Исследователи научились контролировать концентрацию оксида азота светом

Оксид азота (NO) — химически очень активная молекула, которая производится в организме человека ферментами и играет сигнальную и регуляторную функции. Из-за небольшого размера она легко проникает внутрь клеток без затрат энергии. Наиболее известная активность оксида азота — контроль за деятельностью сердечно-сосудистой системы: с его помощью происходит расслабление сосудов, снижение давления. Кроме того, NO вовлечен в другие разнообразные процессы: взаимодействие между собой нейронов мозга, цикл роста волос, поддержание иммунного ответа и прочее.

Это вещество также применяют в медицине для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, заживления ран, активации иммунного ответа на инфекцию и при терапии рака. Однако из-за своей активности NO слишком быстро превращается в другие, уже не сигнальные молекулы, и поэтому приходится использовать соединения, которые будут его нарабатывать уже в организме пациента. И здесь возникает другая проблема — контроль за содержанием оксида азота в тканях.

Исследователи из Новосибирского Государственного Университета 🏛 и Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН🏛 синтезировали новое соединение на основе аза-BODIPY (популярного красителя для биологических применений), выделяющее оксид азота под действием ближнего инфракрасного света. Количество NO зависит от интенсивности излучения, что позволяет достаточно точно настраивать его концентрацию. Максимально она может быть вдвое выше концентрации изначально введенного фотодонора, поскольку каждая молекула последнего теоретически выделяет две молекулы оксида. В отсутствие света вещество присоединяет NO обратно, а значит, может работать как своего рода буферная система.

Работа опубликована в журнале 📕Materials Today Chemistry, (IF = 7.61)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/565
#новости

Студенческая экспериментальная лаборатория физики

📍Организация: Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Оптика, Электродинамика, Механика

Чем мы занимаемся:
СЭЛФ – Студенческая Экспериментальная Лаборатория Физики, создана на кафедре «Физика» факультета «Фундаментальные Науки». Отличительной чертой лаборатории СЭЛФ является проектный подход к решению актуальных исследовательских, образовательных и инжиниринговых задач. Лаборатория помогает собрать команду из преподавателей, учёных и студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана в соответствии с нуждами конкретного студенческого проекта. СЭЛФ помогает участникам проявить свои лидерские качества, научиться работать в команде разнопрофильных специалистов. Мы стремимся развивать молодежную науку и внедряем новые методы ведения научной и проектной деятельности.

🔬Направления исследований:

— Явление интерференции световых волн
— Эффект Зеемана

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/355

#лаборатории

Улучшенная теория трещин в полимерах поможет создать более прочные материалы

Полимеры разной степени сложности окружают нас повсюду: от промышленности до медицины. В подавляющем большинстве они представляют собой систему древовидных «жидкоподобных» структур из полимерных цепей. Высокая разрывная прочность таких полимерных сеток объясняется главным образом тем, что макромолекулы могут достигать высокой степени ориентации относительно друг друга и иметь большую плотность упаковки и разветвленность, что приводит к возникновению многочисленных межмолекулярных связей.

Ученые МФТИ🏛 в партнерстве с зарубежными коллегами исследовали механизм образования разрыва в полимерных сетках и выяснили, что для образования трещины недостаточно разорвать одну полимерную цепочку, требуется повлиять на все «дерево» полимерных цепей в сетках.

Работа опубликована в журнале 📕Macromolecules (IF = 6.07)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/566
#новости

Белок-регулятор избирательно связывает «горячую точку» N-протеина SARS-CoV-2

Нуклеокапсидный белок (нуклеопротеин, или N-белок) является общим для одноцепочечных РНК-вирусов, включая коронавирусы, и отвечает за синтез, упаковку и хранение вирусного наследственного материала. В его структуре есть центральная, регуляторная область, состоящая из порядка 30 аминокислотных остатков, на остатки которой специальные ферменты самой клетки переносят фосфатную группу от молекул АТФ. Эти фосфометки служат своего рода сигналом для взаимодействия с N-белком вируса человеческих белков семейства 14-3-3.

Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 вместе с зарубежными коллегами продемонстрировали, что человеческие белки 14-3-3, известные своей ролью в репликации многих вирусов, избирательно связываются с наиболее часто мутирующей регуляторной областью нуклеопротеина (N-белка) коронавируса SARS-CoV-2. Предположительно, в результате этого взаимодействия меняется как жизненный цикл самого вируса, так и функции клетки, которые зависят от белков 14-3-3. Сила взаимодействия 14-3-3 и N-белка во многом зависит от мутаций в определенных участках последнего, а потому результаты исследования будут полезны при разработке эффективных лекарств против новых штаммов коронавируса.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Molecular Biology (IF = 6.15)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/567
#новости

Друзья, мы переезжаем на новый сервер, поэтому сайт сегодня будет недоступен ⚙️

Готовимся к анонсу большого обновления! Совсем скоро расскажем подробности 🔜

UPD: Сайт доступен

Химики описали процесс образования кровезаменителей и их побочных продуктов

Продукты фторирования углеводородов — перфторуглероды — могут переносить кислород и поэтому активно используется в качестве кровезаменителей («Перфторан» и «Флюозол»). Один из таких продуктов — перфтордекалин, который получают электрохимическим фторированием. Чтобы избежать частичного разрушения углеродной цепи, на первой стадии обычно осуществляют «мягкое» фторирование, а на второй получившуюся смесь обрабатывают молекулярным фтором.

В ходе реакции фторирования образуется ряд побочных продуктов, которые загрязняют основное вещество, но при этом сами по себе могут быть полезны в других областях. Они, например, используются при производстве полимерных пленок, индикаторов для оценки утечек углекислого газа в истощенных нефтяных пластах, а также контрастных агентов в клинической магнитно-резонансной томографии.

Ученым из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН🏛 удалось выделить эти вещества и более полно описать механизм их образования, что позволит увеличить чистоту основного продукта.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Chemical & Engineering Data (IF = 3.12)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/568
#новости

Циклические липопептиды не дали коронавирусу заразить клетки

Почти все вирусы находятся в своеобразном футляре, называемом капсидом, — это внутренняя белковая оболочка. Некоторые вирусы устроены еще сложнее и, помимо капсида, у них есть дополнительная внешняя мембрана, состоящая из двойного слоя липидов и специфических вирусных белков. К таким вирусам относятся грипп, ВИЧ и коронавирусы, в том числе SARS-CoV-2. Когда патоген попадает в организм и взаимодействует с клеткой, его оболочка сливается с мембраной хозяина, а «раздетый» вирус оказывается внутри. Процесс включает несколько стадий, и его успешность зависит от свойств сливающихся мембран.

На данный момент распространение SARS-CoV-2 все еще остается актуальной проблемой. По данным Всемирной организации здравоохранения, к началу 2023 года подтверждено более 750 000 000 случаев заражения COVID-19, а умерло более 6 800 000 человек. Поэтому ученые заняты поиском новых противовирусных препаратов и подходов к борьбе с заболеванием.

Ученые из Института цитологии Российской академии наук и Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Пастера нашли альтернативный подход к созданию противовирусных препаратов. Мишенью для них стала липидная оболочка вируса.

Работа опубликована в журнале 📕Antiviral Research (IF = 10.10)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/571
#новости

Нейросеть точно предсказала прочность сплавов всего по двум параметрам

Большинство металлических сплавов имеют кристаллическую структуру. Однако если в процессе производства расплав — изначально жидкое состояние сплава — очень быстро охлаждают, нормальная кристаллическая решетка не успевает сформироваться, и остывший материал приобретает аморфную, то есть неупорядоченную структуру. Аморфные сплавы более прочные, легкие и устойчивые к разрушению в сравнении с кристаллическими. В связи с этим их широко используют при создании деталей машин, медицинского оборудования и спортивного инвентаря. 

Прочность аморфных сплавов оценивают по их способности сохранять свою структуру при сжатии и растяжении. Чтобы описать, насколько материал устойчив к таким воздействиям, физики используют специальную величину — модуль Юнга, который определяют экспериментально, сдавливая или растягивая образец из интересующего сплава. Однако до сих пор оставалось неизученным, от каких физических и химических характеристик материала зависит эта величина. 

Ученые кафедры вычислительной физики Казанского федерального университета🏛 создали нейросеть, способную выявлять зависимость между различными физическими и химическими характеристиками и оценивать значение модуля Юнга. Для обучения алгоритма авторы использовали данные о более чем 300 различных сплавах, содержащих алюминий, медь, железо и другие металлы. 

Работа опубликована в журнале 📕Physica A: Statistical Mechanics and its Applications (IF = 3.78)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/574
#новости

Наносеребро помогло изучить конформации важнейшего белка «энергостанций» клеток

Митохондрии — своего рода «энергетические станции» клеток, которые окисляют органические соединения для получения энергии. Она идет на синтез единой «энерговалюты» АТФ, выделение тепла и поддержание жизненно важного электрохимического потенциала. Происходит это в результате работы электрон-транспортной (дыхательной) цепи, один из основных участников которой — небольшой белок цитохром с. Обычное его месторасположение — в межмембранном пространстве митохондрий, однако он может выходить из органеллы в цитоплазму и запускать программируемую клеточную гибель.

Сбои в работе митохондрий могут стать причиной большого количества патологий, например, нарушений работы нервной и сердечно-сосудистой систем, метаболических и онкологических заболеваний. Конформация и, соответственно, активность цитохрома с при этом изменяется, однако до сих пор не было способа, который позволил бы отследить эти процессы в нетронутой митохондрии и без выделения белка.

Группа российских ученых с зарубежными коллегами разработала новый подход на основе метода спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) для изучения цитохрома с в митохондриях. Этот метод — улучшенная версия рамановской спектроскопии, уже применявшейся при исследовании цитохромов, однако неспособной различить слабый сигнал от разных конформаций белка, которые он может принимать при изменении условий.

Работа опубликована в журнале 📕Free Radical Biology and Medicine (IF = 8.10)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/573
#новости

#конференции

📌Седьмая международная конференция стран СНГ Золь-гель синтез и исследование неорганических соединений, гибридных функциональных материалов и дисперсных систем «Золь-гель 2023»

🏛Место проведения — Москва, ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова🏛;
🗓Даты проведения — 28 августа 2023 — 1 сентября 2023;
⏰Сроки подачи тезисов — до 15 апреля 2023;
👥Способ проведения — офлайн/онлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Океанические вихри не дают 60% тепла попасть в арктические моря

Глобальное изменение климата особенно беспокоит специалистов, изучающих Арктику. Так, перенос более теплых воздушных и океанических масс из умеренных широт стабилизирует температуру воздуха в регионе и способствует потеплению, которое имеет множество неблагоприятных последствий как для природы, так и для человеческой деятельности — нарушение экосистем, уменьшение количества мест для размножения и отдыха животных, аварии на северной инфраструктуре, заход в поселения голодных хищников и прочее.

Примерно 75% тепла переносится воздушными потоками, а еще 25% приходит с океаническими течениями. При этом океанический приток тепла может запускать в климатической системе Арктики ряд процессов, которые еще больше усиливают его влияние, например, увеличивается испарение воды в атмосферу.

Океанологи Санкт-Петербургского университета🏛 вместе с коллегами из Морского гидрофизического института РАН и Центра климатических исследований Бьеркнеса, исследовав данные об океанических вихрях, первыми в мире выяснили, что такие вихри забирают почти треть тепла из течений субарктических морей. Это существенно уменьшает поступление океанического тепла в Баренцево море и в Арктический бассейн и влияет на климатические изменения в этих регионах.

📑Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research Oceans (IF = 3.94)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/575
#новости

Блокировка всего одного рецептора спасла клетки печени от «жирной» смерти

По оценкам ВОЗ, более 13% населения Земли страдают от ожирения. Это заболевание влечет за собой большое количество осложнений, связанных с повышенной нагрузкой на органы. Так, например, у людей с ожирением чаще, чем у здоровых, встречаются такие заболевания печени, как стеатоз и цирроз. В первом случае в клетках — гепатоцитах — накапливается большое количество жира, а во втором — они и вовсе замещаются соединительной тканью, не способной выполнять функции здоровой печени.

Накопление жира приводит к тому, что в клетках печени образуется большое количество активных форм кислорода — соединений, повреждающих молекулы, в том числе ДНК, белки и липиды мембран. Уменьшить это пагубное влияние помогают митохондрии — энергетические станции клетки, — которые «утилизируют» поврежденные молекулы. При этом исследования показали, что поддерживать нормальную работу самих митохондрий в печени при ожирении помогает интерлейкин-6 — молекула, выделяемая клетками иммунной системы и обычно участвующая в воспалительных реакциях. Интерлейкин-6 ускоряет деление и слияние митохондрий в гепатоцитах, тем самым сохраняя нужное число этих органоидов и предотвращая гибель клеток.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта 🏛 искусственно воссоздали условия ожирения в культуре клеток печени, добавив к ним раствор жирных кислот. Оказалось, что уже спустя сутки гепатоциты начали гибнуть: исследователи выявили в культуре 4% мертвых клеток, тогда как в контрольных образцах, не подвергавшихся обработке, практически все клетки остались живыми.

Работа опубликована в журнале 📕Biomedicines (IF = 4.76)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/576
#новости

Искусственная нейросеть распределила роли и смогла в многозадачность

Нервные клетки (нейроны) в головном мозге человека соединены в сложную сеть, работа которой лежит в основе нашего поведения, мышления и памяти. Принципы, по которым взаимодействуют нервные клетки, сейчас широко используются при создании искусственных нейронных сетей, то есть систем искусственного интеллекта. Нейросети можно обучить выполнять какую-либо задачу, иногда довольно сложную. Например, генерировать связный рассказ, как это делает ChatGPT, или создавать картинки на основе текста, как Midjourney.

Однако эти алгоритмы по энергоэффективности, устойчивости к помехам и способности обучаться различным типам задач сильно уступают биологическому мозгу: для работы им нужно в миллионы раз больше энергии, а для обучения — огромные массивы данных. Причина такого «отставания» заключается в том, что в существующих нейросетях не учитываются многие свойства, характерные для нервной системы. В связи с этим ученые разрабатывают новые поколения нейросетей, например, спайковые.

Ученые из Федерального исследовательского центра Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова РАН🏛 создали искусственную спайковую нейронную сеть, способную решать ряд задач — для их выполнения требовались функции, схожие с базовыми сенсорно-моторными и когнитивными функциями мозга.

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

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/577
#новости

Терагерцовое излучение не поможет при нейробластоме

Терагерцовая (ТГц) область относится к диапазону частот от 0,1 до 10 ТГц и располагается между микроволновым и инфракрасным излучением. ТГц-волны в целом безопасны, поскольку не приводят к ионизации, а потому уже нашли широкое применение, например, в системах безопасности для сканирования багажа и людей. Также развиваются основанные на этом излучении медицинские подходы к диагностике и визуализации.

Что касается потенциальной ТГц-терапии, о ней известно не так уж и много. Излучение может оказывать как тепловое, так и нетепловое воздействие на биологические объекты; потенциально оно способно воздействовать на молекулы, изменяя их конформацию, и тем самым влиять на их взаимодействие друг с другом. Этот способ, как предполагается, можно применять и для изменения активности генов. Так, ранее было показано, что ТГц-излучение способствует повышению уровня фосфорилированных гистонов (белков-упаковщиков ДНК) Н2АХ, что может быть признаком генотоксичности, то есть повреждения наследственного материала. Это полезно при разработке новых подходов к лечению рака: часто делящиеся опухолевые клетки чувствительнее к повреждению ДНК.

В своей новой статье российские ученые решили разобраться в том, как ТГц-волны влияют на нейробластому и репрограммированные (то есть возвращенные к зародышевому состоянию) нейральные клетки-предшественники человека.

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

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/578
#новости