Продолжение поста про «транскриптомные часы». Увидел пост первого автора исследования, Александра Тышковского, с некоторыми интересными подробностями. Вот что он пишет:
"В этой работе мы задались вопросом: есть ли у млекопитающих общие молекулярные биомаркеры старения и смертности, которые воспроизводятся у разных видов, в разных органах и даже в разных типах клеток?
🧬Для этого мы проанализировали более 11 000 профилей активности генов из более чем 25 тканей у 4 видов млекопитающих: мышей, крыс, макак и человека. По этим данным мы построили "транскриптомные часы" старения и ожидаемой смертности — модели, которые по активности генов могут оценивать биологический возраст тканей и риск смерти.
Главные выводы работы:
✅Старение оказалось очень системным процессом на уровне активности генов. Несмотря на большие различия между видами, органами и типами клеток, многие возрастные изменения в них оказались похожими.
✅Те же молекулярные биомаркеры предказывали время до смерти у людей, а также реагировали на хронические заболевания, модели ускоренного старения и даже на повреждения клеток в лабораторных условиях. Это поддерживает гипотезу о том, что старение связано с накоплением повреждений на разных уровнях — от клетки до организма.
✅Старение — многокомпонентный процесс. Мы показали, что биомаркеры старения и смертности можно разложить на отдельные модули, отражающие различные биологические процессы: воспаление, работу митохондрий, регуляцию хроматина, организацию внеклеточного матрикса и т.д. Благодаря этому можно не только сказать, что биологический возраст стал выше или ниже, но и понять, какие именно процессы внесли в это наибольший вклад.
✅Разные воздействия могут влиять на биологический возраст через разные компоненты старения и смертности. Например, низкокалорийная диета в первую очередь влияла на метаболические модули, в то время как хронические заболевания сильнее всего проявлялись в модулях воспаления и иммунного ответа.
Помимо этого, в статье есть много других интересных результатов: мы обсуждаем конкретные гены, наиболее тесно связанные со смертностью, модели ускоренного старения, хронические болезни, а также признаки омоложения организма в ходе парабиоза и раннего эмбрионального развития".
На фото Тышковский слева, Гладышев справа. Молодцы, очень важное исследование!
"В этой работе мы задались вопросом: есть ли у млекопитающих общие молекулярные биомаркеры старения и смертности, которые воспроизводятся у разных видов, в разных органах и даже в разных типах клеток?
🧬Для этого мы проанализировали более 11 000 профилей активности генов из более чем 25 тканей у 4 видов млекопитающих: мышей, крыс, макак и человека. По этим данным мы построили "транскриптомные часы" старения и ожидаемой смертности — модели, которые по активности генов могут оценивать биологический возраст тканей и риск смерти.
Главные выводы работы:
✅Старение оказалось очень системным процессом на уровне активности генов. Несмотря на большие различия между видами, органами и типами клеток, многие возрастные изменения в них оказались похожими.
✅Те же молекулярные биомаркеры предказывали время до смерти у людей, а также реагировали на хронические заболевания, модели ускоренного старения и даже на повреждения клеток в лабораторных условиях. Это поддерживает гипотезу о том, что старение связано с накоплением повреждений на разных уровнях — от клетки до организма.
✅Старение — многокомпонентный процесс. Мы показали, что биомаркеры старения и смертности можно разложить на отдельные модули, отражающие различные биологические процессы: воспаление, работу митохондрий, регуляцию хроматина, организацию внеклеточного матрикса и т.д. Благодаря этому можно не только сказать, что биологический возраст стал выше или ниже, но и понять, какие именно процессы внесли в это наибольший вклад.
✅Разные воздействия могут влиять на биологический возраст через разные компоненты старения и смертности. Например, низкокалорийная диета в первую очередь влияла на метаболические модули, в то время как хронические заболевания сильнее всего проявлялись в модулях воспаления и иммунного ответа.
Помимо этого, в статье есть много других интересных результатов: мы обсуждаем конкретные гены, наиболее тесно связанные со смертностью, модели ускоренного старения, хронические болезни, а также признаки омоложения организма в ходе парабиоза и раннего эмбрионального развития".
На фото Тышковский слева, Гладышев справа. Молодцы, очень важное исследование!
Как животные чувствуют магнитное поле Земли и используют для навигации — одна из самых больших неразгаданных загадок биологии. Особенно много теорий существует насчет магнитной навигации голубей: от магнетита в клювах до квантовой запутанности в глазах.
Авторы нового исследования предложили совершенно новый источник шестого чувства: они утверждают, что печень почтовых голубей действует как компас. Все дело в супермагнитных макрофагах – особом типе иммунных клеток печени, содержащих железо. Удаление этих клеток нарушает навигационные способности птиц.
Откуда в макрофагах железо? Дело в том, что макрофаги в печени поглощают умершие эритроциты (иначе они вызовут воспаление) из кровотока, накапливая имеющееся в них железо. Периодически макрофаги возвращают свои запасы железа в костный мозг для создания новых эритроцитов, - но до тех они полны железа. У людей эти богатые металлами иммунные клетки скапливаются в основном в селезенке, а у голубей, как оказалось, ими напичкана печень, причем они скапливались у нервных окончаний, иннервирующих печень, что указывает на возможный сигнальный путь от них к мозгу.
Предыдущие исследования установили, что форма железа, содержащаяся в макрофагах, практически не реагирует на магнитное поле Земли. Но авторы нового исследования нашли в нем признаки «суперпарамагнетизма» - это квантово-механическое явление в крошечных железосодержащих частицах, когда они проявляют особо сильную намагниченность при воздействии внешнего магнитного поля.
Авторы пока не установили, как именно голуби могут получать географическую информацию с помощью этих клеток, но надеются скоро это выяснить. Они считают, что этот механизм может распространяться и на другие виды животных, ориентирующихся по магнитному полю, от пчел до летучих мышей.
Чтобы проверить новую гипотезу, команда обратилась к стае голубей, обученных возвращаться домой в свой вольер с расстояния в 20 км. Исследователи дали голубям препарат, который уничтожал макрофаги, а затем проверили их способность возвращаться на место в пасмурный день. Голуби совершенно заблудились, разлетевшись во все стороны. А в солнечный день все равно успешно вернулись домой: все-таки магниторецепция для них – вспомогательный способ навигации, а главное – визуальные ориентиры.
Пока далеко не все исследователи считают новую теорию верной, и у некоторых других теорий о способах ориентации птиц в магнитном поле тоже немало сторонников. Особенно весомыми считаются данные другой команды исследователей, которые год назад установили, что во внутреннем ухе голубей есть специализированные волосковые клетки, экспрессирующие ионные каналы, потенциально пригодные для обнаружения магнитного поля. В редакционной статье в Science пишут, что вполне может оказаться, что обе теории верны и есть два механизма магниторецепции, дополняющих друг друга.
Но как любопытно уже то, что печень вдруг увидели с такой неожиданной стороны, как орган ориентации в пространстве!
Авторы нового исследования предложили совершенно новый источник шестого чувства: они утверждают, что печень почтовых голубей действует как компас. Все дело в супермагнитных макрофагах – особом типе иммунных клеток печени, содержащих железо. Удаление этих клеток нарушает навигационные способности птиц.
Откуда в макрофагах железо? Дело в том, что макрофаги в печени поглощают умершие эритроциты (иначе они вызовут воспаление) из кровотока, накапливая имеющееся в них железо. Периодически макрофаги возвращают свои запасы железа в костный мозг для создания новых эритроцитов, - но до тех они полны железа. У людей эти богатые металлами иммунные клетки скапливаются в основном в селезенке, а у голубей, как оказалось, ими напичкана печень, причем они скапливались у нервных окончаний, иннервирующих печень, что указывает на возможный сигнальный путь от них к мозгу.
Предыдущие исследования установили, что форма железа, содержащаяся в макрофагах, практически не реагирует на магнитное поле Земли. Но авторы нового исследования нашли в нем признаки «суперпарамагнетизма» - это квантово-механическое явление в крошечных железосодержащих частицах, когда они проявляют особо сильную намагниченность при воздействии внешнего магнитного поля.
Авторы пока не установили, как именно голуби могут получать географическую информацию с помощью этих клеток, но надеются скоро это выяснить. Они считают, что этот механизм может распространяться и на другие виды животных, ориентирующихся по магнитному полю, от пчел до летучих мышей.
Чтобы проверить новую гипотезу, команда обратилась к стае голубей, обученных возвращаться домой в свой вольер с расстояния в 20 км. Исследователи дали голубям препарат, который уничтожал макрофаги, а затем проверили их способность возвращаться на место в пасмурный день. Голуби совершенно заблудились, разлетевшись во все стороны. А в солнечный день все равно успешно вернулись домой: все-таки магниторецепция для них – вспомогательный способ навигации, а главное – визуальные ориентиры.
Пока далеко не все исследователи считают новую теорию верной, и у некоторых других теорий о способах ориентации птиц в магнитном поле тоже немало сторонников. Особенно весомыми считаются данные другой команды исследователей, которые год назад установили, что во внутреннем ухе голубей есть специализированные волосковые клетки, экспрессирующие ионные каналы, потенциально пригодные для обнаружения магнитного поля. В редакционной статье в Science пишут, что вполне может оказаться, что обе теории верны и есть два механизма магниторецепции, дополняющих друг друга.
Но как любопытно уже то, что печень вдруг увидели с такой неожиданной стороны, как орган ориентации в пространстве!
Вокруг сверхмассивных черных дыр в центрах спиральных галактик могут существовать планетарные системы поразительных масштабов, предполагает работа международной команды астрофизиков под названием «Активные галактические ядра-торы: потенциальное место рождения миллионов планет», выложенная на днях на сайт препринтов arxiv org. О гигантских системах вокруг сверхмассивных черных дыр астрофизики-теоретики писали и раньше, но речь шла о десятках тысяч планет, - а тут их число оценили в десятки миллионов!
Вокруг активных сверхмассивных черных дыр располагаются гигантские пылевые торы — толстые кольца из газа и пыли размером в десятки световых лет. Астрономы заметили, что по температуре внешние области этих структур удивительно похожи на протопланетные диски вокруг молодых звезд. Там тоже могут слипаться пылинки, образуя камни, а потом и планеты.
В обычной звездной системе планете трудно вырасти в звезду, не хватит вещества. В окрестностях сверхмассивной черной дыры ситуация другая. Потоки газа и пыли там настолько мощные, что некоторые планеты продолжают расти, превращаясь в «суперюпитеры», затем в коричневые карлики, а в конце концов — в полноценные звезды. Авторы даже называют этот механизм новым способом звездообразования: через стадию планеты.
Получается, в центре каждой спиральной галактики вокруг черной дыры массой в миллионы Солнц - миллионы планет? Часть их становится звездами, другие гибнут в столконовениях, третьи остаются планетами, четвертые, возможно, оказываются экзотическими объектами, еще не известными нам.
Они крутятся вдалеке от своего черного солнца – на расстоянии десятков световых лет. По расчетам, впрочем, есть устойчивые планетарные орбиты и вблизи от черной дыры, если она вращается достаточно быстро (со скоростью, близкой к световой). На близких к дыре планетах, как в «Интерстелларе», за минуты будут проходить земные годы…
Представляю себе самую главную планетную систему нашей галактики, с тысячами обитаемых миров, куда стекаются гости с периферии… Где как не здесь размещать столицу галактической империи? Непонятно, правда, будут ли на таких планетах источники энергии для жизни, подобные Солнцу. Может и наоборот, энергии будет чересчур много, - место слишком беспокойное. Свита сверхгигансткой черной дыры, вероятно, включает не только миллионы планет, но и миллионы черных дыр звездной массы. Помните пост про «звездную мясорубку» в центре галактики?
Вокруг активных сверхмассивных черных дыр располагаются гигантские пылевые торы — толстые кольца из газа и пыли размером в десятки световых лет. Астрономы заметили, что по температуре внешние области этих структур удивительно похожи на протопланетные диски вокруг молодых звезд. Там тоже могут слипаться пылинки, образуя камни, а потом и планеты.
В обычной звездной системе планете трудно вырасти в звезду, не хватит вещества. В окрестностях сверхмассивной черной дыры ситуация другая. Потоки газа и пыли там настолько мощные, что некоторые планеты продолжают расти, превращаясь в «суперюпитеры», затем в коричневые карлики, а в конце концов — в полноценные звезды. Авторы даже называют этот механизм новым способом звездообразования: через стадию планеты.
Получается, в центре каждой спиральной галактики вокруг черной дыры массой в миллионы Солнц - миллионы планет? Часть их становится звездами, другие гибнут в столконовениях, третьи остаются планетами, четвертые, возможно, оказываются экзотическими объектами, еще не известными нам.
Они крутятся вдалеке от своего черного солнца – на расстоянии десятков световых лет. По расчетам, впрочем, есть устойчивые планетарные орбиты и вблизи от черной дыры, если она вращается достаточно быстро (со скоростью, близкой к световой). На близких к дыре планетах, как в «Интерстелларе», за минуты будут проходить земные годы…
Представляю себе самую главную планетную систему нашей галактики, с тысячами обитаемых миров, куда стекаются гости с периферии… Где как не здесь размещать столицу галактической империи? Непонятно, правда, будут ли на таких планетах источники энергии для жизни, подобные Солнцу. Может и наоборот, энергии будет чересчур много, - место слишком беспокойное. Свита сверхгигансткой черной дыры, вероятно, включает не только миллионы планет, но и миллионы черных дыр звездной массы. Помните пост про «звездную мясорубку» в центре галактики?
какие выразительные фигурки делали в додинастическом Египте (3650–3300 гг. до н.э), - и в могилы подкладывали
“Я видел свет в конце тоннеля” или “вся жизнь перед глазами пролетела”, - такое нередко можно услышать от людей разных культур и религий, переживших клиническую смерть. Околосмертные переживания характеризуют как «очень ясные» и «более реальные, чем настоящие».
Возможно, за этим опытом стоит совершенно особое состояние мозга, которое пару лет назад обнаружили ученые из Мичиганского университета, наблюдавшие за последними минутами четырех умирающих пациентов, находившихся в коме. Родственники приняли решение отключить их от системы жизнеобеспечения. После того, как их сердца остановились и мозг лишился доступа к кислороду, аппараты ЭЭГ еще некоторое время следили за мозговой активностью.
Оказалось, что у двоих из четырех умирающих мозг вдруг словно вышел из комы и выдал совершенно необыкновенный всплеск активности и связности работы всех отделов. Умирающий мозг генерировал гамма-волны – это самый высокочастотный ритм электроэнцефалограммы, он появляется при решении задач, которые требуют максимального сосредоточения внимания, и по некоторым теориям прямо связан с усиленной работой сознания, процессом осознавания. Особенно активной была область мозга на стыке височной и теменной коры, которую тоже связывают с сознанием, осмыслением и интеграцией опыта.
Пришли ли умирающие в этот момент в сознание, мы не знаем. Но, о таком явлении (его красиво называют "Terminal lucidity", "предсмертное прояснение") есть и другие работы, - например, книга
"Порог: Предсмертная ясность сознания и граница между жизнью и смертью" Александра Батьяни, о том, что в последние часы жизни многие люди с тяжелым инсультом или глубокой деменцией вдруг обретают прежнюю ясность сознания и энергию, "вспоминают себя".
Похоже, смерть – это не просто «наступление темноты», - по крайней мере в некоторых случаях нашему исчезновению из этого мира предшествует необыкновенная вспышка ясности и осознания. Причем не только у людей – еще в 2013 году эта же команда исследователей проводила подобный эксперимент с крысами и наблюдала тот же всплеск гамма-волн в течение 30 секунд после остановки их сердца.
Возможно, за этим опытом стоит совершенно особое состояние мозга, которое пару лет назад обнаружили ученые из Мичиганского университета, наблюдавшие за последними минутами четырех умирающих пациентов, находившихся в коме. Родственники приняли решение отключить их от системы жизнеобеспечения. После того, как их сердца остановились и мозг лишился доступа к кислороду, аппараты ЭЭГ еще некоторое время следили за мозговой активностью.
Оказалось, что у двоих из четырех умирающих мозг вдруг словно вышел из комы и выдал совершенно необыкновенный всплеск активности и связности работы всех отделов. Умирающий мозг генерировал гамма-волны – это самый высокочастотный ритм электроэнцефалограммы, он появляется при решении задач, которые требуют максимального сосредоточения внимания, и по некоторым теориям прямо связан с усиленной работой сознания, процессом осознавания. Особенно активной была область мозга на стыке височной и теменной коры, которую тоже связывают с сознанием, осмыслением и интеграцией опыта.
Пришли ли умирающие в этот момент в сознание, мы не знаем. Но, о таком явлении (его красиво называют "Terminal lucidity", "предсмертное прояснение") есть и другие работы, - например, книга
"Порог: Предсмертная ясность сознания и граница между жизнью и смертью" Александра Батьяни, о том, что в последние часы жизни многие люди с тяжелым инсультом или глубокой деменцией вдруг обретают прежнюю ясность сознания и энергию, "вспоминают себя".
Похоже, смерть – это не просто «наступление темноты», - по крайней мере в некоторых случаях нашему исчезновению из этого мира предшествует необыкновенная вспышка ясности и осознания. Причем не только у людей – еще в 2013 году эта же команда исследователей проводила подобный эксперимент с крысами и наблюдала тот же всплеск гамма-волн в течение 30 секунд после остановки их сердца.
Со смертью жизнь в нашем теле не заканчивается. Особенно выдающимся «долгожителем» в этом смысле оказался Этци, - «ледяной человек», погибший от ранения стрелой около 5300 лет назад в ледниковом районе итальянских Альп. Холод и низкое содержание кислорода сохранили его тело, мумифицировав на тысячелетия. В 1991 году его нашли туристы в Тироле на высоте 3200 метров, - из-за сильного таяния льда.
С тех пор Этци живет в холодильнике. Как показало новое исследование, его тело до сих пор активно функционирует – как дом для микробиома, пережившего эти пять тысяч лет. Исследователи обнаружили множество видов анаэробных бактерий, помогавших когда-то Этци переваривать пищу. Предыдущий анализ его желудка и микробиома показал, что накануне гибели он перекусывал сушеным мясом диких животных (оленя и козы), а также каким-то блюдом из пшеницы (генетический анализ показал, что Этци – потомок первых земледельцев, пришедших из Анатолии). Оказалось, кишечные микробы Этци хорошо соответствуют такой диете, - кстати, многие из них стали гораздо реже встречаться у современных людей из-за изменения нашего рациона. Еще он зачем-то съел ядовитый папоротник (возможно, пытаясь излечиться от раны?).
А еще на коже и в пищеварительном тракте мумии нашли штаммы дрожжей, спавших тысячи лет, но похоже не слишком глубоко: исследователи сравнили их с образцами, взятыми девять лет назад, и обнаружили, что популяции дрожжей изменились. Виды, способные переваривать фенол — химическое вещество, используемое для дезинфекции ледяного человека, — размножились, несмотря на минусовые температуры, в которых хранится Этци. Эти виды дрожжей обитают только в очень холодных условиях, например, в Антарктиде, поэтому считается, что они возникли в среде, где был найден Этци, и попали в его организм вскоре после его смерти.
«В его теле обитают живые, метаболически активные организмы, которые активно реагируют на окружающую среду, - говорит ведущий автор исследования Мохамед Сархан из исследовательского института Eurac в итальянском городе Больцано. - Приспособленные к холоду дрожжи размножаются. Некоторые современные бактерии уже тоже колонизировали его ткани, - так что эта мумия является живым биологическим интерфейсом — точкой соприкосновения древнего мира и настоящего, где микробы 5000-летней давности сосуществуют с организмами, появившимися в прошлом десятилетии».
Исследователи смогли культивировать древние дрожжи, и даже испекли на закваске из них хлеб, который они теперь нахваливают. На вопрос о том, рассматривают ли ученые возможность использования доисторических дрожжей для пивоварения, Сархан ответил: «Этот пункт есть в нашем списке».
С тех пор Этци живет в холодильнике. Как показало новое исследование, его тело до сих пор активно функционирует – как дом для микробиома, пережившего эти пять тысяч лет. Исследователи обнаружили множество видов анаэробных бактерий, помогавших когда-то Этци переваривать пищу. Предыдущий анализ его желудка и микробиома показал, что накануне гибели он перекусывал сушеным мясом диких животных (оленя и козы), а также каким-то блюдом из пшеницы (генетический анализ показал, что Этци – потомок первых земледельцев, пришедших из Анатолии). Оказалось, кишечные микробы Этци хорошо соответствуют такой диете, - кстати, многие из них стали гораздо реже встречаться у современных людей из-за изменения нашего рациона. Еще он зачем-то съел ядовитый папоротник (возможно, пытаясь излечиться от раны?).
А еще на коже и в пищеварительном тракте мумии нашли штаммы дрожжей, спавших тысячи лет, но похоже не слишком глубоко: исследователи сравнили их с образцами, взятыми девять лет назад, и обнаружили, что популяции дрожжей изменились. Виды, способные переваривать фенол — химическое вещество, используемое для дезинфекции ледяного человека, — размножились, несмотря на минусовые температуры, в которых хранится Этци. Эти виды дрожжей обитают только в очень холодных условиях, например, в Антарктиде, поэтому считается, что они возникли в среде, где был найден Этци, и попали в его организм вскоре после его смерти.
«В его теле обитают живые, метаболически активные организмы, которые активно реагируют на окружающую среду, - говорит ведущий автор исследования Мохамед Сархан из исследовательского института Eurac в итальянском городе Больцано. - Приспособленные к холоду дрожжи размножаются. Некоторые современные бактерии уже тоже колонизировали его ткани, - так что эта мумия является живым биологическим интерфейсом — точкой соприкосновения древнего мира и настоящего, где микробы 5000-летней давности сосуществуют с организмами, появившимися в прошлом десятилетии».
Исследователи смогли культивировать древние дрожжи, и даже испекли на закваске из них хлеб, который они теперь нахваливают. На вопрос о том, рассматривают ли ученые возможность использования доисторических дрожжей для пивоварения, Сархан ответил: «Этот пункт есть в нашем списке».
В 2023 году международная команда ученых смоделировала и выяснила высоту величайшего цунами, которое устроил тот самый астероид диаметром около 10 км, упавший 66 миллионов лет назад на полуостров Юкатан, уничтожив динозавров и еще три четверти видов животных и растений. Взрыв высвободил колоссальное количество энергии — около 100 млн мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это в десятки тысяч раз превышает мощность всех существующих ядерных арсеналов вместе взятых. Под полуостровом Юкатан в Мексике погребен ударный кратер Чиксулуб диаметром в 180 километров и глубиной в 20 километров.
Но вернемся к цунами. Через две с половиной минуты после удара астероида из места удара поднялась стена воды, образовав волну высотой 4,5 км. До небес! По данным моделирования Университета Мичигана, через десять минут после удара эта первичная волна осела до 1,5 км в высоту, находясь уже в 220 километрах от точки удара, и продолжала кольцеобразно распространяться во все стороны по океану еще 48 часов.
Но вернемся к цунами. Через две с половиной минуты после удара астероида из места удара поднялась стена воды, образовав волну высотой 4,5 км. До небес! По данным моделирования Университета Мичигана, через десять минут после удара эта первичная волна осела до 1,5 км в высоту, находясь уже в 220 километрах от точки удара, и продолжала кольцеобразно распространяться во все стороны по океану еще 48 часов.