Все новости

Комар-леденец, экраны с золотом, лечебные наночастицы. Отрывки из новых научных комиксов

Фрагмент комикса "Тот самый материал"
© Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019
В издательстве "Эксмо" выходит "Это точно. Чертова дюжина комиксов о науке и ученых". ТАСС выбрал отрывки из трех комиксов и рассказывает об исследованиях, которые послужили их основой

Комар бессмертный

Фрагмент комикса "Комар бессмертный" Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019
Описание
Фрагмент комикса "Комар бессмертный"
© Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019

Было бы здорово научиться консервировать ткани, органы или целых существ так, чтобы потом как ни в чем не бывало возвращать их к жизни. Пищу мы замораживаем, но с живым сердцем или почкой так не получится: вода превращается в лед и повреждает клетки. Ученые пытаются придумать, как предотвратить этот процесс, только пока безуспешно. Но если проблема в воде, то почему бы просто от нее не избавиться? Проще говоря, печень или легкое можно высушить — тогда острые ледяные кристаллы нестрашны.

Это не такая уж фантастика. Некоторые виды впадают в ангидробиоз, то есть буквально засушиваются, чтобы пережить жару. Самый крупный из них — африканский комар-звонец, точнее — его личинка. В засуху она теряет до 97% жидкости, все жизненные процессы в ней останавливаются. Но если личинку смочить, то меньше чем через час ее будет почти не отличить от других особей. Чтобы не погибнуть, будущий комар… засахаривается.

Какие вещества помогают личинке звонца пережить засуху, было известно. Но какие механизмы запускают процесс консервации, оставалось загадкой, пока за дело не взялись ученые из Москвы, Казани и их коллеги из США и Японии. Они сравнили "жаростойких" комаров с родственниками без этой удивительной способности и определили особенный участок в их ДНК. Затем они вырастили в лаборатории личиночные клетки и посмотрели, что будет, если подавить работу этого участка. Оказалось, что в таком состоянии клетки гибнут в пять раз чаще.

Особенная последовательность в ДНК африканского комара относится к системе, ответственной за защиту от жары. Эта система есть у многих организмов, но отличие звонца в том, что у него эта система запускает намного больше защитных генов, поэтому личинки превращаются в "леденец" и способны пережить засуху. Возможно, когда-нибудь это открытие позволит точно так же "засахаривать" органы для пересадки и другие биологические материалы, чтобы долго хранить их при комнатной температуре.

Тот Самый Материал

Фрагмент комикса "Тот самый материал" Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019
Описание
Фрагмент комикса "Тот самый материал"
© Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019

В ноябре 2018 года Samsung показала прототип сгибающегося смартфона, а маленькая компания Royolo — потребительскую модель FlexPai, которая, правда, вряд ли покорит рынок из-за своей толщины и невзрачного вида. Выглядят эти устройства поразительно: вот иконки приложений, вот часы, вот пейзаж на рабочем столе — и тут чья-то рука складывает привычный предмет пополам. Чтобы создать такие экраны, инженерам пришлось постараться: разговоры о гнущихся смартфонах идут уже много лет.

Для дальнейшего совершенствования этой технологии требуются новые проводниковые материалы на замену широко распространенным оксидам металлов с разными добавками. Как пишет Алексей Цапенко из Сколтеха и его коллеги в статье, опубликованной в журнале Carbon, ученые из разных стран прорабатывают несколько альтернатив, но каждая из них пока обладает существенными недостатками и далека от внедрения в массовое производство. Поиски продолжаются. 

Цапенко и его соавторы тоже создали новый проводник. Они взяли однослойные углеродные нанотрубки и изготовили из них тонкие прозрачные пленки. Такие пленки прочны, хорошо гнутся, химически стабильны, проводят свет и ток, но все же уступают материалам на основе оксидов металлов. Чтобы усовершенствовать свой проводник, команда Цапенко добавила хлорид золота. Благодаря этому многие свойства их пленки оказались лучше, чем материала на основе олова и индия, который используется в экранах смартфонов.

Возможно, когда-нибудь этот проводник появится в новых моделях. Правда, успех в лаборатории еще не значит, что новую технологию выгодно использовать в промышленных масштабах.

Микрокосмическое вторжение

Фрагмент комикса "Микрокосмическое вторжение" Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019
Описание
Фрагмент комикса "Микрокосмическое вторжение"
© Эксмо и Сколковский институт науки и технологий, 2019

В старом кино "Фантастическое путешествие" бригаду врачей сажают в подводную лодку, уменьшают до микроскопических размеров и буквально впрыскивают в организм ученого, чтобы спасатели разрушили смертельно опасный тромб в мозге. За семь лет до премьеры фильма, в 1959-м, знаменитый физик Ричард Фейнман, выступая с публичной лекцией, высказал чуть более правдоподобное предположение, что в принципе можно создать микроприборы медицинского назначения для выполнения простейших операцией. Сегодня подобные технологии постепенно переходят из области фантастики в реальность.

Уменьшать людей ученые не научились, зато им по силам управлять частицами размером меньше клетки. Команда из Саратовского государственного университета, Сколтеха, Гентского университета и Лондонского университета королевы Марии выбрала минерал фатерит. Его химическая формула такая же, как у мела, мрамора, известняка, но структура иная. Фатерит — губчатый, его поры можно использовать как контейнер для доставки в клетки и ткани разных веществ или даже датчиков. Отторжения этот минерал не вызывает и постепенно разлагается в организме.

Но о том, как фатерит ведет себя в клетках, мало что известно. Российские ученые решили это проверить. Они вырастили раковые клетки, добавили частицы и в течение нескольких дней смотрели через микроскопы, что произойдет. Оказалось, что уже спустя три часа фатерит проник сквозь клеточные мембраны. Исследование в большей степени касалось методов, позволяющих проследить за процессом. Но то, что увидели ученые, дает надежду, что в недалеком будущем лекарства и другие вещества можно будет вводить в нужное место с небывалой точностью.

Марат Кузаев