. Исследователи высказали предположение, что данный факт позволяет регистрировать существенные изменения содержания углерода-14 в ДНК современных организмов.

Большинство молекул организма постоянно распадаются и синтезируются заново. Однако молекулы ДНК представляют собой особые структуры, передающиеся от родительских клеток дочерним практически без изменений. Таким образом, они как бы «консервируют» атомы углерода, входящие в их состав.

Шведскими исследователями было обработано более десятка образцов тканей умерших людей, родившихся преимущественно во второй половине 1960-х гг. В результате проделанной работы ученые заявили, что с помощью измерения содержания углерода-14 в ДНК они способны устанавливать даты рождения индивидуальных клеток с точностью до двух лет.

При этом оказалось, что возраст всех образцов ткани зрительной коры – области головного мозга, ответственной за обработку зрительных образов, – совпадает с возрастом человека, подтверждая гипотезу о неспособности этих клеток к делению. Другие клетки головного мозга несколько менее долговечны. Клетки желудочно-кишечного тракта среднестатистического человека к 30 годам в среднем достигают 10-летнего возраста. Ненамного старше и клетки костей. А возобновление клеток, постоянно испытывающих значительные физические воздействия, например, эритроцитов, происходит в течение нескольких месяцев.

Нобелевская премия 2005 г. по физиологии и медицине

В ушедшем году Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена двум австралийским ученым – Барри Маршаллу из Медицинского центра имени королевы Елизаветы II Университета Западной Австралии (г. Недланд) и Робину Уоррену, патологоанатому больницы Royal Perth Hospital (г. Перт). Они удостоены этой награды за открытие бактерии Helicobacter pylori и изучение ее роли в развитии гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. В начале 1980-х гг. Робин Уоррен, исследуя трупы, заметил на слизистой оболочке желудка рядом с местами скопления необычных бактерий следы воспалительного процесса. Барри Маршалл в лабораторных условиях исследовал взаимосвязь между этими бактериями и заболеваниями желудка. Чтобы доказать наличие этой взаимосвязи, Маршалл вырастил культуру Helicobacter pylori и выпил ее. Через две недели он заболел тяжелейшим гастритом, но выздоровел, проведя курс лечения антибиотиками.

Таким образом было опровергнуто общепринятое представление о том, что основные причины этих болезней – стресс и злоупотребление острой пищей.

Считается, что бактериями Helicobacter pylori инфицированы около двух третей населения Земли, однако у большинства людей они не вызывают каких-либо заболеваний. Вместе с тем, присутствие бактерий создает предрасположенность к заболеванию раком желудка – второй по смертоносности разновидностью рака.

Исследования Маршалла и Уоррена помогли установить, что человек может полностью излечиться от язвы и гастрита только в том случае, если в его организме больше не будет бактерий Helicobacter pylori.

Распечатать ткани

Создание запасных частей и органов человеческого тела – задача, над которой работают ученые во всем мире. Российский ученый Владимир Миронов, работающий в Медицинском университете штата Южная Каролина (США), придумал и испытал новый, весьма оригинальный способ создания тканей. Для этого он использовал модифицированный струйный принтер, заправляя его вместо чернил различными клеточными растворами (суспензиями клеток). Слои клеток распечатывают на стеклянный слайд, перемежая их слоями термообратимого геля. Термообратимый гель застывает при температуре выше +32 °С, а при температуре ниже +20 °С превращается в жидкость. При соприкосновении клетки соседних слоев срастаются, в результате чего образуется трехмерная структура. Полученную структуру затем охлаждают до +20 °С, гель становится жидким и вытекает.

Как напечатать органы для пересадки

Опыты, проведенные на некоторых тканях животных, показали, что таким способом можно создавать достаточно сложные структуры. Возможно, этот способ позволит справиться с проблемами снабжения клеток питательными веществами и кислородом, с которыми сталкиваются специалисты, пытающиеся выращивать органы другими способами. В.Миронов надеется печатать целые системы артерий, вен и капилляров. Однако пока эти исследования находятся в стадии эксперимента.

По материалам:

http://www.inauka.ru,

http://www.scientific.ru,

журнал «Ломоносов»