Тонкий слой кремнезема позволил золотым наночастицам «сиять» ярче

В современной медицине активно развивается адресная доставка лекарств. Этот подход заключается в том, что препарат транспортируется с помощью специальных носителей строго в определенное место, например к опухоли. Это позволяет избежать повреждения и гибели здоровых клеток и тканей. 

Одна из возможных систем доставки лекарств представляет собой наночастицы золота, к которым присоединяют молекулы лекарства. Такую конструкцию покрывают специальной оболочкой, защищающей лекарство от слишком раннего высвобождения. Кроме того, к ней крепятся антитела — белковые молекулы, нацеливающие частицы в нужное место.

В качестве материала для создания оболочки таких частиц используется кремнезем — соединение, которое по химическому составу идентично обычному песку. До сих пор ученых, в основном, интересовало, какие размер и форму должны иметь наночастицы на основе золота, чтобы наиболее эффективно доставлять лекарства, однако оптическим свойствам таких конструкций уделялось гораздо меньше внимания. При этом, если частицы способны хорошо рассеивать падающий на них свет определенного диапазона, их можно отслеживать с помощью специальных приборов, а значит, и контролировать доставку лекарств. Способность рассеивать свет во многом зависит от напряженности электрического поля вокруг частиц, поэтому по его значению можно понять, какие частицы будут лучше всего «светиться».

Ученые из БФУ им. И. Канта 🏛 математически смоделировали значения электрического поля, которое создается тремя типами структур — наночастицами золота без оболочки, частицами, покрытыми слоем кремнезема, а также пустой кремнеземной капсулой. При этом авторы исследовали оболочки разной толщины — от двух до двадцати нанометров (величины, не превышающие размер самых мелких вирусных частиц).

Оказалось, что наибольшая напряженность электрического поля возникала вокруг частиц, покрытых слоем кремнезема толщиной 20 нм. Напряженность вокруг них более чем в 2,5 раза превышала значения, характерные для свободных наночастиц золота. Это привело к тому, что плотно «одетые» частицы хуже рассеивали свет. Тонкая оболочка — порядка 2-5 нм — наоборот, усиливала рассеяние, благодаря чему частицы легче выявлялись при их освещении лазером.

Работа опубликована в журнале 📕Nanomaterials (IF = 5.72)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/478
#новости

После модификации лекарство от рака стало производить свободные радикалы

Металлопрепараты считаются очень перспективными лекарствами против различных недугов. Например, химиотерапевтический цисплатин, который применяют примерно у половины раковых больных по всему миру, представляет собой комплексное соединение платины. Атом этого металла может прочно связываться с ДНК, образуя тем самым сшивки внутри одной нити и между соседними, что повреждает наследственный материал и приводит к гибели клетки. Такой механизм работает не только в раковых, но и в здоровых тканях, приводя к развитию тяжелых осложнений, среди которых — почечная недостаточность и подавление функций костного мозга. Специалисты стараются подобрать иные лиганды (окружение) платины, чтобы лекарство от рака было более эффективным и безопасным.

Коллектив ученых из Москвы, Астрахани и Новосибирска предложил дополнительно модифицировать цисплатин органическими молекулами, способными обратимо принимать электроны, генерируя при этом свободные радикалы, что может быть использовано при химиотерапии.

В результате работы были получены три новых соединения платины, проявляющих биологическую активность и являющиеся токсичными в отношении раковых клеток. Электрохимические измерения показали, что генерация свободных радикалов возможна во всех трех соединениях. По словам авторов разработки, одно из соединений по противораковой активности сопоставимо с цисплатином, но, к сожалению, более токсично и к здоровым клеткам.

Полученные результаты станут основой для новых исследований биологической активности комплексов металлов. Ученые продолжают работу над модификацией органических молекул, а также планируют заменить платину на никель — более совместимый с организмом человека элемент. Возможно, такой вариант окажется более безопасным.

Работа опубликована в журнале 📕Molecules (IF = 4.93)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/479
#новости

Электродные материалы для металл-ионных аккумуляторов, суперконденсаторов и редокс-батарей

📍Организация: Санкт-Петербургский государственный университет🏛
🧪Области науки: Химия полимеров, Электрохимия, Материаловедение

Чем мы занимаемся:
В лаборатории осуществляются фундаментальные и прикладные исследования в области разработки новых энергозапасающих материалов для химических источников тока, решаются инженерные и научные задачи по созданию материалов и устройств электрохимического запасания энергии. Экспериментальные и теоретические исследования сфокусированы на разработке научно-технологических основ получения новых электродных материалов для металл-ионных и других источников тока, изучении кинетики и механизма твердофазных процессов переноса заряда в таких материалах.

🔬Направления исследований:

— Композитные электродные материалы

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/409

#лаборатории

Белки в слезах пожилых помогут выявить серьезное заболевание сетчатки

Окклюзия вен сетчатки (ОВС) — глазное заболевание, развивающееся из-за закупорки тромбом соответствующих сосудов. Оно встречается почти у 5% пациентов старше 80 лет и у 0,77% — моложе 60. Из-за нарушения кровообращения ткани испытывают недостаток кислорода и могут погибнуть. Это чревато воспалением, снижением остроты зрения и даже его полной резкой потерей — ОВС является второй причиной этой беды, а потому важно как можно скорее отследить начало заболевания.

Сотрудники Научно-исследовательского института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича🏛 и Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования предложили свой подход к диагностике. Они изучили белковый состав слез пациентов с ОВС и постарались выяснить, какие из молекул, связанных с развитием болезни, оказываются наиболее критичными.

Также авторы отметили повышенный уровень небольшого поверхностного белка мезотелина и пониженный — β2-микроглобулина. В совокупности на основе пяти маркеров ученые составили предварительную модель прогноза (с чувствительностью 77,2–95,2%) тяжести течения заболевания. Ожидается, что в будущем модель поможет специалистам при постановке диагноза.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/480
#новости

Бактериальные пленки послужат «годовыми кольцами» для пластикового мусора

Пластиковое загрязнение воды стало проблемой мирового масштаба. Пластиковый мусор опасен тем, что активно включается в пищевые цепочки, поскольку для животных может быть похож на еду, например рачков и медуз. Далее он попадает и в организм человека. Кроме того, на пластиковых частицах формируются биопленки — сообщества микроорганизмов, окруженных матриксом, среди которых могут оказаться и патогены; также на них накапливаются токсичные соединения.

В Черном море «пластиковая» проблема стоит особенно остро: сток рек в ряде промышленно развитых стран, медленное восполнение воды, ограниченное вертикальное перемешивание и интенсивная поверхностная циркуляция в сочетании с растущей урбанизацией, рекреационной нагрузкой, рыбопромысловыми зонами и свалками усугубляют ситуацию. Исследователи из Института биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН и Морского гидрофизического института РАН вместе с катарскими коллегами решили выяснить, чем отличаются биопленки на поверхности частиц полиэтилентерефталатного пластика на разной глубине и в разные времена года. Авторы изучали под микроскопом прозрачные фрагменты и замеряли количество и размер биопленок на них. Также они оценили видовой состав обитателей обрастаний.

Результаты исследований показали, что скорость обрастания пластикового мусора в поверхностном слое воды была ниже, чем в средней и придонной толще воды, что может быть связано с повреждающим действием турбулентного перемешивания. Наиболее высокие темпы биообрастания и разнообразие сообщества наблюдались в летний период — наиболее благоприятный для роста и развития микроорганизмов.

В ходе работы авторы разработали подход, позволяющий определить «возраст» пластикового мусора, — так можно, например, выяснить, что повлияло на увеличение загрязнения (открытие или закрытие каналов, заводов и прочее). Поскольку скорость роста биопленки сильно отличается летом и зимой, использовать ее размер не удалось. В качестве альтернативы ученые предложили рассматривать колонии зеленой водоросли Phycopeltis, одной из первых населяющей мусор. Этот микроорганизм адаптирован к разнообразным условиям среды, и на разных стадиях его биопленки имеют отличный внешний вид. Так можно хотя бы примерно предположить, когда частицы пластика оказались в воде.

Работа опубликована в журнале 📕Chemosphere (IF = 8.94)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/481
#новости

Раскрыт принципиально новый механизм хранения информации в ДНК

В 1953 году Джеймс Уотсон и Френсис Крик расшифровали структуру ДНК в виде двойной спирали. Такая модель подразумевала, что у каждой цепочки есть идеальная пара — комплементарная цепочка, и они связываются друг с другом благодаря специфическим взаимодействиям составляющих их нуклеотидов.

До сих пор на эту стройную базу добавляются новые механизмы взаимодействия ДНК с другими молекулами, например, эпигенетическая регуляция работы генов, без изменения их последовательности. Теперь же руководитель направления «Нанобиомедицина» Университета «Сириус», заведующий лабораторией МФТИ🏛 Максим Никитин предложил совершенно новую концепцию того, как может храниться и реализовываться информация, заключенная в ДНК.

Модель, представленная исследователем и единственным автором работы, предполагает, что принцип комплементарности соблюдается не всегда, и взаимодействие между нуклеотидными цепями может происходить, даже если они не являются идеальной парой. Так, в классическом варианте имеет место наибольшая степень аффинности, то есть наиболее сильное взаимодействие. Если начать заменять нуклеотиды в одной из цепей один за другим, аффинность будет падать, но взаимодействие все равно окажется возможным. В итоге у каждой одинарной цепи ДНК есть множество возможных партнеров даже в пределах строго определенного уровня «идеальности», и такое множество Никитин назвал континуумом аффинностей.

Никитин также экспериментально доказал, что можно всего на основе одной цепи образовать целую систему из ее «неидеальных» партнеров и тем самым совершенно по-разному интерпретировать заключенную в ней информацию. В ходе компьютерного моделирования он смог на этом построить целую схему, имитирующую работу 572-битной ячейки памяти, что превосходит по емкости все имеющиеся ячейки в современных запоминающих устройствах.

Работа опубликована в журнале 📕Nature Chemistry (IF = 24.27)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/482
#новости

Найдены общие для людей, мышей и крыс гены, связанные с депрессией

Аффективные расстройства, также известные как эмоциональные расстройства, — это совокупность психических нарушений с изменением эмоционального состояния. К ним относятся различные формы депрессий и маний, психозы, повышенная тревожность.

Несмотря на большую распространенность таких заболеваний, многие патологические механизмы до сих пор не ясны. Для исследования аффективных расстройств часто используются животные модели, такие как крысы и рыбки данио рерио. Однако далеко не все данные, полученные на животных моделях, могут быть затем применимы к людям. Это заставляет ученых искать новые методики, которые помогли бы выявить эволюционно стабильные молекулярные механизмы развития аффективных расстройств.

Группа ученых под руководством Алана Калуева, главного научного сотрудника лаборатории молекулярно-биологических и нейробиологических проблем и биоскрининга МФТИ🏛, провела исследование, в котором использовали как традиционные методы, такие как сравнение «здоровых» людей и животных с теми, кто имеет симптомы заболевания, так и более сложные подходы: межвидовой анализ путем сравнения ортологов — «похожих» генов различных организмов, которые выполняют сходную функцию и произошли от одной последовательности ДНК. Для анализа использовали данные секвенирования РНК — рибонуклеиновой кислоты, которая является промежуточной биомолекулой для передачи информации от «источника», ДНК, к выполняющим определенную функцию белкам.

Полногеномное ДНК-секвенирование дает общую картину всего многообразия генов в организме, но не может ответить на вопрос о том, какие из них активны в различных клетках и тканях в определенный момент времени. По этой причине для анализа экспрессии генов используется именно РНК-секвенирование, благодаря которому можно установить прямую связь между активностью генов и определенными физиологическими условиями. Ученым удалось зафиксировать некоторые общие механизмы ответа на стресс, включающие изменение активности генов, отвечающих за передачу сигнала через ионы кальция, молекулы клеточной адгезии и окислительное фосфорилирование.

Работа опубликована в журнале 📕Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/483
#новости

Медная добавка сделала "умные" материалы для имплантатов эластичнее

Пористые материалы на основе никелида титана (TiNi) широко применяются для создания имплантатов костей: они безопасны для организма, устойчивы к коррозии, износостойкие, а их структура похожа на структуру костей. Вместе с тем достаточно сложно придать им необходимую форму и тем более проблематично «подправить» ее потом.

Ученым удалось выяснить, что добавление меди в состав TiNi открывает возможности управления физико-механическими свойствами материала, позволяет регулировать температурный интервал проявления эффекта памяти формы. При этом необходимо соблюдать строгие пропорции в составе материала для имплантатов, поскольку легирование (добавка) Cu в литых сплавах системы TiNi свыше 10 атомных процентов меди снижает его технологичность и повышает хрупкость.

Кроме того, медь помогла увеличить износостойкость литых сплавов при температурах от 37 °C до 250 °C, а также повысить сопротивление коррозии, а значит, и обеспечить его долгую службу.

Важным открытием стало также определение диапазона оптимальных концентраций меди — он лежит в районе 3–6 ат.%. В этом случае для пористых сплавов вместе с широким температурным интервалом проявления обратимых деформаций характерно низкое значение напряжения мартенситного сдвига. Мартенситный сдвиг — это уровень напряжения, при котором накопление деформации идет не за счет пластического механизма, который является дефектным, а благодаря мартенситному превращению, то есть изменению взаимного расположения атомов в структуре сплава.

По мнению исследователей, работа имеет большую практическую ценность, поскольку позволит точнее моделировать объемные и сложные по конфигурации имплантаты, которые соответствуют структуре дефектов живой ткани.

Работа опубликована в журнале 📕Metals (IF = 2.70)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/484
#новости

Машинное обучение помогло подобрать условия синтеза высокоэнтропийного карбида

Высокоэнтропийные карбиды — уникальные материалы на основе углерода и 4–6 переходных металлов IV и V групп, устойчивые к очень высоким (свыше 2500 градусов) температурам и в целом достаточно стабильные. Атомы сразу нескольких элементов в эквимолярном соотношении составляют кубическую, как у поваренной соли, кристаллическую решетку, и из-за того, что все они «главные», обеспечивают достаточно сильный беспорядок, то есть высокую энтропию.

Электродуговые плазменные методы позволяют быстро достичь высоких температур, а потому рассматриваются как перспективные подходы к получению высокоэнтропийных карбидов. Чтобы выяснить, при каком именно нагреве получится однофазный материал, сотрудники Томского политехнического университета, Сколковского института науки и технологий и Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.И. Пирогова решили использовать машинное обучение.

Сначала авторы оценили полную энергию решетки из атомов углерода и металлов (в данной работе — титана, циркония, ниобия, гафния и тантала) в разных положениях. Для описания межатомных взаимодействий использовали одну из разновидностей машиннообучаемых потенциалов межатомного взаимодействия (low-rank potentials) на наборе значений энергий различных конфигураций (расположения атомов металла в структуре), полученных методом теории функционала электронной плотности. Далее исследователи рассчитали, структуры с каким распределением металлических атомов в структуре карбида будут энергетически выгодны, а значит, и с большей долей вероятности образуются в диапазоне температур от 227 до 1727°C.

В результате авторы смогли выяснить, какие фазы при каких температурах формируются в системе (Ti, Zr, Nb, Hf, Ta)C. Проведенные эксперименты по синтезу этого карбида методом безвакуумного электродугового плазменного спекания показали, что при минимальной температуре материал распадается на несколько фаз, вероятно, из-за разной скорости диффузии металлов. Затем, по мере увеличения нагрева, все больший вклад вносят энтропийные процессы, свыше 927°C однородность структуры возрастает и при максимальной изученной температуре уже происходит образование однофазного карбида. Авторы подтвердили свои расчеты, изучив рентгенограммы экспериментальных материалов.

Работа опубликована в журнале 📕npj Computational Materials (IF = 12.26)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/485
#новости

Сегодня каналу ИОНХ РАН 🏛 исполнился ровно один год, и мы всей нашей командой хотим подзравить их 🎊

Если вы еще не подписаны и интересуетесь химией или работаете в науке, то рекомендуем подписаться!

Желаем каналу еще больше интересных постов, а сотрудникам института высокорейтинговых публикаций 👍

https://t.me/chemrussia/2092

Сочетание оксидов и углеродных нанотрубок поможет улучшить суперконденсаторы

Ученые СПбГУ🏛 разработали новые способы повышения эффективности суперконденсаторов за счет использования комбинации многослойных нанотрубок и оксидов переходных металлов. Один из подходов заключается в увеличении площади поверхности, обеспечивающей энергетическую эффективность электрода. Обычно в качестве основы электродов промышленных суперконденсаторов используют различные виды углерода, обладающие высокой удельной площадью поверхности.

В последнее время для повышения энергоэффективности и стабильности суперконденсаторов ученые разрабатывают гибридные материалы, которые накапливают энергию как за счет двойного электрического слоя, так и благодаря обратимым электрохимическим процессам, протекающим на поверхности электродов при наличии, например, оксидов переходных металлов, таких как оксиды кобальта, ванадия, рутения и других.

Во время эксперимента ученые наносили на поверхность нанотрубок слои оксида марганца, затем проводили температурные обработки для кристаллизации и формирования наночастиц. Это позволило увеличить удельную емкость более чем в два раза, однако данный показатель быстро снижался. Повысить электрохимические свойства удалось за счет оптимальной температуры обработки композита и последующего добавления оксида переходного металла рения. Как показали эксперименты, оксид рения закреплялся преимущественно вблизи наночастиц марганца и позволил увеличить долю электрохимически активного оксида марганца MnO2 путем доокисления MnOх.

Благодаря этому ученым удалось сделать материал более стабильным при циклических испытаниях заряда-разряда. Результат обусловлен сочетанием свойств оксидов и углеродных нанотрубок. С одной стороны, это приводит к увеличению вклада обратимых электрохимических процессов в удельную емкость, с другой — позволяет заметно увеличить вклад двойного электрического слоя при накоплении заряда.

Работа опубликована в журнале 📕Applied Sciences (Switzerland) (IF = 2.84)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/486
#новости

Лаборатория перспективных материалов энергетической отрасли

📍Организация: Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет🏛
🧪Области науки: Альтернативная энергетика, Материаловедение, "Зеленые" технологии

Чем мы занимаемся:
Лаборатория занимается вопросами синтеза как востребованных в энергетической отрасли материалов, так и созданием новых соединений электродуговым методом, а также задачами плазменной утилизации отходов. Работа лаборатории построена на оригинальном, разработанном сотрудниками подразделения, плазменном безвакуумном реакторе. Ведутся исследования в области синтеза карбидов, боридов металлов, в том числе высокоэнтропийных, исследования возможностей их применения в качестве компонентов катализаторов в процессах получения водорода и утилизации углекислого газа. Также ведутся исследования в области вовлечения в процесс синтеза материалов низкосортного сырья и отходов.

🔬Направления исследований:

— Плазменная переработка отходов с получением полезных продуктов

— Электродуговой синтез высших боридов металлов

— Электродуговой синтез каталитических материалов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/411

#лаборатории

Оптические сенсоры помогут предотвратить аварии на нефтепереработке

Отслеживание состояния инфраструктуры — одна из важнейших производственных задач, которая позволяет обеспечить бесперебойную работу, не допустить материальных издержек, а также предотвратить опасные производственные ситуации вплоть до аварий, затрагивающих огромные территории. Один из перспективных подходов — установка разнообразных датчиков, которые могут фиксировать даже небольшие утечки опасных веществ, перепады давлений внутри приборов, критические повышения температуры и так далее.

Оптические сенсоры лучше всего подходят для систем охраны периметра и для мониторинга протяженных инфраструктурных объектов, таких как ЛЭП и газопроводы, а также сооружений для хранения и переработки нефти — электроника в них неприменима из-за опасности возгорания и взрыва.

Исследователи из Сколтеха🏛 и Харбинского института технологий разработали систему оптических сенсоров с алюминиевым покрытием для мониторинга состояния промышленных конструкций. В частности, сенсоры способны выдержать агрессивную среду дистилляционной башни — сооружения, в котором нефть разделяется на фракции: бензин, керосин и прочие. Непрерывно собирая информацию о состоянии объекта, система поможет предотвратить аварию и вовремя выполнить точечную починку вместо масштабных работ по ремонту и очистке всей башни. 

📑Работа опубликована в журнале Optics Letters (IF = 3.56)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/487
#новости

Создан прототип магнитных аэрогелей для сенсоров и катализаторов

Новые магнитные материалы пользуются большим спросом для создания устройств хранения информации с высокой плотностью, быстрой записи, высокопроизводительных вычислений, сенсорных или каталитических приложений. Наибольшее внимание привлекли одноионные магниты (ОИМ), в которых намагниченность сохраняется в отдельных ионах. Чтобы избежать магнитного обмена между ними, они должны быть пространственно разделены диамагнитной средой.

Недавно металлоорганические каркасы (MOF) были признаны отличной платформой для разработки материалов на основе ОИМ. Так можно достаточно точно подбирать пористость, осуществлять различные химические модификации и, наконец, вводить большое количество магнитных комплексов в диамагнитную матрицу. Однако ранее не было сообщений о создании подобных конструкций.

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН 🏛, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова 🏛, Петербургского института ядерной физики и Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН🏛 предложили и успешно синтезировали принципиально новые высокопористые твердофазные материалы, проявляющие свойства молекулярных магнетиков. В основе — аэрогель из аморфного кремнезема, модифицированный ионами кобальта (II). Чтобы закрепить ионы на матрице, авторы проводили реакцию, в результате которой на кремнеземе получались этилендиаминовые группы, а аэрогели образовывались в ходе надкритической сушки в углекислом газе.

Полученные аморфные аэрогели имели пористость 60–78% и оказались достаточно однородными. При комнатной температуре во всех образцах отсутствовали сигналы электронного парамагнитного резонанса, что в случае высокоспиновых ионов кобальта могло говорить о слишком быстрой магнитной релаксации. Однако уже при охлаждении до -268°C такие сигналы появились, более того, образцы показали медленную магнитную релаксацию при приложении внешнего магнитного поля.

Таким образом, исследователи получили первые прототипы одноионных магнитов на основе аэрогеля. Поскольку ионы кобальта чувствительны к различным ароматическим молекулам, разработанные материалы очень перспективны в качестве компонентов сенсоров.

Работа опубликована в журнале 📕Molecules (IF = 4.93)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/488
#новости

#конференции

📌XIII Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии

🏛Место проведения — Москва, ИОНХ им. Н.С. Курнакова РАН🏛;
🗓Даты проведения — 3-7 апреля 2023;
⏰Сроки регистрации — до 1 февраля 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Ударные волны не обязательно рождают новые звезды

Звезды, масса которых превышает массу Солнца в десятки и даже сотни раз, очень яркие и достаточно редко встречаются в нашей галактике. Как правило, они находятся на расстояниях в несколько тысяч световых лет от Земли, что сильно затрудняет их изучение. Один из самых известных примеров массивных звезд — Эта Киля, которая была описана астрономами еще в XVII столетии. Совокупная светимость этой двойной звезды превышает солнечную в пять миллионов раз.

Массивные звезды оказывают огромное влияние на эволюцию галактик. Как правило, они окружены горячими областями ионизованного водорода (HII), которые расширяются со временем, что приводит к возникновению ударных волн. Ударные волны распространяются по межзвездной среде и сжимают холодный молекулярный газ, что теоретически может запустить процесс звездообразования. Однако несмотря на то, что эта теория была предложена еще в середине ХХ века, увидеть ударную волну вокруг области HII, непосредственно сжатый ею газ и подтвердить теорию до сих пор не удавалось.

Российские астрофизики представили доказательства против теории, что ударные волны в облаках молекулярного газа запускают процесс образования новых звезд. Для этого они провели наблюдения расширяющейся области ионизованного водорода RCW 120 в 4,3 тысячи световых лет от Земли.

Принимая во внимание результаты теоретического моделирования, ученые провели наблюдения одной из реальных газовых структур в RCW 120. Они показали, что толщина слоя, сжатого ударной волной, составила 20-30 астрономических единиц. Плотность газа в нем оказалась примерно в 100 раз выше, чем в молекулярном облаке, которое окружает RCW 120.

При этом анализ полученных данных показал, что протозвезды, которые наблюдаются в выбранной для наблюдений области, находятся вне сжатого ударной волной слоя, хотя и близко к нему. Именно поэтому ранее считалось, что эти протозвезды были сформированы из-за действия ударной волны. По всей видимости, они сформировались спонтанно несколько сотен тысяч лет назад и существовали еще до того, как ударная волна сжала молекулярный газ вблизи них, что опровергает предложенную ранее теорию звездообразования.

Работа опубликована в журнале 📕Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (IF = 5.24)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/489
#новости

Составлен атлас регуляторных последовательностей, связанных с болезнями сердца

Сердечно-сосудистые заболевания являются одной из главной причин смерти людей во всем мире. У пациентов с подобными диагнозами иначе начинают работать гены, кодирующие разнообразные белки в клетках сердца. Не последнюю роль в этом играют регуляторные последовательности, среди которых — промоторы (их узнают ферменты РНК-полимеразы как точку начала синтеза нуклеиновой кислоты) и энхансеры (стимуляторы считывания информации с гена). Экспрессия каждого гена регулируется взаимодействием нескольких регуляторных элементов. Из-за специфичности работы клеток разных тканей и изменчивой активности генов (в том числе в патологии) до сих пор недостаточно хорошо изучено точное расположение промоторов и энхансеров.

Сотрудники Казанского (Приволжского) федерального университета🏛, Института белка РАН, Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН🏛, Сеченовского университета и ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России вместе с зарубежными коллегами использовали кэп-анализ экспрессии генов (CAGE) для идентификации и количественной оценки активности транскрибируемых регуляторных элементов во всех четырех камерах сердца здоровых и больных людей.

В результате авторы идентифицировали 17 668 промоторов и 14 920 энхансеров, связанных с активностью 14 519 генов в желудочках и предсердиях. Им удалось выявить конкретные регуляторные элементы, чья активность изменилась при поражении миокарда (кардиомиопатии). Например, в случае ишемической формы, возникающей из-за недостатка кислорода у тканей, сильнее были затронуты регуляторы генов разных метаболических путей, а в случае неишемической (из-за мутаций, инфекций и так далее) — иммунные.

Анализ также показал, что предсердия более чувствительны к сердечной недостаточности с точки зрения экспрессии генов, а еще у них чаще наблюдаются перерождения миоцитов в «желудочковый» тип при патологии. Процесс можно отследить на ранних этапах по активности генов и их регуляторов. Аналогичные связи с болезнью авторы установили и для других последовательностей.

Все данные исследования находятся в открытом доступе, и исследователи надеются, что их работа позволит кардиологам лучше разобраться в генетических особенностях развития болезней сердца и сосудов. Результаты также могут помочь в разработке новых препаратов и методов ранней диагностики.

📑Работа опубликована в журнале 📕 Nature Cardiovascular Research

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/490
#новости

#конференции

📌2023 IEEЕ Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology

🏛Место проведения — Екатеринбург, Институт радиоэлектроники и информационных технологий🏛;
🗓Даты проведения — 15-17 мая 2023;
⏰Сроки регистрации — до 1 февраля 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке