Tag Archives: птичи грип

Научни новини: Минилуни, комети, зоонози и фораминифери

Post Syndicated from Михаил Ангелов original https://www.toest.bg/nauchni-novini-miniluni-kometi-zoonozi-i-foraminiferi/

Това не е луна (а малък астероид)

Научни новини: Минилуни, комети, зоонози и фораминифери

Луната е стар другар на планетата ни, близо e до нея през по-голямата част от съществуването ѝ. Към момента най-широко приетата хипотеза е, че тя се е формирала след сблъсъка на обект с големината на Марс (Тея) и Протоземята. Поради близостта си до Слънцето и сравнително малката си маса след това събитие Земята не е успяла да привлече друг обект в постоянна орбита около себе си, затова Луната е нейният единствен постоянен естествен спътник.

Но понякога орбитата на някои астероиди минава близо до Земята и за известен период те са прихванати от нейното гравитационно поле. Тези събития може да са кратки – в рамките на няколко месеца астероидите само прелитат покрай планетата ни. Или по-дълги, продължаващи няколко години, като през този период обектите изминават една или повече пълни орбити около Земята. Тъй като са естествени спътници на планетата за известно време, могат да бъдат приети за своеобразни луни.

Примери за това са 2020 CD3, който напуска земното пространство през 2020 г., след като е прекарал там няколко години, и 2022 NX1, който е периодичен гост на планетата – прелетял е покрай нас през 1981 и 2022 г., а следващото му посещение трябва да е през 2051-ва.

Това предстои да стане и с астероида 2024 PT5, открит преди два месеца. Той е с размер около 10 м и е представител на групата астероиди Арджуна (наречени на хиндуистки герой) с орбити, сходни на земната. На 29 септември орбитата му ще се приближи до планетата дотолкова, че той ще стане минилуна до 25 ноември. Астероидът ще прелети отново покрай Земята на 9 януари 2025 г., след което ще се отправи на далечно пътешествие за 30 години, връщайки се при нас през 2055 г. Поради малкия си размер и голямото разстояние от Земята (около 10 пъти по-далеч от Луната) наблюдението на астероида ще бъде възможно само с големи телескопи. Имайки предвид характеристиките на орбитата му, учените отбелязват, че е малко вероятно обектът да е изкуствен.

Реално обектът няма да е същинска луна, тъй като няма да има стабилна орбита около планетата, но това е забавен начин да се гледа на сравнително рядък феномен.

Случаят обръща вниманието и към по-неприятния аспект на такива събития – сравнително късното откриване на малки обекти, които преминават близо до Земята. Въпреки че не са чак толкова опасни, колкото астероида, довел до загиването на динозаврите, те все пак могат да причинят огромни щети. Интензитетът на експлозията от метеорита, който избухна над Челябинск през 2013 г., се определя като над 20 пъти по-голям от този на бомбата, пусната над Хирошима. За справяне с проблема има предложени различни подходи, но техническите предизвикателства и необходимостта от финансиране са въпроси, на които все още няма точни отговори.

Посещение от комета

Преминаването на 2024 PT5 ще съвпадне с посещението и на друг далечен пътник – кометата C/2023 A3 (Tsuchinshan–ATLAS). Тя е забелязана първо в началото на 2023 г. от китайска обсерватория. След месец е наблюдавана от южноафриканската обсерватория ATLAS, открила и астероида по-горе. Кометата идва от облака на Оорт – своеобразна сфера от обекти, която обвива Слънчевата система и се намира след хелиопаузата. Счита се, че повечето комети, които наблюдаваме, са с такъв произход. Орбитата на A3 я отведе най-близо до Слънцето (т.нар. перихелий) на 27 септември.

След откриването ѝ кометата постоянно се наблюдава, за да се проследи нейният път и да се прецени състоянието ѝ. Тъй като в повечето случаи кометите не са много големи и при всяко преминаване покрай Слънцето отделят материал и са изложени на силни гравитационни сили, има голям риск от разделянето им на по-малки обекти, около които не може да се образува голяма опашка и които не достигат достатъчна яркост за наблюдение с просто око. Такъв беше случаят с C/2019 Y4 (ATLAS), която даваше първоначални индикации за отдавна невиждан интензитет, но няколко месеца преди да достигне перихелий, започна да се разпада.

В началото на юли беше публикувана статия, според която кометата е започнала да отделя по-малко прах, което е знак, че ядрото ѝ се е фрагментирало. Притесненията за това нараснаха поради липсата на наблюдения, но за радост на астрономите в началото на септември бяха публикувани редица съобщения, че кометата е видима и е с добра яркост. Южното полукълбо на Земята ще предостави по-добра възможност за наблюдение, което вече дава резултат – преди ден кометата е заснета над Чили с красива дълга опашка, видима и с просто око. Това показва, че най-вероятно A3 ще издържи на острия завой около Слънцето и ще можем да ѝ се полюбуваме.

Очаква се кометата да бъде видима в рамките на месец – от края на септември до края на октомври. До средата на октомври наблюденията ще са възможни рано сутрин, преди изгрев, ниско над хоризонта в посока изток, а след това привечер, след залез, в посока запад.

Зоонозите са все така актуални

Инфекциозните заболявания, които се предават от животни на човек, са предизвикателство, при справянето с което съвременната медицина продължава да изпитва трудности. При патогените, за които гостоприемник е само човекът, може да се разработи ваксина, която да помогне за почти пълното заличаване на заболяванията, причинени от тях. Примери за това са едрата шарка и полиомиелитът. Но когато вирусите могат да бъдат приютени в друг вид, особено див, изпълнението на тази задача става практически невъзможно. Въпреки че прескачането на междувидовата бариера се наблюдава рядко, то може да доведе до много сериозни последици, както показа пандемията от COVID-19.

Преди няколко дни беше публикувана нова информация, която допълнително подкрепя животинския произход на вируса причинител на последната пандемия (SARS-CoV-2). Проучването се базира на набор от данни, който е публикуван от Китайският център по заразни болести и съдържа информация от над 800 проби, събрани от пазара Хуанан в Ухан. Пробите са взети както от животни, останали непродадени след затварянето на пазара, така и от повърхности, с които животните са били в контакт – клетки, канали и др. Така събраният материал е бил секвениран с цел получаване на пълен набор от всички налични нуклеинови киселини – без значение от какъв вид са те.

Новият анализ успешно е определил от кой вид бозайник е пробата и дали в нея има следи от SARS-CoV-2. Благодарение на детайлната информация за конкретното местоположение, от което са събрани, учените са направили карта на пазара, в която могат да се видят огнищата на COVID и видовете, които са най-засегнати от него. Това са цивети и енотовидни кучета, които бяха уличени като преносители още в началото на пандемията, а също и по време на епидемията от SARS през 2002 г.

Тези проби са сравнени линиите на вируса, изолирани в началото на пандемията. Те са практически идентични, което е силен аргумент, че именно пазарът (или общ доставчик) е бил мястото, от което се е разпространило заболяването. Определена още в началото като малко вероятна, хипотезата за изкуствения произход на вируса вече е още по-съмнителна.

За съжаление, повечето животни са премахнати от пазара, преди китайският екип да започне събиране на проби, поради което директното установяване на произхода на вируса става невъзможно. Единственият достъпен материал са РНК и ДНК, останали по клетките, в които са държани животните. Въпреки това експертите се надяват, че благодарение на установяването на конкретни видове болни животни ще може да се проследи техният произход и да се проучи местната популация на прилепи, които са основният резервоар на коронавируси.

Проследяването на източника на новопоявилите се вирусни заболявания е от изключително значение, защото може да помогне както за превенция на разпространението им, така и за ускоряване на създаването на ваксини за тях. Въпросът е повече от актуален на фона на продължаващото разпространение на птичи грип в САЩ. Нов случай в Мисури буди притеснение, защото все още не е ясно как се е заразил пациентът.

Към момента вирусът е установен в 14 души в САЩ: деветима са се заразили след контакт с птици, а четирима – от крави. Източникът при най-новия случай не може да се установи и не е ясно дали става въпрос за пренос от човек, или друг вектор. Пациентът е постъпил в болница и при тест за грип е дал положителен резултат. Тъй като вирусът се е оказал различен от сезонните щамове, той е секвениран и е потвърдено, че е от птича разновидност. Пациентът се е възстановил и вече е изписан, но учените се тревожат най-вече поради неясния произход на заразата.

Данните от секвенирането не помагат да се разплете напълно мистерията. Секвенцията е непълна, което може да се дължи на това, че пробата е взета прекалено късно след острото развитие на вируса. Не може да се заключи със сигурност, че става въпрос за пренос от човек. Както вече е известно, вирусът се отделя в млякото на болни крави, така че неправилно обработено мляко може да бъде евентуален вектор.

Въпреки че към момента описаните случаи при хора са малко, вирусът е установен в много други бозайници – крави, лисици, мишки, еноти, котки, което означава, че прескачането на междувидовата бариера става често. Така потенциалните източници на зараза се увеличават. Расте и възможността на вируса да рекомбинира в по-агресивни щамове. Успокоителното е, че към момента няма данни за широко разпространение сред хора и в изявлението си Центърът за контрол и превенция на заболявания (CDC) определя риска за населението като нисък.

Пренареждане в Средиземно море

Глобалните промени в климата обикновено се свързват с температурни аномалии и по-непредвидимо време, но те влияят на всички части от екосферата. Повишаването на нивата на въглероден диоксид (CO2) в атмосферата има различен ефект върху различните организми. За растенията леко повишените нива могат да бъдат полезни – CO2 е източник на въглерод за техния метаболизъм. Наред с това, тъй като могат да отворят по-малко устицата си, за да приемат същото количество въглерод, те губят по-малко вода и така стават по-устойчиви на засушаване. Разбира се, това е деликатен баланс и над определена граница растенията започват да страдат.

Антропогенното покачване на CO2 влияе и на водните екосистеми – той се разтваря във водата и така понижава нейното pH, правейки я по-кисела. Един от подходящите хабитати за изследване на последиците от вкисляването на Световния океан е Средиземно море, което е по-алкално (с по-високо pH). Това се дължи на няколко специфични за него фактора. Един от тях са по-високите температури. Вследствие от тях изпаряването на вода е по-бързо. Те също имат значение и за способността на водата да поглъща CO2, по-топлите течности могат да задържат по-малко от газа. Морето също е със завишено съдържание на карбонати, които могат да формират кристали. При това се отделя CO2 и така концентрацията му във водата намалява.

Това помага за забавяне на процеса на вкисляване, но все пак pH на водата спада, като в западната част на морето това става по-бързо, отколкото в световен мащаб. Въпреки че промяната, погледната като абсолютна стойност, не е висока, трябва да се има предвид, че водните обитатели имат сравнително тесен диапазон от условия на околната среда, в който могат да се развиват.

Едни от тези организми са фораминиферите, микроскопични едноклетъчни, близки до радиолариите, които образуват защитна черупка от карбонати. Разглеждайки масата на обвивката на два вида в западната част на Средиземно море, учени са установили, че се забелязва голям спад след индустриалната революция, както и повишение в степента на нейната вариация – черупките са по-леки и отделните индивиди не са хомогенни, както се предполага в популациите им. За проследяване на масата през годините е използвано радиоизотопно датиране с помощта на няколко изотопа.

Най-вероятната хипотеза е, че промяната в масата на черупките на фораминиферите се дължи на променящите се условия в морето, като един от важните фактори е именно киселинността на водата – по-киселата среда води до по-трудно формиране и разграждане на обвивката от калциев карбонат.

Но природата е разнообразна и понякога лошите условия за един вид се оказват изключително подходящи за друг. Amphistegina lobifera е важен пясъкоформиращ вид, който се развива много добре в топли и бедни на хранителни вещества води. След като изчезва от Средиземно море преди около 6 млн. години, след построяването на Суецкия канал той се завръща от Червено море.

Оказва се, че видът е изключително пригоден за сегашните условия – издържа на по-широк температурен диапазон, има способността да се хибернира и създава междинна черупка от магнезиев карбонат, която е по-устойчива на киселинна среда. Всичко това води до бързото нарастване на неговите популации, което дори повдига дискусия дали трябва да бъде определен като инвазивен.

Дори да е така, той може да се окаже изключително ценен за държавите, близо до чиито брегове се развива, защото карбонатните му черупки са материал, който се превръща в прекрасни плажове. С повишаването на морското равнище отлагането на нов материал е от изключителна важност и според учените популациите към момента са толкова големи, че най-вероятно ще могат да компенсират промяната в нивото. Отлаганията по някои брегове в Турция са около един сантиметър годишно, а сегашните нива на покачване на морското равнище се определят на половин сантиметър годишно. Друга добра новина е, че според наличната информация видът ще продължи да процъфтява в региона още дълго – той е еволюирал в сходни условия и сега се завръща в позната среда.

Научни новини: Ксенотрансплантации, птичи грип, екологична „кожа“ и малко „Вояджър“

Post Syndicated from Михаил Ангелов original https://www.toest.bg/nauchni-novini-ksenotransplantatsii-ptichi-grip/

Необичайни донори

Научни новини: Ксенотрансплантации, птичи грип, екологична „кожа“ и малко „Вояджър“

Бъбреците са най-често трансплантираните органи в световен мащаб. Въпреки че донори могат да бъдат и доброволци, все пак има недостиг на органи. Потенциално решение за този проблем е използването на животни. Първите опити за ксенотрансплантация (прехвърляне между различни видове) са с органи от примати, но те се отхвърлят в рамките на няколко месеца.

С подновяването на интереса към процедурата за донор са избрани прасета – техните органи са сходни с човешките и за разлика от приматите не са застрашени. Наред с това могат да се подберат животни с различен размер, вероятността за предаване на заболявания е по-ниска и не на последно място – решението е по-лесно от етична гледна точка.

Миналия месец беше направена първата трансплантация на бъбрек от прасе на човек. Пациентът е на 62 години и вече е претърпял една стандартна процедура през 2018 г., но трансплантираният тогава орган отказва. Това налага той да започне отново диализа, което води до усложнения – образуване на съсиреци и запушване на кръвоносни съдове. Поради влошаващото се състояние на пациента и липсата на подходящ донор лекарите са му предложили експерименталната ксенотрансплантация.

Разбира се, процедурата не е лесна, тъй като имунната система реагира остро на орган от чужд организъм. Това е така дори и с човешки донор, което налага извършването на редица проверки за съвместимост – кръвна група, антигени и др. За да се премахне опасността за пациента, в прасето донор са направени 69 генетични редакции с помощта на CRISPR. Три от тях са свързани с премахването на гени от неговия геном, които са отговорни за синтеза на специфични молекули по клетъчните стени, които имунната ни система разпознава като нашественици.

Добавени са и седем човешки гена, които кодират протеини, намаляващи риска от отхвърляне на органите. Останалите са изрязани от генома ретровируси, които са счетени за потенциално опасни за хората. Въпреки че към момента активацията на такива вируси в човешки гостоприемник се наблюдава рядко, рискът да се случи е по-висок при пациенти, чиято имунна система е потисната. А именно такъв е случаят при трансплантациите, защото, за да се намали вероятността за отхвърляне на новия орган, се изписват медикаменти, които намаляват активността на имунната система.

Операцията е преминала успешно и пациентът вече е изписан, като в изявление той казва, че се чувства добре и се вълнува да се върне при семейството си. Дългосрочната прогноза не е ясна, но предварителните изследвания на екипа, създал генетично модифицирания донор, са обнадеждаващи. Процедурата е приложена при макаци, част от които са живели повече от една година след трансплантацията, а един – над две. Резултатите са хетерогенни и не изглеждат впечатляващо, но генните редакции са насочени към човешки реципиенти, което може да е едно от обясненията. Сходна операция, но с черен дроб, е направена и при пациент в мозъчна смърт. Експериментът е проведен в рамките на три дни, през които органът е изпълнявал функциите си нормално, поддържайки пациента в стабилно състояние. 

Това не са първите ксенотрансплантации. През 2022 и 2023 г. бяха трансплантирани две свински сърца, но с не особено добри резултати – и в двата случая органът е отхвърлен след по-малко от два месеца. Въпреки това лекарите са оптимистично настроени. В тези случаи състоянието на реципиентите е било толкова тежко, че те не са попаднали в списъците за трансплантация. Също така редакциите в донорите са значително по-малко – не е направено премахване на ретровируси от генома на прасето. Дали това е сред причините за неуспеха, е обект на дискусия и най-вероятно ще са нужни още данни. Тъй като колкото повече генетични редакции се правят, толкова по-скъп и сложен става процесът по създаване на животното донор, учените трябва да намерят оптималния брой редакции, с които могат да се получат безопасни органи.

Получаването на орган от прасе звучи като от странен научнофантастичен сюжет и сигурно няма да е по вкуса на всеки. Най-добрият вариант е създаването на органи от стволови клетки на пациента, което почти ще изключи риска от отхвърляне. Уви, тази технология е все още далеч в бъдещето, въпреки че в последните години се наблюдава известен прогрес. Това прави ксенотрансплантацията достъпно решение за пациенти, нуждаещи се от нови органи.

„Вояджър“ има проблем с паметта

Новият месец ни носи новини от далечния пътешественик, чието приключение следим внимателно. След като преди месец екипът на НАСА получи пълен пакет с данни от него, вече е ясно какъв точно е проблемът с компютъра на сондата.

Инженерите са установили, че около 3% от данните в паметта на бордовия компютър са грешни, което пречи на нормалното му функциониране. Най-вероятно това се дължи на дефект в някой от чиповете. Конкретната причина не е известна – може да бъде удар от заредена частица или просто да се е повредил след дългогодишното пътуване, но каквато и да е станало, това не е пречка. Въпреки че засега не е ясно колко време ще е нужно за справяне със затруднението, инженерите мислят, че ще успеят да заобиколят проблемния модул и „Вояджър 1“ отново ще може да изпраща научни данни.

Обновяването на софтуера на апаратите не е нещо новов края на миналата година към „Вояджър 1“ и „Вояджър 2“ беше изпратена версия, която внася корекции в двигателната им система. За да се избегне отлагането на гориво по тънките тръби, които го пренасят, използването на двигателите е разредено с цел удължаване на активния живот на сондите. Тъй като двигателите им се използват за промяна на ориентацията в пространството, така че антените им да са насочени към Земята, това ще затрудни малко комуникацията с апаратите.

В новата версия е включена и „кръпка“ за проблем, сходен с настоящия. Поради грешка в системата за управление на ориентацията на „Вояджър 1“ той започва да изпраща съобщения, които не могат да бъдат разчетени. След няколкомесечно разследване проблемът е решен и корекцията е изпратена и към „Вояджър 2“, за да се избегне появата на този проблем и при него.

Макар че комуникацията с двата апарата е трудна, те продължават да будят научен интерес – данните, които изпращат, са важни за опознаването на междузвездното пространство. По стъпките им вървят и други сонди, но до тяхното излизане извън хелиосферата има още време и загубата на „Вояджър 1“ ще бъде осезаема.

Нов гостоприемник на птичи грип

Високопатогенната инфлуенца А по птиците – птичи грип, A(H5N1) – е проблем в глобален мащаб от няколко години. Освен големите щети, които нанася на дивите популации, епидемии от него имаше и в много птицеферми, което повлия значително на цената на яйцата и пилешкото месо. В Англия имаше периоди, в които фермерите не пускаха птиците да излизат извън затворените помещения, което допълнително усложни ситуацията с яйцата от свободни кокошки.

В началото на миналата година имаше тревожни съобщения за прескачане на птичи грип към бозайници – лисици, видри и норки. Сега, около година по-късно, има ново развитие. В края на март няколко стада крави в Тексас и Канзас са дали положителен резултат за вируса, а около седмица по-късно беше съобщено за случаи в още три щата – Айдахо, Мичиган и Ню Мексико. Вирусът е открит в млякото, но при допълнително изследване на кръв и секрети от кравите пробите са били отрицателни, така че към момента учените предполагат, че се реплицира само във вимето, без да засяга значително здравето на животните. Хипотезата им е, че преносът между кравите е посредством капки мляко по дрехите, по ръцете на работниците или доилните машини.

Все още не е ясно как са започнали инфекциите. Възможно е диви птици да са заразили домашни, откъдето вирусът да е прескочил в кравите, или да е станало директно от домашни птици. Наличната информация сочи, че пренос е имало веднъж или два пъти, защото фермата в Мичиган е получила крави от една от фермите в Тексас, където е имало болни животни. Все още няма забрана за транспорт на крави, но най-вероятно, ако ситуацията се влоши, здравните власти ще издадат и такава препоръка.

Във фермите са открити и котки, които са заразени с вируса, най-вероятно от разлято мляко, с което са се хранили. При тях се засягат белият и черният дроб и в повечето случаи заболяването е летално. Това е помогнало за откриването на инфекциите във фермите, наред с промяната в млякото от болните крави.

Известен повод за притеснение е, че в Тексас вирусът е прескочил и към един от работниците. Симптомите му не са тежки и основният е конюнктивит (възпаление на очите). Пациентът е в домашна изолация и му е приложена терапия с антивирусни медикаменти. Геномът на патогена, изолиран от него, е секвениран и е установено, че е почти идентичен с открития в кравите. Липсват мутации за устойчивост на медикаменти или по-висока вирулентност и той е много сходен с два щама, които се използват за създаване на ваксини срещу вируса.

Според Министерството на земеделието на САЩ потребителите не бива да се тревожат, тъй като млякото се изследва редовно и преминава през процес на пастьоризация. Същото важи и за месото – дори и да има вирусни частици в него, те ще бъдат инактивирани при обработката му. Основната опасност е за работниците във фермите, които се следят внимателно и при поява на симптоми се тестват за H5N1.

Въпреки че засега щетите от вируса са основно икономически и засягат животновъдите, прескачането му към все повече бозайници е нещо, на което трябва да се обърне внимание. Описаните случаи са ограничени в САЩ, но е напълно възможно това да стане и в Европа – заболяването се среща при диви и домашни птици, а в средата на миналата година имаше и случаи с починали котки в Полша. Всеки пренос между бозайници дава на вируса възможност да се усъвършенства, създавайки предпоставка за нова пандемия.

Екологична „кожа“

Заместителите на кожа, използвани в модната индустрия, са добър вариант за намаляване на екологичния отпечатък на продуктите. Но към момента по-голямата част от тях са базирани на различни видове пластмаса, получена от петролни продукти, което също не е оптимално решение. Също така подобни тъкани отделят микропластмаси. Развитието на технологиите за производство на полимери от растителен материал (често царевица) позволява създаването на пластмасови продукти, които са по-лесно биоразградими, но добиването на суровината понякога е в конфликт със земеделието.

Интересна алтернатива предлагат биотехнолозите – използване на микробиални култури. Миналата година мексиканската компания Polybion рекламира яке, което е направено по технология, вдъхновена от производството на комбуча – това е напитка, в която се развива симбиотична култура от бактерии и дрожди, образуваща плътен филм.

За производство на материала компанията използва бактерии, които отделят такъв филм от целулоза в хранителната среда, в която се отглеждат. Целулозата е стабилен полимер, изграден от глюкозни мономери, който е широко срещан в растенията – тя съставя над 95% от памучните влакна. Именно от този филм след допълнителна обработка се получава материал, много подобен на кожа. Според компанията той може да се оцветява с вече достъпните технологии за боядисване, но без да са нужни агресивни химикали, и по своите свойства е сходен с другите естествени тъкани. В хранителния субстрат, в който се отглеждат бактериите, се съдържат и отпадъци от плодопреработвателната индустрия, което допълнително понижава екологичния отпечатък на материята.

Още по-екологичен вариант е предложен в разработката на английски учени, които, освен че са получили материал, подобен на кожа, са успели да му придадат цвят. С помощта на генно инженерство те са дали на бактериите способността за синтез на еумеланин. Това е разновидност на меланина, която е широко разпространена в природата и е отговорна за тъмния цвят на кожата и космите при хората. Устойчивостта на еумеланина на високи температури и ниската му водоразтворимост го правят много добър пигмент – освен плътност, цветът има и дълготрайност. Способността му да поглъща ултравиолетова светлина и електропроводимостта му се добавят към полезните му свойства.

Така след култивиране на модифицираните клетки получената бактериална целулоза е оцветена в черен цвят и не е необходимо да се боядисва. В бъдеще бактериите ще могат да отделят и други пигменти, давайки възможност за разширяване на достъпната палитра от цветове. Като пилотен експеримент учените са направили портфейл и сая за обувка. Портфейлът е по-прост и е конструиран от съшити плоски парчета от материала. За саята бактериалите клетки са отгледани в калъп, в който са добавени и влакна, за да се подсили здравината ѝ. Така е образувана своеобразна отливка, която може да се прикрепи към подметка.

Макар че технологията все още не е постигнала масовост, тя е обещаваща и се развива бързо. Бактериите са изключително подходящи за използване като малки „фабрики“ за производство на различни вещества. Бързият им растеж, ниските изисквания към хранителната среда и възможността за отглеждане в биореактори са предпоставки за все по-широкото им използване. Ако идеята ви интригува, процесът е сравнително лесен за изпълнение в домашни условия. Ще са ви нужни само малко подръчни материали и няколко часа подготовка.

Водещо изображение: Снимка на Юпитер и два от естественитe му спътници, направена от „Вояджър“ точно преди 45 години. Източник: NASA

Научни новини: нов механизъм за борба с COVID-19 и пръстени вместо луни

Post Syndicated from Михаил Ангелов original https://www.toest.bg/nauchni-novini/

Медицина

COVID-19

Научни новини: нов механизъм за борба с COVID-19 и пръстени вместо луни

За да заразят клетките, вирусните частици обикновено се закачат за рецептори, намиращи се по тяхната повърхност, и така преминават през клетъчната мембрана. Един от добре проучените рецептори е ACE2, към който са специфични спайкпротеините на някои коронавируси, включително причинителите на SARS и COVID-19. Той се среща в редица тъкани, наред с горните части на дихателната система, които са един от основните пътища за навлизането му в тялото.

Учени от Австралия са открили нов рецептор – LRRC15, който също може да свързва SARS-CoV-19, но за разлика от ACE2, той не съдейства на вируса да навлезе в клетките, а помага за предпазване от заболяването. Екипът го описва като молекулярно велкро, което се прилепя към вирионите и ги отдалечава от клетките, пречейки им да ги заразят.

Подобно на ACE2, този протеин е разпространен в различни тъкани, но количеството му в белите дробове е сравнително ниско при здрави хора. При болни от COVID-19 нивото му се повишава, откъдето идва и хипотезата, че е налице непознат до момента механизъм за борба с инфекцията.

Това се подкрепя от изследване на пациенти с бъбречна недостатъчност, при които нивата на LRRC15 са пряко свързани с тежестта на протичане на заболяването им от COVID-19. С намаляване на концентрацията на протеина симптомите стават по-сериозни и прогнозата се влошава.

Наред със свързването на вирусните частици, отделянето на този протеин от клетките, причиняващи лезии по белите дробове (фибробласти), намалява образуването на колаген при срещата им с вируса и така предпазва органа от дълготрайни увреждания.

Авторите смятат, че това откритие ще помогне за разработването на нови медикаменти за облекчаване на симптомите от инфекции, причинени от сходни вируси, както и за предпазване от белодробна фиброза. Публикацията показва колко малко знаем за имунната система, и дава поле за бъдещи изследвания в тази област.

Вече е известно, че по време на бременност жените са изложени на повишен риск от COVID-19. Заболяването протича по-остро и при новородените, поради което лекарите препоръчват на бъдещите майки да минат пълен ваксинационен курс. Това се подкрепя от изследване на почти 9000 бебета под 6 месеца.

При двукратна ваксинация вероятността децата да бъдат защитени от вируса е 95% за Делта и 45% за Омикрон вариантите. Вероятността за избягване на хоспитализация е съответно 97% и 53%. Проучването показва, че е най-добре втората ваксинация да се направи по време на третия триместър. Поставянето на трета доза подобрява резултатите за Омикрон, повишавайки защитата от инфекция на 73%.

Тези данни потвърждават редица проучвания, показващи ползата от ваксините, и дават поглед върху по-малко обследвана част от популацията, а именно децата под 6-месечна възраст.

Птичи грип

Глобалната ситуация с разпространението на H5N1 продължава да е динамична и притеснителна. Вирусът е Инфлуенца тип А и е описан за пръв път през 1996 г. в Китай. Характерно за него е, че е силно вирулентен и има свойството да мутира бързо, както повечето РНК вируси. Наред с това, тъй като геномът му е сегментиран, той може да обменя части с други грипни вируси, което му позволява по-лесно да прескача между различни видове.

Съобщенията за загинали животни не са нови – в началото на миналата година в Гърция бяха открити труповете на над 500 къдроглави пеликана, случаи имаше и в Англия, Израел, Канада. Освен за дивите животни, вирусът е проблемен и за птиците във ферми поради високата гъстота на отглеждане и близкия контакт, на който са изложени. Според здравните служби на САЩ в последната година от заболяването са засегнати над 50 млн. птици.

Особено тревожни са новините за прескачането на вируса към бозайници. В Англия, Шотландия и Уелс са установени случаи при лисици и видри, а в началото на тази година в Перу са намерени почти 600 морски лъва, които най-вероятно са загинали от H5N1. Много притеснително е откриването на вируса и във ферма за норки в Испания. Горният респираторен тракт на норките е много сходен с човешкия, което създава рискове за рекомбинация и междувидово прескачане към работниците в тези ферми. Вероятно животните са се заразили от храната си, която е включвала птичи субпродукти.

За момента специалистите от СЗО смятат, че вероятността за инфекции при хора е малка. Оптимална среда за развитието на вируса са птиците, което налага срещата му с човешки вирус в тях. Едва след рекомбинация между двата генома той придобива възможността да прескочи в хора. Но дори и това не гарантира способността за заразяване от човек на човек – нужни са допълнителни мутации. Въпреки това, поради големия брой случаи, всички малки шансове се натрупват и опасността не трябва да бъде пренебрегвана, както се вижда от случая в Испания, където е установен пренос от една норка към друга

Все още не е напълно ясно и каква е смъртността от вируса при хора. От случаите, известни до момента, тя е много висока – 56%, но това може да се дължи и на факта, че хората с по-леки симптоми не са потърсили медицинска помощ и съответно не са диагностицирани и включени в статистиката.

Тъй като учените следят вируса от появата му и са предвидили пандемичния му потенциал, за него вече има няколко ваксини. Притеснителното е, че четири от петте ваксини, одобрени в ЕС, се произвеждат в кокоши яйца. Това създава два големи проблема. Първо, не е ясно дали компанията, произвеждаща ваксината си в тъканни култури, ще успее да предостави достатъчно бързо голям брой дози при необходимост. Второ, масовото производство зависи от най-вероятната жертва на вируса, при която смъртността е над 90%. Очаква се компаниите, произвеждащи mRNA ваксини за SARS-CoV-19, да адаптират технологията и за Инфлуенца, но това ще отнеме време както по технологични, така и по регулаторни причини.

Ако искате да прочетете повече по темата за междувидовото прескачане, горещо препоръчвам книгата Spillover: Animal Infections and the Next Human Pandemic на Дейвид Куамен. Въпреки че е издадена преди COVID-19, случаите в нея са интересни и може да се научи много за науката и историята зад редица епидемии.

Космос

Ракети и двигатели

След дълга подготовка SpaceX успешно изпита двигателите на бустера Super Heavy. Той е в основата на напълно преизползваемата ракета Starship, която компанията планира да включи в програмата „Артемис“, а в бъдеще – и в колонизацията на Марс.

Продължителността на теста е била с пълната предвидена дължина, като според информация от Илън Мъск един от двигателите е изключен от инженерите, а друг е отказал по време на работа. Той обаче смята, че останалите работещи двигатели са достатъчни за достигане на орбита. Това е голяма стъпка за проекта, тъй като дава зелена светлина за изпитанията на ракетата. Следващото най-вероятно ще е орбитален тест.

Интересно за Super Heavy е, че използва 33 двигателя за задвижването си. В повечето случаи проектантите се спират на по-малък брой по-големи двигатели, тъй като това намалява вероятността за проблем в някой от тях и значително опростява ракетата.

Изключение е замислената като отговор на лунната програма „Аполо“ съветска ракета Н-1, чиято първа степен има 30 двигателя, работещи с керосин и течен кислород. Програмата е обречена заради политически интриги и неразбирателство между главните проектанти и след четири неуспешни изстрелвания, водещи до катастрофални експлозии, е прекратена заедно с амбициите на СССР да спечелят лунната надпревара.

Главоболия имат и наследниците им от „Роскосмос“ – един от товарните апарати „Прогрес МС-21“, в момента скачен към Международната космическа станция, е загубил налягане в охладителната си система. В изявленията на руската агенция и НАСА се казва, че няма опасност за седемте космонавти в станцията, като температурата и налягането в обитаемия отсек са нормални. Все още не е ясно на какво се дължи тази авария, но двете агенции разследват случая. Товарният апарат вече е напълнен с отпадъци и по график ще напусне МКС на 18 февруари и ще изгори в атмосферата над Тихия океан.

Това е вторият сходен случай с руски апарат. В края на миналата година „Союз МС-22“, с който на станцията пристигнаха двама руски и един американски космонавт, също загуби охлаждането си, като официално обявената причина беше удар от микрометеорит. Това наложи удължаването на престоя на екипажа, който ще изчака изстрелването на „Союз МС-23“ без пътници, а повреденият „Союз МС-22“ ще бъде разкачен в безпилотен режим и оставен да изгори в атмосферата.

Въпреки че все още няма информация за инцидента с „Прогрес МС-21“, вероятността за втори аналогичен удар от микрометеорит в рамките на няколко месеца е малка. Това повдига редица въпроси относно причината за повредата в „Союз МС-22“ и състоянието на руската космическа програма.

Пръстен вместо луна

Пръстените около небесните тела са една от впечатляващите гледки, които Космосът ни предоставя. До момента се смяташе, че процесът на образуването им е добре проучен, но ново откритие в периферията на Слънчевата система може да промени това.

Планетата джудже Куауар е с диаметър около 1000 км и се намира в пояса на Кайпер – зона след орбитата на Нептун със сравнително ниска плътност и дом на множество подобни малки обекти, най-големият от които е Плутон. След откриването ѝ през 2002 г. астрономите установяват, че има естествен спътник, наречен Уейуот, а вече е известно, че има и система от пръстени. Те са прекалено малки и бледи, което прави директното им наблюдение невъзможно.

За откритието учените са използвали най-големия оптичен телескоп Gran Telescopio Canarias, намиращ се на остров Палма. С помощта на математически модел те са предвидили преминаването на планетата пред далечна звезда, т.нар. окултация. По време на наблюдението с телескопа, яркостта на звездата е намаляла преди и след преминаването на планетата на равни интервали. Наблюдението е направено неколкократно с няколко звезди. Най-вероятното обяснение за такива симетрични окултации е наличието на пръстен около планетата.

Учудващо е, че според получените данни пръстенът е разположен на разстояние 7,4 радиуса от планетата, което е два пъти над границата на Рош. Това е пределът, след който приливните сили от гравитацията на по-голямото тяло може да разкъсат малки тела в орбитата му. Според научните разбирания и симулации в момента, пръстените извън зоната на този ефект за кратко време започват да агрегират в луни.

Възможни са различни хипотези за обяснението на това наблюдение, но учените проучват комбинация от няколко фактора. Планетата може да има неравномерна форма и като следствие от това нейното гравитационно поле да се променя при въртенето ѝ – ефект, който би попречил на образуването на обекти на по-далечно разстояние. Пръстенът пък се намира в орбитален резонанс с отношение 1:3 с въртенето на планетата, което означава, че частиците в пръстена правят една орбита около планетата, докато в същото време тя се завърта три пъти около оста си, оказвайки им периодично гравитационно влияние.

Според авторите това може да помага за задържането на пръстена и да пречи на образуването на втора луна. Сходен орбитален резонанс имат и пръстените на планетите джуджета Харикло и Хаумея, но при тях те се намират в границата на Рош.

Това откритие е интересно, защото показва, че дори за добре приети идеи с история от над 150 години, може да бъдат открити изключения, вълнуващи научните среди.

Заглавно изображение: Микроскопска снимка на епителни клетки, 100х увеличение. Източник: Berkshire Community College Bioscience Image Library/Flickr

Веднъж-дваж месечно Михаил Ангелов – биолог, агроном и любим нърд от нашия екип, ни представя най-интересните скорошни новини от различни сфери на науката и обяснява защо тези постижения са толкова значими за света и човечеството. Или най-малкото – любопитни и забавни.