В научно-исследовательской лаборатории Университета штата Мичиган создан искусственный аналог костного мозга, который способен производить красные и белые клетки крови. Разработчики уверены, что разработка подобного устройства значительно упростит процессы тестирования лекарств, поможет лучше исследователь иммунную систему, а также понять, как именно она работает.
В сегодняшнем номере научного журнала Biomaterial, где мичиганские исследователи сообщают о разработке, говорится, что аналог костного мозга имеет полностью биологическую основу и способен расти. Для первичного развития органа используется специальный объемный стенд, на базе которого костный мозг и развивается.
По словам Николая Котова, руководителя процесса разработки мозга, использовать их разработку в организме людей невозможно и для трансплантации этот орган непригоден. Пока искусственный костный мозг можно применять лишь в лабораторных испытаниях.
“Это первый в истории успешный и полностью завершенный искусственный костный мозг. В нем присутствуют две основных функции, присущие настоящему костному мозгу, - он производит кровяные клетки и так называемые B-клетки. B-клетки являются ключевыми компонентами иммунной системы, производящими антитела, противостоящие инфекциям в организме”, - рассказывает ученый.
Ученые из Университета Мичигана говорят, что уже испытали клетки, произведенные искусственным костным мозгом, в организмах лабораторных мышей, страдающих пониженным иммунитетом. В итоге в организмах мышей значительно ускорился процесс производства стволовых клеток, необходимых для иммунной системы. Читать далее…
Психологи из американского университета Райс идентифицировали части мозга, вовлеченные в процесс подбора подходящих слов во время речи, что может помочь в понимании и лечении речевых расстройств, в частности, после инсульта. Результаты исследования были опубликованы в последнем номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.
В процессе речи человек выбирает слова из определенного набора выражений - словаря, которым он располагает. Ведущий автор исследования, Татьяна Шнур (Tatiana Schnur) из университета Райс и ее коллеги выясняли, связана ли одна из частей мозга - левая нижняя лобная извилина (ЛНЛИ) - с процессом “конкурентной борьбы” слов.
Шнур и ее коллеги провели исследование с участием 16 здоровых добровольцев и 12 человек, страдающих афазией - расстройством речи, возникшим после инсульта, говорится в сообщении университета.
Во время эксперимента испытуемые должны были называть изображения, предъявляемые им учеными. При этом активность мозга исследовалась с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии.
Исследователи обнаружили, что хотя две части мозга - ЛНЛИ и левая височная область коры - реагировали на “конфликт” между словами, только ЛНЛИ оказалась необходимой для разрешения этого конфликта.
Сравнивая данные, полученные от здоровых участников эксперимента, с данными обследования страдающих афазиями, ученые смогли связали определенные зоны с мозга со специфическими речевыми процессами. Читать далее…
Голландский биолог установил, что во время спаривания кальмары могут вести себя чрезвычайно агрессивно и при этом часто рискуют жизнью. О своем исследовании ученый рассказал журналу Der Spiegel.
Многие виды кальмаров обитают на большой глубине, где практически отсутствует солнечный свет. Из-за трудностей, связанных с изучением образа жизни этих животных, зоологи до настоящего времени не знали подробностей их полового поведения. В условиях, в которых обитают кальмары, найти пару весьма затруднительно, поэтому ученые предполагали, что у животных должны быть какие-то особые уловки. Автор исследования, Хендрик Ян Тиз Ховинг (Hendrik Jan Ties Hoving) из Университета Гронингена, исследовал множество особей (все они были уже мертвы), выловленных рыбаками у побережья Фолклендских островов и Намибии.
По результатам проведенного анализа Ховинг заключил, что самцы вида Taningia danae, оставляют на коже самки порезы глубиной до пяти сантиметров. В ранки самцы помещают сперматофоры - “мешочки”, наполненные половыми клетками. Мужские особи Ancistrocheirus lesueurii, выбирают иную тактику. Внешне они очень напоминают самок, и это, по мнению ученого, позволяет им приблизиться к “избраннице”. Самцы Moroteuthis ingens не предпринимают особых усилий для того, чтобы “доставить” сперматофор. Он сам проникает под кожу самки, растворяя ее специальным веществом. Чтобы оплодотворение произошло наверняка, самцы стараются использовать как можно больше половых клеток. Вес сумки со сперматофором, которую носит самка Heteroteuthis dispar, может составлять до трех процентов веса ее тела. Читать далее…
Нейробиологам из США удалось показать существование молекулы, обеспечивающей хранение специфической информации о подробностях прошлого опыта. Изученный учеными белковый фермент PKM-дзета отвечает за память о деталях, но не о ситуации в целом. Исследователи показали, что подавление активности белка приводит к специфическим нарушениям: подопытные крысы забывают точные координаты мест в лабиринтах и помнят приблизительный район для поиска. Статья с описанием исследования опубликована в журнале PLoS Biology.
Кроме “классических” тестов лабиринтах ученые провели ряд других опытов. Животные запоминали связь звукового сигнала со слабым ударом тока, искали спрятанную под водой прозрачную площадку и учились избегать темного коридора с полом под напряжением. Там, где для выполнения задания требовалось запоминать какие-либо подробности, получившие блокатор “молекулы памяти” крысы справлялись с заданием хуже контрольных животных.
В самом обнаружении молекул, связанных с формированием памяти и необходимых для обучения, как пишут сами нейробиологи, нет ничего нового. Уникальность проведенного исследования в том, один из известных классов “молекул памяти” удалось связать со специфической памятью о подробностях, мелких деталях ситуации. Что особенно важно, характер деталей роли не играет. С равным успехом это может быть как частота предупреждающего об ударе током звука, так и точное местонахождение спрятанного объекта относительно внешних ориентиров. Читать далее…
Ученым удалось объяснить механизм поддержания “порядка” в кольцах Сатурна: их строгая форма оказалась результатом согласованности движения отдельных частиц, составляющих кольца, и орбитального движения близлежащих спутников планеты-гиганта. Работа ученых появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а препринт статьи доступен в настоящее время на сайте arXiv.org.
В качестве основного объекта исследования было выбрано кольцо B, а также близлежащий спутник Мимас. Расчеты ученых показывают, что радиальные (то есть перпендикулярные орбите) перемещения частиц, составляющих кольцо, синхронизированы с движением Мимаса: за один оборот спутника частицы успевают дважды совершить путешествие от одного края кольца к другому. При этом частота поддерживается с точностью 0,01-0,001 процента.
Дальнейшее компьютерное моделирование позволило установить, что воздействие Мимаса достаточно быстро “исправляет” возмущения, вносимые в движение объектов случайными столкновениями. Таким образом, множество столкновений внутри колец, которые могли бы произойти после встречи с внешними объектами, не происходит. Расчеты исследователей показывают, что общая частота столкновений в кольце под “контролем” гравитации спутника снижается в десятки тысяч раз по сравнению с “неконтролируемым” аналогом. Читать далее…
Ученые из Гарвардского университета установили, что в результате эволюции у спор грибов аскомицет выработалась аэродинамичная форма с очень низким лобовым сопротивлением. По мнению биологов, это способствовало распространению спор при выбрасывании их в воздух. Работа ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Из-за крайне малого, в сотую долю миллиметра, размера спора сталкивается с гигантским (по отношению к массе) сопротивлением воздуха. Этот могущий показаться парадоксальным факт легко проиллюстрировать: при уменьшении диаметра вдвое площадь уменьшается в четыре раза, а масса - в восемь. То есть чем меньше размер тела, тем меньше массы приходится на поперечное сечение, и крошечные споры сталкиваются с той же проблемой, что и скоростные виды транспорта.
Несмотря на высокую для столь малых тел начальную скорость - около метра в секунду (споры выбрасывают лопающиеся при созревании плодовые тела), воздух останавливает их через считанные миллиметры. И выигрываемые за счет обтекаемой формы доли миллиметра зачастую отделяют падение обратно на поверхность гриба от попадания в поток ветра для переноса на новое место. Но если отдельные виды аскомицет разносятся как-то иначе (например трюфели поедаются животными и споры перемещаются на новое место с пометом), то их споры устроены уже иначе: там обтекаемая форма уже не важна для естественного отбора. Читать далее…
Ученые из Канады и Великобритании разработали материал, способный принимать любые цвета видимого спектра. Коротко о своей работе, опубликованной в журнале Angewandte Chemie International Edition, авторы рассказали журналу New Scientist.
Новый материал можно назвать разновидностью искусственного опала. Этот полудрагоценный камень относится к классу минералоидов (минералов, не имеющих упорядоченной кристаллической решетки). Отличительное свойство опала - опалесценция - определяется его структурой. Уложенные в геометрическом порядке гранулы кремнезема диаметром около 200 нанометров образуют трехмерную дифракционную решетку. Свет, рассеиваясь на гранулах, дает чистые цвета. При создании искусственных опалов используют гранулы аморфного кварца с диаметром 200 - 600 нанометров.
Структура нового материала напоминает структуру опала, однако в отличие от природного аналога, он способен расширяться и сжиматься. Именно за счет этого материал-хамелеон изменяет свой цвет. Изменение размеров обеспечивается за счет использования полимера и пропускания электрического тока.
Для создания необычного материала кварцевые гранулы диаметром 270 нанометров помещают на плоский электрод. Для того чтобы зафиксировать положение гранул, сверху к ним добавляют полимерное вещество. Затем гранулы растворяют кислотой, и в полимере остаются регулярно расположенные воздушные карманы, которые заполняются раствором электролита (вещества, проводящего электрический ток).
Полученный материал выглядит переливающимся синим, однако при пропускании тока он становится красным, а затем приобретает по очереди все цвета видимого спектра. Секрет такого эффекта кроется в полимере. Ток “выбивает” из него электроны, которые, в свою очередь, отрицательно “заряжают” входящие в состав полимера атомы железа. Читать далее…
Ученым из Принстонского университета удалось создать новый тип лазера, сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте университета. В настоящее время исследователи работают над усовершенствованием своего изобретения, основой для которого стал квантовый каскадный лазер.
В современных электронных приборах используются так называемые лазерные диоды, в которых лазерное излучение (световое излучение, почти все фотоны которого имеют одну длину волны), формируется при подаче электрического тока на полупроводниковый диод. В квантовом каскадном лазере используется похожая схема, только излучающий материал состоит из большого количества полупроводниковых слоев.
В качестве излучающего материала исследователи из Принстонского университета использовали много слоев полупроводника толщиной всего в один атом. Во время испытаний ученые обнаружили, что их устройство испускает не один луч, а два с различными длинами волн. При этом у второго луча обнаружились свойства, которые современная теория каскадных лазеров объяснить не в состоянии.
Во-первых, оказалось, что два луча “конкурируют”. При увеличении силы тока интенсивность обычного луча возрастала, в то время как второй ослабевал. Во-вторых, при росте температуры до определенного значения сила второго луча увеличивалась, в то время как у обычных светодиодных лазеров она уменьшается. Читать далее…
Следующая »
В научно-исследовательской лаборатории Университета штата Мичиган создан искусственный аналог костного мозга, который способен производить красные и белые клетки крови. Разработчики уверены, что разработка подобного устройства значительно упростит процессы тестирования лекарств, поможет лучше исследователь иммунную систему, а также понять, как именно она работает.
