Червеобразные ящерицы оказались обладателями уникальных половых хромосом

В отличие от млекопитающих, пол которых зависит от половых хромосом (пара X-хромосом определяет женский пол, а XY — мужской), у рептилий существуют разные механизмы определения пола. Например, пол крокодилов, черепах и некоторых ящериц зависит от температуры, при которой развивался эмбрион в яйце. У большинства чешуйчатых рептилий, к которым относятся змеи и ящерицы, пол, как и у млекопитающих, связан с набором половых хромосом. Однако, в отличие от млекопитающих, у многих рептилий одинаковыми половыми хромосомами (то есть парой XX) обладают самцы, а не самки.

Считается, что червеобразные ящерицы (Dibamidae) — одна из наиболее древних групп рептилий, которая в процессе эволюции раньше других отделилась от общего предка змей и ящериц. Ученые полагают, что эта группа могла получить от последнего общего предка всех чешуйчатых некоторые примитивные черты, в частности строение половых хромосом и механизм определения пола. В свою очередь, исследование этих признаков поможет понять их эволюцию по мере развития пресмыкающихся.

Ученые из Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН🏛, Зоологического музея МГУ, Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН🏛, Карлова университета и Российско-Вьетнамского тропического научно-исследовательского и технологического центра описали систему определения пола червеобразных ящериц (Dibamus deharvengi), обитающих во Вьетнаме. Для этого авторы отловили четырех самок и двух самцов, отличающихся от женских особей наличием рудиментарных, то есть недоразвитых, задних конечностей. Исследователи проанализировали половые хромосомы отловленных особей и определили состав их генов.

Авторы показали, что самцы этого вида червеобразных ящериц имеют X и Y хромосомы, а самки — две X хромосомы, что напоминает определение пола млекопитающих, а не родственных групп рептилий. Надо сказать, что X-хромосома дибамид оказалась одной из самых крупных среди всех известных позвоночных. В ее составе ученые выделили 1515 генов, около половины из которых схожи с генами соматических (неполовых) хромосом курицы. Это говорит нам о том, что гены в половых хромосомах по-разному комбинировались в разных эволюционных линиях позвоночных животных. Y хромосома червеобразной ящерицы, напротив, оказалась слабо развитой из-за того, что в процессе эволюции лишилась части генов.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Evolutionary Biology (IF = 2.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/494
#новости

Новая теория позволит предсказать самосборку белковых наночастиц

Белковые оболочки вирусов — капсиды, являются одной из наиболее совершенных систем доставки, действующей на наноуровне. Поэтому, после соответствующих модификаций, капсиды и подобные белковые структуры используют, например, медики для доставки лекарств и разнообразных биологически активных веществ, химики для создания защитных оболочек катализаторов и материаловеды для получения функциональных наноматериалов. Для этого ученым нужны математические модели, способные описать устройство белковых оболочек, процесс их синтеза и взаимодействие с окружением.

Исследователи из Южного федерального университета🏛 предложили подход, который позволяет описать самосборку полых белковых наночастиц, напоминающих по форме вирусы. В его основе лежат теория Ландау, посвященная кристаллизации и структурным фазовым переходам в кристаллах. Подход основан на двух центральных идеях.

Во-первых, энергия представляется скалярной функцией распределения плотности вещества и не меняется при преобразованиях симметриии структуры, например симметрии куба, или двадцатигранника-икосаэдра. При этом у этой функции есть специальные коэффициенты, учитывающие такие факторы внешней среды, как температура и давление. Во-вторых, переход между начальным состоянием, когда составляющие наночастицу молекулы пока не выстроились определенным образом друг относительно друга, и уже сборкой в полноценную структуру наиболее существенно зависит лишь от одной степени свободы, называемой параметром порядка, который и определяет симметрию и структуру системы.

Так, авторы, основываясь на классических представлениях, предложили новую модель самосборки белковых наночастиц.

Работа опубликована в журнале 📕 Physical Review B (IF = 3.91)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/495
#новости

Отдел нейтронных экспериментальных станций

📍Организация: НИЦ Курчатовский институт🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Нейтронные исследования

Чем мы занимаемся:
На базе реактора ИР-8 сформирован современный нейтронный исследовательский комплекс, включающий в себя шесть экспериментальных станций, расположенных на выходах горизонтальных экспериментальных каналов, которые используются для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области физики конденсированного состояния и материаловедения.

В настоящее время комплекс работает в режиме коллективного использования, и, следовательно, принимаются заявки от российских и зарубежных исследователей на проведение экспериментов с использованием оборудования комплекса. Приборная база комплекса постоянно модернизируется и расширяется.
Проводятся работы по созданию на касательном канале установки для нейтронной интроскопии в белом пучке нейтронов.

Планируется установка водородного источника холодных нейтронов с тремя суперзеркальными нейтроноводами. На этих нейтроноводах будут располагаться: прибор для изучения малоуглового рассеяния нейтронов; дифрактометр для исследования структуры микрообразцов; нейтронный рефлектометр. Ввод в эксплуатацию этих установок существенно расширит экспериментальные возможности комплекса.

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/420

#лаборатории

Новая модель предскажет коррозию реакторов нового поколения

В атомных реакторах протекает реакция, в ходе которой ядро 235U делится на два осколка под действием лишь одного нейтрона, а получается уже два-три. Они попадают на соседние ядра, запуская реакцию уже в них. Осколки имеют большую кинетическую энергию, которую они передают теплоносителю, тот нагревает и испаряет воду, а уже пар вращает турбину генератора. В обычных реакторах в активной зоне, где и происходят описанные события, присутствует замедлитель, который тормозит быстрые высокоэнергетические нейтроны, делая их тепловыми. Однако последние могут запускать деление только ядер 235U, которых даже в обогащенном топливе не более 5%, а остальная часть (238U) остается невостребованной.

Запустить ее деление могут быстрые нейтроны (на них основаны новейшие и очень перспективные реакторы). Их тормозить уже не надо, а потому вода в качестве теплоносителя не подходит. Приходится использовать легкоплавкие металлы, например свинец или смесь висмута и свинца. Вместе с тем такой теплоноситель отлично реагирует со сталью, из которой сделаны части реактора, что чревато их повреждением. Чтобы избежать агрессивного воздействия теплоносителя на сталь, в него добавляют небольшое количество кислорода, который приводит к образованию оксидной пленки. Она препятствует прямому контакту и, следовательно, замедляет деградацию конструкционных материалов.

Сотрудники МФТИ🏛 и ОИВТ РАН🏛 разработали теоретическую модель, которая позволяет предсказывать, как будет расти оксидная пленка на поверхности стали в контакте со свинцово-висмутовым теплоносителем при заданных условиях в охлаждающем контуре. В отличие от ранних феноменологических подходов, разработанная модель явным образом учитывает физико-химические процессы, которые обусловливают образование оксидной пленки.

Работа опубликована в журнале 📕Corrosion Science (IF = 7.72)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/496
#новости

Водорослевая биоиндикация загрязнения медью оказалась не столь очевидной

Тяжелые металлы — одни из наиболее опасных загрязнителей, поскольку они долго сохраняются в окружающей среде, накапливаются в живых организмах и достаточно токсичны (в больших количествах опасны, а в очень малых — жизненно необходимы для клеток). Основной их источник — промышленность, сельское хозяйство и добыча полезных ископаемых, которые с каждым годом только наращивают обороты, а значит, повышают риски загрязнений. Именно поэтому важно отслеживать содержание тяжелых металлов в природе.

Один из подходов заключается в использовании биоиндикаторов — живых организмов, чаще всего микроорганизмов и растений. В результате удается не только определить и количественно оценить степень загрязнения, но и понять принцип его воздействия на клетки, а также выявить устойчивые к нему виды.

В новой работе исследователи из Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева🏛 решили выяснить, что происходит с разными микроводорослями почв при загрязнении медью. Ученые показали, что влияние медного загрязнения на почвенные микроводоросли обусловлено не только собственно концентрацией тяжелого металла, но и составом исходных загрязняющих соединений и количеством самих организмов.

Так, малая плотность клеток и медный купорос сделали микроорганизмы более чувствительными к воздействию. Однако у некоторых видов даже при длительном загрязнении низкими концентрациями ацетата меди рост не только не замедлился, но даже стал интенсивнее. Найденные авторами закономерности помогут разработать подходы к использованию микроводорослей как для оценки загрязнения, так и для борьбы с ним.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Environmental Science and Technology (IF = 3.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/497
#новости

150 ЛАБОРАТОРИЙ!🔥

Теперь на платформе представлено 150 лабораторий из 75 организаций и 32 городов.

🔬Регистрация лаборатории на платформе позволит вашему коллективу рассказать о своей работе, используемых методах исследований, текущих грантах и оборудовании. Это дает возможность поиска коллабораций и привлечения новых кадров.

👨🏻‍🔬В соответствующем разделе с помощью удобных фильтров учёные могут ознакомится со списком интересующих лабораторий и научных групп для проведения совместных исследований, а студенты подыскать подходящий коллектив для написания дипломных или курсовых работ. Об этом расскажем подробнее в следующих постах!

Регистрируйте свой профиль, добавляйте лаборатории и присоединяйтесь к сообществу, объединяющему учёных и лаборатории по всей стране!🔥

Водные блошки смогли приспособиться к жизни в пустыне

Дафнии, или водяные блохи, играют значимую роль в водных экосистемах. Они питаются остатками органики на дне и в толще воды, помогая ее очищать, а также служат кормом для многих обитателей водоемов. Всего ученым известно более 50 видов дафний. Ранее их было трудно изучать и классифицировать, поскольку рачки внешне очень похожи друг на друга. Однако за последние пять лет ситуацию упростила доступность генетического анализа, который позволяет увидеть различия между видами на уровне ДНК.

Ученые активно используют водяных блох для исследований, поскольку эти рачки неприхотливы, легко размножаются и быстро растут. Для генетиков и экологов дафнии полезны тем, что обитают по всей планете. Сравнивая геномы родственных видов, живущих в разных климатических зонах, ученые выясняют механизмы их приспособления к природно-климатическим условиям. Кроме того, эти исследования позволяют лучше узнать историю Земли, происхождения и развития живых организмов.

Ученые из Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова🏛 совместно с зарубежными коллегами расшифровали геном микроскопических рачков дафний, обитающих на Аравийском полуострове. Вид Daphnia arabica смог адаптироваться к столь засушливым условиям благодаря комбинации генов, отвечающей за восстановление молекулы ДНК при ее повреждении в условиях стресса. Другие дафнии, обитавшие здесь, вымерли около 100 тысяч лет назад из-за изменения климата. Расшифровка генома этого уникального организма поможет генетикам и селекционерам вывести виды животных и растений, приспособленных к засушливым условиям.

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

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/498
#новости

Теоретический отдел

📍Организация: Институт общей физики имени А.М. Прохорова РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Радиофизика, Физика плазмы, Электродинамика

Чем мы занимаемся:
Теоретический отдел занимается работами в области теоретической и вычислительной электродинамики, физики плазмы, физики твердого тела, магнетизма, радиофизики, лазерной физики.

🔬Направления исследований:

— Фундаментальные основы плазменных и микроволновых технологий

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/410

#лаборатории

Меньше кислорода и больше углекислого газа — рецепт защиты мозга от ишемии

Периодическая гипоксия, то есть временное ограничение кислорода, — эффективный способ повышения ишемической толерантности органов и тканей, то есть они становятся устойчивее к нарушениям кровоснабжения. Например, есть данные о ее использовании в профилактике и лечении сердечно-сосудистых патологий и ишемических поражений головного мозга. Однако применение таких подходов на практике ограничено из-за требований к длительному воздействию и продолжительности курсов лечения.

Сотрудники Красноярского государственного медицинского университета, Алтайского медицинского института последипломного образования, Научного центра неврологии и Алтайского государственного медицинского университета ранее продемонстрировали, что одновременное снижение количества кислорода и повышение количества углекислого газа гораздо эффективнее защищает клетки мозга от ишемии, однако не было ясно, за счет каких именно механизмов это происходит.

В новой работе авторы провели эксперименты с культурами астроцитов (вспомогательные клетки нервной ткани, имеющие форму звезды) и нейронов, а также с животными, которых выдерживали в различных гипоксических и гиперкапнических условиях. Они сосредоточились на одном из важнейших механизмов нейропротекции — подавлении апоптоза, что позволяет сохранить даже частично поврежденные клетки. В случае животных исследователи искусственно вызывали закупорку сосудов мозга, предварительно введя светочувствительный реагент, а затем освещая ткани лазером.

В результате в облученной точке нарушалось кровоснабжение и, как следствие, развивалась ишемия. Позднее эти участки изучались на предмет масштабов повреждения. С помощью иммунохимических методов авторы замеряли уровни белков каспазы-3, фактора, индуцирующего апоптоз (AIF), Bax и Bcl-2: первые три способствуют запуску апоптоза (AIF — не через каспазы), а последний, напротив, подавляет его.

Работа опубликована в журнале 📕Molecular Biology Reports (IF = 2.74)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/499
#новости

Новый криозонд заморозит опухоль и позволит точно контролировать процесс

Криохирургия — один из методов удаления различных злокачественных новообразований, таких как рак молочной железы, легких, печени и почек. Пораженную ткань точечно замораживают непосредственно в теле человека, что вызывает гибель злокачественных клеток. Главные достоинства криохирургии заключаются в том, что это — высокоэффективный тип вмешательства, который не требует иссечения опухоли и не вызывает неизбежных побочных эффектов, например, при химиотерапии рака.

Ткань, которую удаляют методом криохирургии, необходимо очень быстро охладить до температуры от -20°C до -40°C, чтобы злокачественные клетки разрушились из-за образующихся в них кристаллов льда. Гибели этих клеток также способствуют обезвоживание и нарушение поступления кислорода из-за низких температур. Для этого специалисты используют криозонды — металлические устройства для контакта с тканями человека, предварительно охлаждаемые различными способами (например, с помощью жидкого азота).

Ученые из Института физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна РАН🏛, Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана🏛, Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН🏛, Сеченовского университета и Саратовского государственного университета разработали сапфировый криозонд для заморозки живых тканей, который позволяет точно контролировать процесс охлаждения благодаря встроенному оптическому датчику. Предложенный инструмент упростит процесс удаления злокачественных опухолей методом криохирургии, при котором на пораженную область воздействуют низкими температурами, а также повысит точность этого подхода.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Biophotonics (IF = 3.39)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/500
#новости

Лаборатория тонкопленочных технологий

📍Организация: Дальневосточный Федеральный Университет🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Магнетизм, Спинтроника, Нанотехнологии

Чем мы занимаемся:
В лаборатории мы проводим исследования в области спинтроники, спин-орбитроники, нейроморфных устройств, наномагнетизма, тонких магнитных пленок, алмазоподобных покрытий. Научно-исследовательская работа группы поддержана российскими и международными грантами. Мы работаем в сотрудничестве с ведущими учеными в области магнетизма из России, Южной Кореи, Японии, Китая, Ирана, Индии, Германии, Соединенного Королевства, Франции, Румынии, Норвегии, Словакии, США.

🔬Направления исследований:

— Получение и исследование скирмионов и скирмиониумов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/423

#лаборатории

Новый электрокатализатор превратит угарный газ в этанол

Электрохимическая реакция восстановления углекислого газа — один из способов получения полезных органических продуктов, в том числе топлива. Таким образом можно выгодно снизить экологические последствия выбросов парниковых газов. Аналогичную реакцию можно проводить с угарным газом, который также является ее побочным продуктом. 

В качестве катализатора можно использовать медьсодержащие системы, которые достаточно эффективны, но при этом остается вопрос избирательности превращения: в результате процесса получается смесь продуктов, тогда как наиболее ценны те, в чьей углеводородной цепочке содержится более двух атомов углерода. К ним относится и этанол. Еще одна частая проблема катализаторов — их недостаточная стабильность, удорожающая использование.

Китайские и российские исследователи представили новый электрокатализатор, ускоряющий превращение угарного газа в разные органические продукты. Разработка представляет собой медную пластину, покрытую оксидом одновалентной меди, на которой закреплены молекулы н-бутиламина. Последний обеспечивает подходящую гидрофобность, то есть снижает сродство воды к электрокатализатору и тем самым способствует его лучшему взаимодействию с угарным газом. Получение оказалось достаточно простым и происходило буквально в одной колбе.

Авторам удалось достичь высокого выхода продуктов с более чем двумя атомами углерода в цепи — 93,5% при плотности тока 151 мА см -2. При таких же параметрах выход составил 68,8 % для этанола, 19,6 % для этилена и 5,1 % для уксусной кислоты. В случае спирта это одно из самых лучших значений для такой реакции. Примечательно, что электрокатализатор смог проработать без потери свойств более 100 часов. Ученые предполагают, что и избирательностью, и стабильностью их разработка обязана гидрофобной «шубе» и оксидному покрытию.

Работа опубликована в журнале 📕Nature Communications (IF = 17.69)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/501
#новости

Органика повысила стабильность катализаторов для водородной энергетики

Водород — это возобновляемый и чистый источник энергии, который рассматривают как основу перспективных технологических процессов. Наиболее экологичный способ его получения, не вызывающий выделения углекислого газа в атмосферу, — электролиз, то есть разложение молекул воды под действием электрического тока. Для его проведения требуются электрокатализаторы, значительно ускоряющие химические процессы. Лучший из них — достаточно дорогая металлическая платина.

В настоящее время в мире идет интенсивный поиск более дешевых альтернатив, и один из самых активных и доступных материалов — дисульфид молибдена MoS2, однако высокую каталитическую активность проявляет только одна из его структурных модификаций. Проблема в том, что даже при нагреве до 80°С, практически неизбежном в промышленных условиях, она переходит в малоактивную. Поэтому ученые ищут способы повышения устойчивости активной формы дисульфида молибдена для улучшения его каталитических свойств.

Ученые из Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова🏛 совместно с коллегами из Новосибирского государственного университета 🏛 и Института катализа имени Г.К. Борескова🏛 приблизились к решению проблемы и усовершенствовали гибридные слоистые соединения дисульфида молибдена — перспективные катализаторы для производства водорода. Исследования показали, что в них каталитически активная форма дисульфида молибдена стала гораздо устойчивее и сохраняет свойства при повышенной температуре. Это поможет улучшить эффективность выделения водорода из воды и будет способствовать продвижению водородной энергетики.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Hydrogen Energy (IF = 7.14)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/502
#новости

Лаборатория технологий 3D-печати функциональных микроструктур

📍Организация: Московский физико-технический институт🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: 3D-печать, Аддитивные технологии, Лазерная физика

Чем мы занимаемся:
Изготовление полимерных оптических структур сверхвысокого разрешения. Разработка установки STED-DLW фотолитографии, в основе которой лежит метод прямого лазерного письма (DLW) с использованием дополнительного лазера гашения (STED- Stimulated Emission Depletion).

🔬Направления исследований:

— Генерация неразличимых фотонов при комнатной температуре в каскадных 3D резонаторах для фотонных интегральных схем на базе аддитивных технологий

— Прямое (3+1)D лазерное письмо элементов фотонных-интегральных схем

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/424

#лаборатории