Отправлено: 23.07.09 23:49. Заголовок: Новости науки

 Отправлено: 12.05.10 10:06. Заголовок: Ученые разработали н..

Ученые разработали новую технологию расшифровки эпигенетической информации - "надстроек" хромосомной ДНК, которые не определяются традиционными методами, однако оказывают существенное влияние на реализацию записанных в ДНК данных. Работа исследователей из компании Pacific Biosciences опубликована в журнале Nature Methods.
Наука эпигенетика начала активно развиваться в конце прошлого столетия, когда ученые начали понимать, что наследственная информация заложена не только в самой последовательности ДНК, но также в определенных модификациях отдельных "букв" - нуклеотидов. Например, добавление метильной группы - CH3 - часто приводит к инактивации модифицированного участка ДНК.


Схематичное изображение метилирования ДНК по цитозину. Изображение с сайта scq.ubc.ca

До сих пор у исследователей не было "потокового" метода работы с эпигеномом - измененные нуклеотиды отыскивались фактически вручную. Наиболее распространенная технология поиска метильных групп, например, заключалась в следующем: образцы ДНК химически модифицировались так, что неметилированные нуклеотиды (конкретно - цитозин) превращались в другой тип нуклеотидов - урацил. В норме ДНК не содержит урацил, поэтому после определения последовательности исследователи могли узнать, какие цитозины содержат метильную группу, а какие - нет. Однако этот способ имеет несколько серьезных недостатков - во-первых, он весьма затратен и требует времени, во-вторых, не позволяет находить метилированные аденины (такая модификация очень распространена, например, у бактерий), а в-третьих, химическая обработка повреждает ДНК и снижает точность расшифровки.

Авторы новой работы предложили принципиально иной способ поиска эпигенетических модификаций. Он основан на использовании флуоресцентных меток - в ходе определения фермент ДНК-полимераза создает копию изучаемой цепи ДНК из находящихся в реакционной смеси нуклеотидов, к которым присоединены флуоресцентные "довески". Каждый из четырех нуклеотидов, входящих в состав ДНК (аденин, цитозин, гуанин и тимин), флуоресцирует собственным цветом, поэтому ученые могут определить последовательность новосинтезированной нити ДНК при помощи специального сканера. О наличии метилированных нуклеотидов ученые судят по изменению времени следующей вспышки, означающей, что фермент включил в цепь очередной нуклеотид.

Новая технология позволяет очень быстро определять, какие нуклеотиды в ДНК несут метильную группу. Однако пока исследователи смогли приспособить методику не для всех типов метилирования, и, кроме того, она не позволяет определять наличие метилирования на длинных отрезках ДНК - лучше всего технология работает для фрагментов длиной менее тысячи нуклеотидов. Для того чтобы получить полногеномную карту метилирования, ученым в качестве "исходного материала" необходимо иметь отрезки ДНК длиной от восьми до десяти тысяч нуклеотидов.

В обозримом будущем специалисты намерены устранить недостатки своего метода. Тем не менее, компания Pacific Biosciences планирует начать выпуск приборов, определяющих последовательность ДНК при помощи новой технологии, уже в 2010 году, а в 2011 году исследователи рассчитывают запустить линию приборов, которые могли бы определять наличие метильных групп.

В настоящее время ученые, занимающиеся эпигенетикой, показали, что изменение надгеномных модификаций чрезвычайно важно для протекания многих важных процессов в организме, в частности при развитии рака. Помимо модификаций ДНК эпигенетические изменения затрагивают белки, связанные с нуклеиновыми кислотами.

http://lenta.ru/news/2010/05/11/epigenetic/

 Отправлено: 17.05.10 00:26. Заголовок: http://images.iop.o..

Сразу два коллектива исследователей разработали нанороботов, в основе которых лежит ДНК. Статьи ученых опубликованы в журнале Nature. Оба робота способны самостоятельно передвигаться и кратко описаны на портале Physics World.
Первая группа ученых создала робота, который передвигается способом, напоминающим перемещения паука, и обладает высокой степенью автономности. В качестве ног этого робота выступают ферменты, "разрезающие" молекулы ДНК. Сами ферменты также представляют собой фрагменты ДНК. Таких ног у робота четыре, но во время движения он пользуется только тремя из них.


Модель передвижений робота-"паука" (слева) и его фотография (справа)


"Паук" перемещается по особому "полю" на котором расположены нити ДНК, способные образовывать с ногами робота прочное соединение (говорят, что такие нити ДНК комплементарны друг другу). После того как нога соединяется с нитями ДНК "поля", робот разрезает эту нить, и соединение становится менее прочным. Освободившаяся нога оказывается в состоянии готовности образовывать связи с новыми нитями. Повторяя эти операции, "паук" постепенно движется по "полю", оставляя за собой "скошенные" нити. В своих экспериментах ученые заставили робота пройти около 100 нанометров (по человеческим меркам это около 50 шагов).



Второй робот отличается меньшей самостоятельностью, но зато способен собирать и переносить грузы. У него тоже четыре ноги, однако они не обладают ферментативной активностью. В "основном состоянии" робот бездвижен благодаря так называемым якорным нитям, которые связывают ноги робота с нитями ДНК "поля". Для того чтобы робот начал двигаться, в среду, где он находится, нужно добавить одиночные нити ДНК определенной последовательности - топливные нити. При появлении топливных нитей ноги робота отсоединяются от нитей ДНК "поля" и соединяются с ними. Таким образом, ученые контролируют перемещение робота, добавляя в среду тот или иной тип нитей. Грузы присоединялись к роботу похожим образом - при помощи связанных с ними нитей ДНК.

В будущем авторы обеих работ намерены усовершенствовать своих роботов, чтобы добиться большей автономности и эффективности перемещений. Тем не менее, пока созданные людьми наномашины намного уступают своим природным аналогам, которые работают в каждой живой клетке.

http://lenta.ru/news/2010/05/14/robot/
http://lenta.ru/news/2009/01/06/walking/
http://physicsworld.com/cws/article/news/42599


..интересно ведь это же оружие будущего -
представляете если таких пауков запустить внутрь человека,
а потом ими там управлять..

 Отправлено: 18.05.10 04:01. Заголовок: http://img.lenta.ru/..

Физики создали самый маленький в мире насос, размер которого сравним с размером эритроцита - красной клетки крови. В основе конструкции насоса лежит электрод, сделанный из стекла - материала, в норме не проводящего электрический ток. Статья с описанием изобретения опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Кратко работу описывает Scientific American.
Организовать прохождение тока через устройства наноразмеров весьма сложно, так как на них физически нет места для проводов. Задача становится еще более непростой при использовании диэлектриков - веществ, которые не обладают электрической проводимостью. Тем не менее, в определенных условиях сопротивление диэлектриков резко падает и они могут кратковременно проводить ток - это явление получило название диэлектрического пробоя. Обычно диэлектрический пробой приводит к разрушению структуры диэлектрика из-за очень сильного нагрева. Однако на наноуровне тепло гораздо более эффективно отводится в окружающую среду, и поэтому диэлектрический пробой не приводит к повреждениям.

Ученые решили использовать повышенную устойчивость "нанодиэлектриков" для создания миниатюрного проводящего устройства. Оно представляет собой крошечную стеклянную пластинку, в которой при помощи лазера проделаны каналы шириной всего 600 нанометров. Два канала идут навстречу с противоположных концов пластинки и почти встречаются посередине - между ними остается только узкий стеклянный зазор.

Исследователи заполнили каналы раствором электролита - жидкости, проводящей электрический ток. При приложении разности потенциалов созданное авторами устройство начинало проводить ток - диэлектрический пробой превращал стеклянную преграду в электрод. Такие свойства начинали проявляться уже при напряжении в 10 вольт.

Ученые использовали свойства стеклянных электродов для создания миниатюрного водного насоса. Он проводит жидкость за счет явления электроосмоса - способности жидкостей двигаться по капиллярам при наложении внешнего электрического поля. Диаметр канала созданного физиками насоса составляет всего 4 микрометра (микрометр - одна миллионная доля метра) - примерно таков диаметр эритроцита. Насос может прокачивать жидкость со скоростью от одной тысячной до одной триллионной литра за секунду.

Несмотря на то что наноструктуры в последние годы очень активно изучаются, многие свойства наносистем ученым пока неизвестным. Например, недавно коллектив физиков выяснил, что законы трения в наномире не отличаются от классических законов.

http://lenta.ru/news/2010/05/17/smallest/

 Отправлено: 21.05.10 12:05. Заголовок: http://en.dogeno.us/..

Ученым впервые удалось создать организм с синтетическим геномом. Статья с описанием работы опубликована в журнале Science. Коротко эксперимент описывает портал Nature News.
Исследователи под руководством Крейга Вентера (Craig Venter), создателя института Крейга Вентера, работали с культурами бактерий рода Mycoplasma. Экспериментальная схема создания организма с синтетическим геномом заключалась в следующем: ученые получили полную геномную последовательность ДНК Mycoplasma mycoides, а затем на основании этих данных воссоздали геном этой бактерии химическим путем. Полученную ДНК специалисты помещали в клетки бактерии Mycoplasma capricolum, из которой предварительно был удален собственный геном. Анализируя характеристики полученного гибрида, специалисты определяли, обладает ли он свойствами M. mycoides.

Несмотря на то что у бактерий Mycoplasma очень небольшой геном - около миллиона нуклеотидов - непосредственно создать его химически пока невозможно, так как цепи ДНК длиннее нескольких сотен тысяч нуклеотидов рвутся. Для того чтобы получить целый геном M. mycoides, исследователи сначала синтезировали его отдельные фрагменты (авторы назвали их кассетами), которые затем собирались в единую структуру. В качестве устройств для сборки ученые использовали клетки других бактерий и дрожжей, потому что ферментативные механизмы живых систем соединяют куски ДНК намного точнее, чем схемы, разработанные учеными.

После того как Вентер и его коллеги получили целый геном и проверили, что все кассеты соединились правильно и из ДНК не выпали большие фрагменты, они поместили его в клетки M. capricolum. По внешнему виду, параметрам поглощения питательных веществ и темпам роста полученные гибриды не отличались от "обычных" M. capricolum. В качестве дополнительной проверки исследователи выделили белки из созданных ими и появившихся естественным путем M. capricolum и сравнили составы полученных экстрактов. Они оказались практически идентичными.

Вентер и его сотрудники занимались созданием организма с синтетическим геномом не один год. Ранее они публиковали предварительные результаты этой работы: ученые отдельно получали полностью синтетический бактериальный геном, а также пересаживали "естественный" геном бактерии одного вида в клетку бактерии другого вида. В своей новой работе исследователи объединили эти результаты.

Помимо создания живых существ с искусственными геномами Вентер и его коллеги работают над проектом получения существа с минимальным геномом. Ученые последовательно вырезают из генома бактерий различные гены и проверяют, сможет ли она существовать без них. По мнению Вентера, минимальное число генов, которые могут поддерживать нормальные функции бактериальной клетки, составляет около ста.

http://lenta.ru/news/2010/05/21/artificial

 Отправлено: 21.05.10 21:57. Заголовок: http://img.lenta.ru/..

Синтез молекулы РНК на основе матрицы ДНК глазами художника

Исследователи доказали, что в клетке существует намного меньше "странных" молекул РНК, чем считалось до сих пор. В предыдущих экспериментах ученые нашли множество РНК, которые не участвуют в синтезе белков и клеточной регуляции. Новая работа, опубликованная в журнале PLoS ONE показала, что такие РНК были артефактами эксперимента. Коротко об исследовании пишет портал Nature News.

http://lenta.ru/news/2010/05/20/rna/
http://www.nature.com/news/2010/100518/full/news.2010.248.html

 Отправлено: 24.05.10 21:44. Заголовок: http://img.lenta.ru/..

Группа физиков показала, что атмосферные процессы, проходящие в различных частях земного шара, синхронизированы между собой. Ученые сделали такой вывод по итогам эксперимента, который моделировал различные климатические явления. Эта работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, стала первым экспериментальным подтверждением "эффекта бабочки" для земной погоды. Коротко исследование описано на портале Physical Review Focus.
Предметом интереса ученых была взаимосвязь между такими процессами, как, например, Эль-Ниньо (явление, характеризующееся повышением температуры поверхностных слоев воды в центральной части Тихого океана минимум на полградуса по Цельсию) и осцилляцией Маддена-Джулиана (фронт дождей над Индийским и Тихим океанами). Существование такой взаимосвязи постулировалось достаточно давно, однако на практике подтверждено не было.

Авторы новой работы решили смоделировать глобальные процессы, происходящие в атмосфере и в океане. Для этого они использовали вращающуюся емкость, заполненную смесью воды и глицерина. Внутри емкости располагался еще один цилиндр, а жидкость наливалась в пространство между ним и внешней стенкой. Во время экспериментов внешний цилиндр нагревался, а внутренний - охлаждался, имитируя температурное влияние тропиков одного из полюсов.

Такая система позволяет удовлетворительно моделировать процессы, происходящие в одном полушарии. Для того чтобы изучить климатические изменения в масштабе всего земного шара, ученые усовершенствовали описанную выше систему. Они взяли две емкости, температура внутри которых поддерживалась при помощи шлангов с водой, обвивающих цилиндры. Ученые соединили "выход" шланга, обернутого вокруг теплого цилиндра одной из емкостей, со "входом" шланга, который обвивал теплый цилиндр второй емкости. Таким образом, температурные изменения в первой емкости могли влиять на температуру второй. В масштабах планеты шланги должны были представлять тропические ветра, дующие в сторону экватора. Созданная исследователями система могла передавать температурные колебания в 0,05 градуса и даже меньше.

Ученые контролировали движение жидкости в первой емкости, изменяя параметры ее вращения. Они добились того, чтобы потоки внутри жидкости носили сначала периодический, а потом хаотический характер. В обоих случаях движения внутри жидкости во второй емкости очень быстро начинали приобретать тот же характер, что и в первой. Проанализировав полученные результаты, ученые составили на их основе математическую модель, которая показала, что синхронизация двух емкостей носит сложный характер, однако прослеживается очень четко.

Таким образом, исследователям удалось показать, что для атмосферных процессов характерен "эффект бабочки" - свойство хаотических систем, заключающееся в том, что незначительное влияние на систему может иметь выраженные и непредсказуемые эффекты в другом месте и в другое время. В настоящее время авторы проверяют свою модель на реальных климатических данных и, по их словам, им уже удалось обнаружить некоторую синхронизацию.

http://lenta.ru/news/2010/05/24/synch/

 Отправлено: 26.05.10 05:33. Заголовок: Ученые создали транз..

Ученые создали транзистор, состоящий из семи атомов. Статья с описанием использованного специалистами метода опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Коротко о работе пишет портал BBC News.
Транзистором называют электронное устройство, управляющее током в цепи за счет изменения напряжения или тока входного сигнала. Транзисторы используются во многих электронных устройствах, в частности в компьютерных чипах. Чем больше транзисторов расположено на одном чипе, тем он мощнее.

В 1965 году один из основателей корпорации Intel Гордон Мур сформулировал правило, согласно которому каждые два года число транзисторов на чипе должно удваиваться. Долгое время это правило, получившее название закона Мура, выполнялось, однако в последнее время скорость прироста числа транзисторов начала падать. Причиной этого стало приближение к физическому пределу - размер транзисторов сократился до десятков нанометров.

Авторы новой работы создали транзистор, заменив семь индивидуальных атомов кремния в кристалле на атомы фосфора. Ученые рассчитывают, что транзистор пригодится для создания более мощных вычислительных устройств, чем существующие, в том числе квантовых компьютеров. Подробнее о том, что такое квантовые компьютеры и каковы перспективы их применения, можно прочитать здесь.

Созданный учеными транзистор не является самым маленьким из всех существующих. Ранее исследователи разработали транзистор из одной молекулы.

Недавно группа физиков предрекла, что закон Мура перестанет выполняться через 75 лет. Это произойдет из-за того, что компьютеры приблизятся к минимально возможному времени выполнения одной вычислительной операции и уменьшить его еще больше будет невозможно.

http://lenta.ru/news/2010/05/24/transistor/
http://lenta.ru/news/2009/10/14/moore/

http://lenta.ru/articles/2009/10/20/physics/
http://lenta.ru/news/2008/06/17/switch/

 Отправлено: 29.05.10 05:35. Заголовок: Восьмой гений из спи..

Восьмой гений из списка «100 гениев современности» - это английский физик, Стивен Уильям Хокинг.
Он занимается исследованием фундаментальных законов, управляющих Вселенной.
Его называют «современным Эйнштейном» и его исследования признаны сегодня приближенными к созданию Теории Единого Поля.

Весь ученый мир, и не только, знает этого незаурядного ученого, светило в области физики, мужественного человека с несгибаемой силой воли, прикованного к особому креслу с особенным, говорящим вместо него компьютером. Многие знакомы с его бестселлерами «Кратчайшая история времени» и «Черные дыры», написанными в простой, очень интересной форме, доступной любому, даже неподготовленному к восприятию сложной физики, читателю.

Стивен Хокинг прикован к инвалидному креслу 40 лет. В свои двадцать лет, после окончания Оксфордского университета, занимаясь диссертацией по теоретической физике, Хокинг был парализован неизлечимой формой атрофирующего склероза, которая чудом оставила молодому ученому ясное сознание и возможность двигать пальцами правой руки.

Стивен Хокинг не дал болезни взять вверх над собой. Добрым ангелом спасителем и впоследствии женой, в этот критический период его жизни стала жизнерадостная Джейн.

Родившись 8 января 1942, в день 300-летия смерти великого Галилео Галилея, Стивен незримо принял эстафету гения 17-го столетия. В последствии Хокинг возглавит кафедру прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета, ту, которую в свое время возглавлял Исаак Ньютон.

Основная научная деятельность Хокинга проходит в области космологии и квантовой гравитации. Ученый применил термодинамику к описанию такого явления, как черные дыры, разработал теорию «испарения» черных дыр, исследуя явление, названное его именем - «излучение Хокинга».

Известны два научных пари Стивена Хокинга, которые гениальный ученый проиграл. Одно – в 1974 году по-поводу звезды Лебедь X-1, которую он не считал черной дырой, а она ею оказалась. Это обнаружилось только в 1990 году.

Второе пари длилось чуть меньше, около семи лет, предметом его стал вопрос: сохраняется ли информация о материи, которая захватывается чёрной дырой, а потом излучается ею снова. Хокинг, согласно своей теории «испарения» черных дыр, считал, что такую информацию невозможно обнаружить из-за ее абсолютной непознаваемости и недоступности, так как происходит, по его мнению, отпочкование информации в параллельную Вселенную.

Но в 2004 году гениальный Хокинг на Международной конференции по общей теории относительности и космологии в Дублине, представляя свою новую, революционную теорию черных дыр, признался, что был не прав. Информация о материи все же вырывается из объятий черной дыры, искажается при этом, но не исчезает в параллельном пространстве. Хокинг признал своего оппонента правым в том, что эту информацию мы не можем прочитать.

Среди всех других достоинств Стивена Хокинга нельзя не назвать еще одно (пожалуй, главное) – честность, она же - умение признавать свои ошибки,

Профессору Хокингу присуждены двенадцать почетных ученых званий. Он награжден многими медалями, призами и премиями. Он член Королевского Научного Общества и Национальной Академии Наук США. Он отец троих детей и дедушка одного внука.

Напасти со здоровьем продолжают преследовать гениального ученого. Он переносит операцию на горле в 1985 году и теряет способность говорить. Изобретательные друзья выручают Стивена и дарят ему синтезатор речи, приспособив его на кресле профессора. Теперь голос Стивена Хокинга становится совсем особенным – цифровым и он приносит ему дополнительную славу, на этот раз в качестве актера. Нет худа без добра.

«Гениальный физик в инвалидном кресле», голос которого стал похожим на инопланетный, становится героем знаменитых мультсериалов «Симпсоны», «Футурама», «Гриффины», где Стивен Хокинг озвучивает самого себя. Кроме того он снялся в фильме Крэйга Мазина «Супергеройское кино». Голос ученого запечатлен в музыкальном альбоме «The Division Bell» знаменитой группы Pink Floyd, еще в нескольких песнях и в музыкальном клипе канала Discovery, называемый «Я люблю этот мир», который, пожалуй, ярче всех выражает необычайное и заразительное стремление Стивена Хокинга к жизни и творчеству.

http://www.epochtimes.ru/content/view/35494/8/

 Отправлено: 29.05.10 09:24. Заголовок: Радиационный пояс Зе..

Радиационный пояс Земли (РПЗ) в западной литературе обычно называется поясом Ван-Аллена.

http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1168269&uri=galper.html

Радиационный пояс Земли был открыт американскими и советскими учёными (С. Н. Вернов и А. Е. Чудаков)
в 1957—1958 годах и представляет собой, в первом приближении, тороид, в котором выделяется
две области:
- внутренний радиационный пояс на высоте ~ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов
( и электронов) с энергией в десятки МэВ;
- внешний радиационный пояс на высоте ~ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов
с энергией в десятки кэВ.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D1%8F%D1%81

http://results.metabot.ru/?st=%F0%E0%E4%E8%E0%F6%E8%EE%ED%ED%FB%E5+%EF%EE%FF%F1%E0+%C7%E5%EC%EB%E8&wd=0




Структура радиационных поясов Земли, возможно как то связана с экстремальными событиями
на нашей планете. Так как рад. поясов два, то и большинство событий имеют парные (или параллельные) связи.

Иными словами каждая катастрофа влечет за собой ещё одну аналогичную..
Например - авария шаттлов Челенджер и Колумбия

 Отправлено: 29.05.10 11:02. Заголовок: Физики из Окриджской..

Физики из Окриджской лаборатории доказали, что ядро изотопа олова-132 является так называемым дважды магическим ядром, то есть число протонов и нейтронов в нем таково, что протонные и нейтронные оболочки оказываются полностью заполнены. Статья исследователей опубликована в журнале Nature. Коротко работа описана на портале Physics World.
Структура ядра, так же как и структура атома, состоит из оболочек, только заполняют их не электроны, а протоны и нейтроны. И так же как в случае атомов, структура ядра наиболее стабильна в том случае, если протонные и нейтронные оболочки оказываются полностью заполненными. Числа протонов и нейтронов, необходимые для полного заполнения оболочек, называют магическими. Соответственно, магическими зовут ядра с "правильным" числом протонов или нейтронов, а дважды магическими - с магическим набором и тех и других.

В настоящее время физикам известны шесть дважды магических ядер, структура которых подтверждена, - это гелий-4, кислород-16, кальций-40, кальций-48, никель-48 и свинец-208. Существуют и другие кандидаты на звание дважды магических ядер, однако их время жизни очень мало, поэтому физикам не удается изучить их структуру и подтвердить "статус". Одним из таких кандидатов является изотоп олова-132, в ядре которого есть 50 протонов и 82 нейтрона. Период полураспада олова-132 равен четырем секундам...

http://lenta.ru/news/2010/05/27/magic
http://physicsworld.com/cws/article/news/42781