Несколько лет назад большой команде из Гарвардской медицинской школы вместе с коллегами из Массачусетского технологического института удалось добавить в геном кишечной палочке новое генетическое «слово» – у одного из стоп-кодонов отобрали прежнее стоп-значение, и дали ему искусственную аминокислоту. Понятно, что одной аминокислотой тут дело не обошлось, и нужно было сделать так, чтобы все молекулярные игроки, работающие над синтезом белка, узнавали эту аминокислоту (которой в бактерии не было и которую ей нужно было скармливать).

И вот сейчас та же исследовательская группа под руководством Джорджа Чёрча (George Church) сообщает в Science о новом успехе: им удалось проделать масштабную редакцию бактериального генома, оставив вместо 64 кодонов 57, полностью заменив некоторых случаях один кодон другим, кодирующим ту же самую аминокислоту. То есть если взять тот же вышеупомянутый пролин, то во всех генах, где он был, ССС заменили на ССG. В результате освободилось «слово» CCC, которое теперь ничего не обозначало. И такую процедуру проделали для семи кодонов.

Здесь, конечно, возникает вопрос, как сама бактерия переносит подобные процедуры. Пока что авторы работы последовательно проверяют на кишечной палочке разные куски отредактированного генома, и с уже проверенными 63% переписанной ДНК никаких серьёзных проблем не возникло. В перспективе всё должно закончиться тем, что в бактерию вставят весь отредактированный геном целиком. То есть, иными словами, сейчас переписанные гены существуют в виде генетической конструкции, которую постепенно проверят на совместимость с клеткой.

Возникает вопрос, зачем это нужно. Тут следует вернуться к предыдущим экспериментам, в которых освободившемуся стоп-кодону приписали абсолютно новую аминокислоту. Бактерия после всего приобрела устойчивость к вирусу-бактериофагу, которым её пытались заразить. Почему так случилось, понятно, ведь у вируса тот кодон по-прежнему был стоп-сигналом, но, поскольку вирус полагается на белоксинтезирующий аппарат бактерии, то бактерия в соответствии с своей редакцией, кода вставляла в вирусный белок аминокислоту, синтез продолжался, и в результате у вируса получался какой-то совсем бесполезный белок. То есть благодаря редакции кода бактерия приобрела новые свойства. В то же время её рост и размножение можно быстро подавить, просто отобрав у неё нужную аминокислоту.

Теперь же таких освободившихся кодонов у нас на руках целых семь, и это не предел – исследователи исчерпали не всю избыточность кода. То есть перед нами открываются новые перспективы в создании синтетических организмов и молекул с заданными свойствами. Нафантазировать тут можно что угодно: представим, например, белки, у которых появится способность связывать какие-то необычные металлы, или ферменты, которые будут включаться только в присутствии какого-то сигнала, например, раковой клетки, и т. д. В конце концов, можно создавать штаммы бактерий, которые будут «по заказу» разлагать нефть и пластмассы; причём такие штаммы можно будет легко держать под контролем, не боясь, что они «захватят мир».

Однако следует помнить, что при всех достижениях генной инженерии и прочей биотехнологии, подобные процедуры всё ещё требуют массу времени и труда, так что предсказать, когда именно редактирование кода станет рутинной процедурой, не возьмётся никто.

#биология #биотех #геном
https://www.nkj.ru/news/29414/

Цимес тут не редактировании генома бактерии - этим сейчас никого не удивишь, а в том, что учёные изменили сам "язык" генома, добавив в него новую функциональную единицу.

Кишечная палочка. (Фото Emilio Rivas / www.flickr.com/photos/108127695@N07/10755560533.)

Специализированная лаборатория «Детонационные ЖРД» научно-производственного объединения «Энергомаш» провела испытания первых в мире полноразмерных демонстраторов технологий детонационного жидкостного ракетного двигателя. Как сообщает ТАСС, новые силовые установки работают на топливной паре кислород-керосин.

Новый двигатель, в отличие от других силовых установок, работающих по принципу внутреннего сгорания, функционирует за счет детонации топлива.
Изучение принципов работы и разработка детонационных двигателей ведется в некоторых странах мира уже больше 70 лет. Первые такие работы начались еще в Германии в 1940-х годах. Правда тогда работающего прототипа детонационного двигателя исследователям создать не удалось, но были разработаны и серийно выпускались пульсирующие воздушно-реактивные двигатели. Они ставились на ракеты «Фау-1».

Детонационные двигатели сегодня делятся на два основных типа: импульсные и ротационные. Последние еще называют спиновыми. Принцип работы импульсных двигателей схож с таковым у пульсирующих воздушно-реактивных двигателей. Основное отличие заключается в детонационном горении топливной смеси в камере сгорания.
В ротационных детонационных двигателях используется кольцевая камера сгорания, в которой топливная смесь подается последовательно через радиально расположенные клапаны. В таких силовых установках детонация не затухает — детонационная волна «обегает» кольцевую камеру сгорания, топливная смесь за ней успевает обновиться. Ротационный двигатель впервые начали изучать в СССР в 1950-х годах.

Детонационные двигатели способны работать в широком пределе скоростей полета — от нуля до пяти чисел Маха (0-6,2 тысячи километров в час). Считается, что такие силовые установки могут выдавать большую мощность, потребляя топлива меньше, чем обычные реактивные двигатели. При этом конструкция детонационных двигателей относительно проста: в них отсутствует компрессор и многие движущиеся части.

#двигатель #технология
https://nplus1.ru/news/2016/08/27/engine

Канал Great Space - это англоязычный канал о космосе. На канале есть фотографии от NASA и Роскосмоса, а также просто великолепный космос.
@globchan #рекомендует

@space_english

Вчера российский сегмент Интернета всколыхнула новость: отечественные астрономы приготовили сенсацию для очередного заседания Постоянного совета по поиску внеземного разума при Международном астрономическом союзе, которое состоится 27 сентября в Мексике. Говорят об очень мощном радиосигнале, пришедшем от звезды HD 164595 на расстоянии около 95 световых лет.

Сигнал зарегистрировал российский радиотелескоп РАТАН-600 Специальной астрофизической обсерватории РАН, расположенный неподалёку от станицы Зеленчукской в Карачаево-Черкесии. Некоторые характеристики этого телескопа не были превзойдены ещё с советских времен, и в свободное от основной исследовательской программы время он продолжает сканировать небо на предмет неопределённых сигналов. Один из них и удалось поймать.

Что о нём известно? Он был очень мощным, но длился всего две секунды. Мощность сигнала можно представить так: если мы захотим послать туда же сигнал такой же мощности, то нам придётся на две секунды обесточить всю Землю, чтобы всю доступную энергию вложить в это двухсекундное послание.

Новость всколыхнула дискуссии о возможном контакте с гипотетическим инопланетным разумом. Разум этот действительно должен быть очень могущественным, чтобы иметь способность рассылать такие "межзвёздные эсэмэски". Либо можно предположить, что это послание не предназначалось нам, а планета той цивилизации так фонит в радиодиапазоне в постоянном режиме. Тогда их мощность должна быть намного больше.

В размышлениях о могуществе инопланетных соседей есть одно слабое место — сигнал не повторялся. Более того, пристальное наблюдение HD 164595 с других мощных телескопов не выявило никакой хоть как-нибудь заметной активности в радиодиапазоне. Было бы странно, если бы инопланетяне время от времени лупили радиолучами по окрестной галактике, но при этом не пользовались радиосвязью в быту.

Ещё одну сложность представляет расстояние до звезды — около 95 световых лет. Это значит, что когда предполагаемые инопланетяне отправляли в нашу сторону свой сигнал, они не знали, что человечество освоило радио. Ведь первые наши попытки радиосвязи начались как раз примерно век назад, и очень ослабленные сигналы могли дойти до HD 164595 только сейчас. Соответственно, мы можем ждать ответа от иной цивилизации из этого региона космоса к началу XXII века, если нас кто-то услышал, но не сейчас.

Эти странности вынуждают аккуратных исследователей искать более вероятные объяснения пойманному всплеску.

Менее романтичная, но всё равно интересная гипотеза — удалось засечь результат гравитационного микролинзирования звездой HD 164595 радиоизлучения более далёкого источника или источников. Гравитационное поле звезды может искривлять пространство и собирать приходящие радиоволны подобно лупе, которой мы выжигаем по дереву. Сам по себе внешний радиофон практически незаметен, но если собрать его гравитационной линзой в определённой точке, то сила излучения резко возрастает. И на две секунды этот фокус мог пройти через РАТАН-600. Вероятность такого совпадения крайне мала, но в любой момент времени есть возможность попасть в фокус любой другой звезды. И, что характерно, повторения не будет, что очень похоже на пойманный сигнал.

Можно предположить ещё одну версию, которая кажется совсем уж банальна: в радиотелескоп мог попасть сигнал телекоммуникационного спутника. Как правило, такие спутники располагаются на геостационарной орбите в плоскости экватора, а HD 164595 расположена на 29 градусов выше экватора, поэтому вроде бы радиотелескоп не мог попасть в спутник. В то же время частота 11 ГГц часто используется телекоммуникационными спутниками — это так называемый Ku-диапазон. Например, именно в этом диапазоне вещает телеспутник Туркменистана TurkmenAlem52E/MonacoSAT, причём аккурат на территорию, где располагается РАТАН-600.

В проекте поиска внеземного разума SETI участвует множество радиотелескопов, и ни один из них не застрахован от поимки сигналов многочисленных спутников или других помех. Поэтому надежной гарантией достоверного сигнала другой цивилизации — или хотя бы похожего на такой — является независимая регистрация одного источника тремя радиообсерваториями в разных частях мира. Пока ни один подозрительный сигнал не прошёл такой проверки, и я бы не питал надежды на успех РАТАНА-600.

#космос #алиены #такиепироги #надежда
https://life.ru/t/наука/897075/piervyi_kontakt_pochiemu_inoplanietianie_vieshchaiut_na_chastotie_sputnikovogho_tv

Как всего за час множество деталей, текстолит, пластик и металл превращаются в современный смартфон
http://goo.gl/YNVdrG

Запись вспышки на Солнце

Видео собрано из кадров, снятых космическими обсерваториями SDO, STEREO и SOHO
Одна секунда клипа соотвествует шести минутам реального времени, а изображение Земли приведено для масштаба

#космос #солнце #протуберанец #прекрасное

Самое наглядное проявление биологических ритмов – это чередование сна и бодрствования: с приближением ночи наши внутренние часы напоминают нам, что пора спать, а утром, подчиняясь тому же часовому механизму, мы просыпаемся. Однако есть животные, которые не спят, наоборот, в тёмное время суток, и день для них – время отдыха, как для нас ночь. Как получается, что одна и та же система циркадных ритмов способна отдавать противоположные команды?

Главной деталью во внутренних часах служит так называемое супрахиазмальное, или супрахиазматическое ядро – особая область в гипоталамусе. Супрахиазматическое ядро генерирует циркадные ритмы, управляет уровнем гормонов, от которых зависят циклы сна и бодрствования, и синхронизирует работу всех прочих «часовых отделов» в тканях и орган

Раньше полагали, что различия в системе биологических часов начинаются после супрахиазматического ядра – якобы после него есть некий переключатель, который, приняв сигнал от ядра, интерпретирует его по-разному у дневных и ночных животных: ночной импульс превращается в команду «спать» у дневных и в команду «не спать» у ночных. Однако такой переключатель, который стоял бы после супрахиазматического ядра, так и не нашли – очевидно, потому, что он в действительности находится перед ним.

Цюнь-Юн Чжоу (Qun-Yong Zhou) и его коллеги из Калифорнийского университета в Ирвайне пишут в статье в Molecular Brain, что решающая роль тут принадлежит тем самым фоточувствительным ганглионарным клеткам сетчатки, про которые все думали, что их задача – только лишь передавать информацию в ядро. Сравнивая, как устроены нейронные механизмы, контролирующие сон и бодрствование у обезьян и мышей, исследователи заметили в мозге у тех и других два конкурирующих часовых центра.

У мышей «утренний» сигнал от клеток сетчатки (которые, напомним, особо чувствительны с синему свету) идёт к супрахиазмальному ядру, где и превращается в команду «спать». Но фоторецепторные клетки сетчатки связаны не только с ядром, они также посылают сигнал в структуру среднего мозга под названием верхнее двухолмие, и у обезьян «бодрящие» сигналы верхнего двухолмия преодолевают сонные импульсы супрахиазматического ядра.

То есть нейронный механизм, отвечающий за суточное чередование сна и бодрствования, у млекопитающих оказался «двуглавым»: с одной стороны, есть центр супрахиазматического ядра, который генерирует сонный сигнал, и есть центр верхнего двухолмия, который генерирует сигнал бодрствования. Причём и тот, и другой возникают в ответ на свет, то есть внешний раздражитель у нас один, а вот последствия – разные.

Особое значение тут приобретают фоточувствительные ганглионарные клетки сетчатки, так как и ядро, и двухолмие получают сигнал от них, и именно эти клетки фактически и являются тем самым переключателем, благодаря которому дневные и ночные животные отличаются друг от друга по своему суточному «расписанию».

Известно, что самые первые звери, которые были современниками динозавров, вели ночной образ жизни, и потому система светочувствительные клетки–супрахиазмальное ядро, очевидно, более древняя. Впоследствии, когда новые виды млекопитающих начали, что называется, осваивать дневное время суток, ганглионарные клетки стали плотнее работать с верхним двухолмием, а значение супрахиазмального ядра уменьшилось.

#биология #мозг #сон
https://www.nkj.ru/news/29429/

Статья на тему сна в последний вечер лета

Чт 1 сентября

20:00 Как Венера помогает справиться с глобальным потеплением
🔹 Бесплатно
🔹 Регистрация: http://bit.ly/2c18ncY
🔹 Лекторий Политехнического музея, ВДНХ, Павильон №1 «Центральный» (м. ВДНХ)

20:00 Физтех.Читалка: Квантовая криптография: новые правила игры в информационном обществе
🔹 Бесплатно
🔹 Регистрация: http://bit.ly/2bUqXQS
🔹 Тех-хаб Ключ, ул. Рочдельская 15 стр. 17-18 (м. Улица 1905 года)

20:00 Феромоны - Сергей Белков
🔹 По тарифу антикафе
🔹 Регистрация: http://bit.ly/2bU44yh
🔹 Антикафе "Кочерга", ул. Дорогомиловская Б. 5, корп.2 (м. Киевская)

Вчерашний взрыв ракеты-носителя Falcon 9 и спутника AMOS-6

https://vk.com/doc78651146_437847384?hash=0d8eb71f6f21cb98c9&dl=f54306ce9f47fbdaf3&wnd=1&module=feed&mp4=1

Один из участников форума NASA Spaceflight, доктор Хосе Родаль, сообщил о том, что в скором времени выйдет рецензируемая научная публикация, подтверждающая работоспособность «невозможного двигателя» EmDrive. На данный момент публикация удалена, однако о ней сообщает издание IFLScience со ссылкой на International Business Times. Информацию о том, что в журнал Journal of Propulsion and Power направлена статья, посвященная электромагнитным двигателям, подтвердил Американский институт аэронавтики и астронавтики, издающий журнал. Ожидается, что работа будет опубликована в декабре.

EmDrive является, предположительно, электромагнитным двигателем, способным производить тягу без использования реактивного выброса. Он состоит из магнетрона, создающего микроволновое излучение, и медного конического резонатора-волновода. Последний, по словам изобретателя, производит усилие со стороны широкого конца конуса, приводящее к появлению тяги. Критика устройства опирается, в частности, на то, что в такой формулировке оно нарушает закон сохранения импульса — EmDrive является закрытой системой и не может увеличивать свой импульс без внешнего воздействия.

Работоспособность двигателя проверяли независимые группы ученых, но однозначно исключить или списать генерируемую им тягу на взаимодействие со внешней средой до сих пор не удавалось — равно как и подтвердить ее существование. К примеру, немецкие физики испытывали EmDrive в условиях высокого вакуума (одна миллиардная атмосферного давления), чтобы избежать конвекции воздуха из-за нагретого резонатора. Тем не менее, ученые зафиксировали тягу в 20 микроньютонов при мощности магнетрона в 700 ватт. Исследователи осторожно интерпретировали данные, отметив что тяга может быть последствием взаимодействия двигателя с проводами, которые его питали.

Испытаниями EmDrive также занимается лаборатория Eagleworks в NASA. Ранее ученые уже рассказывали о своих результатах, однако регистрируемая тяга была лишь в три раза выше, чем погрешность измерений прибора. Это не позволяло считать результаты надежными. Судя по сообщению Хосе Родаля, новая статья также была написана коллективом Eagleworks. Это подтверждают слова Пола Марша (Eagleworks), сообщившего в марте о том, что статья, посвященная тестам EmDrive в вакууме, направлена на рецензирование. Родаль сообщает, что статья озаглавлена «Измерения импульсной тяги от замкнутого радиочастотного резонатора в вакууме» (Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency Cavity in Vacuum), а ее соавтором является Марш.

Издания приводят следующую строчку из сообщения Родаля: «Данные о тяге от конфигурации TM212 при давлении менее [вероятно, 8×10-6 торр] при прямых, обратных и нулевых тестах позволяют предположить, что поведение системы согласуется с созданием тяги с удельной мощностью [тяги к затраченной мощности магнетрона] 1.2 ± 0.1 миллиньютон на киловатт» (Thrust data in mode shape TM212 at less than 8106 Torr environment, from forward, reverse and null tests suggests that the system is consistently performing with a thrust to power ratio of 1.2 +/- 0.1 mN/Kw). Это почти в 40 раз больше, чем наблюдалось в немецком эксперименте.

Впервые концепция EmDrive была предложена в 2001 году Роджером Шойером, инженером, работавшим ранее на военно-промышленный комплекс и разработавшим ряд систем для программы «Галилео». Интерес к EmDrive вызван тем, что для своей работы он не требует выбрасываемого вещества и, следовательно, может создавать тягу сколь угодно долго, пока есть подача электроэнергии. Концепция встретила критику ученых. Так, одной из ее проблем остается отсутствие теоретического обоснования работоспособности двигателя. Вместе с тем, тесты двигателя остаются интересной экспериментальной задачей, позволяющей отработать технику измерений с малыми погрешностями.

#космос #NASA #гравицапа #тирьямпампация
https://nplus1.ru/news/2016/09/03/december-will-show

Внешний вид двигателя EmDrive
SPR, Ltd., of the EM Drive

Надо сказать, что я довольно скептически отношусь к этому проекту и полагаю, что он пополнит копилку изобретательсих курьёзов, однако, если тщательная проверка покажет наличие тяги, то это приведет к пересмотру многих областей физики, что не может не радовать (так как наука развивается тогда и только тогда, когда экпериментальные данные входят в противоречие с существующими теориями)