Код ученый: самый короткий геном и возрождение вымерших видов

Российские химики придумали, как дешевле получить зеленое топливо из воды, а английские биологи создали бактерию с самой короткой ДНК. Международная группа ученых нашла доказательства начала Ледникового периода из-за прилета кометы. Кроме того, отечественные астрофизики изучили влияние метеорных потоков на безопасность лунных миссий, а генетики восстановили геном вымерших морских львов, что поможет возродить популяцию. Об этих и других событиях из мира науки — в еженедельной подборке «Известий».

Вымерших морских львов помогут возродить российские специалисты

Ученые из Европейского университета Санкт-Петербурга и нескольких научно-исследовательских организаций Южной Кореи выполнили первое масштабное исследование генетической истории морских львов Токто. Это вымершие морские млекопитающие, которые были широко распространены на юге Японского моря до начала XX века.

— Популяция морских львов Токто прежде составляла десятки тысяч особей, но в первой четверти XX произошло резкое сокращение их численности. Причина — интенсивная добыча мяса, шкур и жира этих животных, что связывают с периодом оккупации Кореи Японией. В частности, ради наживы истребляли самок и детенышей. В 1950-х годах морских львов Токто насчитывалось всего 50–60 особей, в 1974 году представителя этого вида видели живым последний раз, — сообщил «Известиям» соавтор исследования, научный руководитель лаборатории палеогеномики Европейского университета в Санкт-Петербурге Артем Недолужко.

По его словам, в ходе работы ученые сделали ряд открытий. В том числе подтвердили, что морские львы Токто — самая древняя ветвь, которая первой выделилась из общего ствола, а затем от нее произошли и прочие виды — калифорнийские и галапагосские морские львы. Другое достижение связано с выявлением генетических следов скрещивания морских львов Токто с близкими видами — северными морскими котиками и сивучами. Благодаря такому переносу генов (интрогрессии), животные лучше адаптировались к изменяющимся условиям.

Как отметил Артем Недолужко, научная работа поможет в будущем возродить вымерший вид с помощью генного редактирования.

В России смоделировали влияние потока Персеиды на безопасность лунных миссий

Исследователи России и Финляндии создали вычислительную модель для описания воздействия метеорного потока Персеиды на лунную экзосферу — плазменное окружение спутника. В научной работе приняли участие ученые Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга, Уральского федерального университета, Института астрономии РАН и других организаций.

Персеиды — это шлейф пылевых частиц от кометы Свифта – Таттла, которые раз в год достигают атмосферы Земли и вызывают «звездный дождь». Также они попадают на Луну. При этом, как показало моделирование, большое количество метеороидных частиц с массой до 5–10 миллионных долей грамма на квадратный сантиметр с высокой скоростью врезаются в лунную экзосферу. Это значительно влияет на ее состав и состояние, делая ее более разреженной.

— Такому воздействию подвержены все объекты Солнечной системы, у которых нет атмосферы. При подготовке лунных миссий необходимо учитывать эти явления. Иногда столкновения мельчайших частиц вызывают видимые повреждения у техники. Хотя пыль очень мелкая, но у нее высокая скорость. И наша модель может предсказать, где и когда можно с ними столкнуться, и не летать туда. Выбирать места посадки и график работы экспедиции, — рассказала старший научный сотрудник научной лаборатории Extra Terra Consortium УрФУ Мария Грицевич.

Модель также позволит лучше разобраться, как развивалась Солнечная система, отметила ученый, поскольку кометы — важный источник информации об этих процессах.

Магнитные наночастицы ускорят производство зеленого водорода

Ученые из Университета ИТМО придумали реактор, который сделает получение водорода из воды быстрее и дешевле. Предложенная технология ускорит процесс в шесть раз, при этом потребление энергии станет меньше на 15%.

По словам специалистов, главная инновация установки — это модифицированные электроды с магнитными наночастицами железа и кобальта. Они помогают молекулам воды быстрее расщепляться, что снижает затраты энергии.

— Магнитные наночастицы воздействуют на электронное состояние промежуточных соединений воды так, что они быстрее и эффективнее вступают в реакции. За счет этого снижается количество энергии, потребляемой на активацию этих процессов. В результате при производстве 1 кг водорода требуется не 57,3 кВт·ч электричества, как раньше, а 48,8 кВт·ч, — сообщил «Известиям» один из авторов разработки, аспирант химико-биологического кластера, младший научный сотрудник ИТМО Илья Шабалкин.

Он уточнил, что устройство уже собрано в лаборатории, напечатано на 3D-принтере и готово к испытаниям на реальном заводе.

Как пояснил ученый, водород — перспективный вид топлива, но его применение ограничивает дороговизна экологически безопасного получения этого газа. Электролиз воды с использованием электроэнергии из возобновляемых источников называют зеленым, поскольку этот процесс не сопровождается выбросами парниковых газов.

Ученые нашли доказательства «вины» кометы в начале Ледникового периода

Российские ученые в составе международного коллектива обнаружили новые доказательства кометной версии начала Ледникового периода.

Согласно ей, около 12 800 лет назад резкое похолодание на нашей планете произошло в результате падение крупного космического тела (кометы или астероида). Оно взорвалось при входе в плотные слои атмосферы. В результате образовалось множество частиц. Они закрыли солнечный свет и отражали тепло от Земли.

До недавнего времени следы этой пыли находили только в почве и ледниках. Однако ученым недоставало доказательств, найденных на дне океана. Чтобы закрыть этот пробел, команда исследователей из Университета Южной Каролины (США), Института физики Земли РАН и других организаций провела анализ кернов, которые были взяты со дна в море Баффина у побережья Гренландии.

В процессе изучения проб ученые выявили наличие частиц, содержащих никель и железо, которые по составу соответствуют кометной пыли. Кроме того, частицы нашли вместе с так называемыми микросферулами, которые содержат кремнезем и железо.

— Эти микросферулы, вероятно, образовались в результате взрывов в атмосфере на малой высоте и столкновений фрагментов кометы с поверхностью и были широко рассеяны, — отметили ученые в научной статье, посвященной исследованию.

По их мнению, обнаружение ударного слоя в глубоководных морских отложениях подчеркивает потенциал океанических данных для расширения наших представлений об этом катастрофическом событии и его климатических последствиях.

Самый короткий код ДНК поможет создать неуязвимые бактерии

Ученые из лаборатории молекулярной биологии Medical Research Council (исследовательского института в Кембридже, Великобритания) создали бактерию Escherichia coli (кишечной палочки) с радикально упрощенным кодом ДНК. В новом штамме вместо обычных 64 всего 57 кодонов — единиц генетического кода, которые состоят из трех нуклеотидов. Это самый компактный геном из всех существующих в природе.

— Это был колоссальный труд. Работа заняла четыре года и потребовала множества проб и ошибок, — рассказал руководитель исследований Уэсли Робертсон.

Главное достижение, отметили ученые, заключается в доказательстве, что жизнь может существовать с гораздо более простым генетическим кодом, чем создала эволюция. Это приближает создание принципиально новых биотехнологий.

Например, поскольку в живой среде многие кодоны дублируют функции друг друга, убрав лишние, можно, освободить место для создания микроорганизмов с искусственными блоками ДНК.

Такие бактерии смогут производить принципиально новые материалы и лекарства, которых нет в природе. Вместе с тем вирусы, которые используют стандартный генетический код, не смогут заражать перепрограммированные клетки.