Разработана беспилотная инвалидная коляска


Марсело Анг (Marcelo Ang) и новый беспилотный «мобильный скутер».
Марсело Анг (Marcelo Ang) и новый беспилотный «мобильный скутер».

Изобретатели из Национального университета Сингапура (мал. Universiti Kebangsaan Singapura, англ. National University of Singapore) создали беспилотную инвалидную коляску. Транспортное средство разработано в рамках сотрудничества с Массачусетским технологическим институтом и предназначено для тех, кто не может, не должен или не хочет управлять автомобилем, включая людей с ограниченными возможностями, пожилых или слишком юных. Главный недостаток новой модели — пока её нигде нельзя купить. (далее…)

Шпинат научили искать взрывчатку


Зарегистрировать сигнал «умного» шпината можно с помощью камеры, подключённой к карманному компьютеру или обыкновенного смартфона, из которого удалили ИК-фильтр. Иллюстрация: Кристин Данилофф, МТИ.
Зарегистрировать сигнал «умного» шпината можно с помощью камеры, подключённой к карманному компьютеру или обыкновенного смартфона, из которого удалили ИК-фильтр. Иллюстрация: Кристин Данилофф, МТИ.

Учёные Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) научили шпинат находить взрывчатку и оповещать об этом по электронной почте. Новая разработка — пример «бионики», соединения биологии и технологии. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Materials.

Созданные исследователями растения распознают нитроароматические соединения, которые часто используют при производстве мин и взрывчатки. Когда эти вещества попадают в грунтовые воды, встроенные в листья углеродные нанотрубки испускают флуоресцентный сигнал, который можно «считать» с помощью инфракрасной камеры. Соединённый с ней карманный компьютер посылает оповещение по электронной почте. (далее…)

Новый метод подбора противораковых препаратов


Клетки мультиформной глиобластомы. На примере подобной опухоли учёные протестировали новый метод определения чувствительности к противораковым препаратам.
Клетки мультиформной глиобластомы. На примере подобной опухоли учёные протестировали новый метод определения чувствительности к противораковым препаратам.

Выбрать препарат для лечения ракового больного — задача, мягко говоря, не простая. Лекарства, которые помогают одним, бесполезны для других, а опухоли, поначалу поддававшиеся лечению, со временем могут выработать устойчивость к медикаментам. Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали новый метод оценки чувствительности опухолей к лекарствам. Результаты работы опубликованы в Nature Biotechnology.

Ранее учёные пытались отыскать генетические маркеры опухолей, которые сигнализируют о чувствительности к таргетным противораковым препаратам. Однако они обнаруживаются только в некоторых видах раковых опухолей, и даже в тех случаях, когда провести тест удаётся, он не всегда даёт точные результаты.

Исследователи из МТИ избрали другой подход. Отчасти их вдохновил тест устойчивости к антибиотикам, которым врачи уже несколько десятилетий пользуются при лечении бактериальных инфекций. В ходе этого анализа у пациента берут биологический материал (например, кровь или мочу), содержащий нужные микроорганизмы, помещают бактерии в питательную среду и подвергают воздействию разных видов антибиотиков. Если бактерии умирают, они чувствительны к препаратам, если продолжают размножаться — они выработали устойчивость. Учёные решили пойти похожим путём: отследить реакцию клеток опухоли на лекарство. (далее…)

Диагностика болезни Паркинсона по клавиатуре. Без регистрации и СМС


Кажется, недалёки те времена, когда клавиатура будет предупреждать о развитии болезни Паркинсона, пока кресло следит за здоровьем спины, а веб-камера измеряет уровень гемоглобина.
Кажется, недалёки те времена, когда клавиатура будет предупреждать о развитии болезни Паркинсона, пока кресло следит за здоровьем спины, а веб-камера измеряет уровень гемоглобина.

Учёные Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали алгоритм, который диагностирует болезнь Паркинсона с помощью обычной компьютерной клавиатуры. Механизм его работы описан в журнале Scientific Reports.

Болезнь Паркинсона — распространённое неврологическое расстройство. Хотя вылечить это заболевание пока нельзя, существуют препараты, которые снижают выраженность симптомов. Но для того, чтобы они были эффективными, врачам нужно наблюдать за развитием болезни, в том числе, в привычной для пациента обстановке, дома. Учёные из МТИ разработали алгоритм, который оценивает выраженность симптомов заболевания, пока люди занимаются обычными делами: пишут электронные письма или посты в «Фейсбуке». «Этот подход работает за счёт того, чем мы занимаемся в обычной жизни — взаимодействуем с цифровым устройством — поэтому он не добавляет дополнительную нагрузку и не отрывает от повседневных дел», — говорит член научной группы Лука Хианкардо (Luca Giancardo). (далее…)

Прибор для чтения закрытых книг. Прототип готов


Прочитать закрытую книгу? Запросто, только сначала давайте почитаем газетную статью из одной буквы.
Прочитать закрытую книгу? Запросто, только сначала давайте почитаем газетную статью из одной буквы.

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) с коллегами из других организаций разрабатывают прибор, который позволит читать книги, не открывая их. В свежем выпуске Nature Communications исследователи описывают прототип системы, которую они уже протестировали на стопке листов газетной бумаги, на каждом из которых была напечатана буква. Корректно распознать буквы получилось на 9 верхних листах.

Бармак Хешмат (Barmak Heshmat), один из авторов работы, говорит, что к их работе проявляется значительный интерес. К примеру, Метрополитен-музей (The Metropolitan Museum of Art) заинтересован в том, чтобы иметь возможность исследовать различные древние книги, даже не прикасаясь к ним. По словам учёного, разработка может быть использована для анализа практически любых материалов, представляющих из себя стопку тонких слоёв. (далее…)

Разработано компактное устройство для производства лекарств


Схема устройства по производству биопрепаратов. Компоненты реактора — микрожидкостный фильтр (зелёный), оптические датчики (красный и голубой), фильтр (белый).
Схема устройства по производству биопрепаратов. Компоненты реактора — микрожидкостный фильтр (зелёный), оптические датчики (красный и голубой), фильтр (белый).

Учёные Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали портативное устройство для производства биологических препаратов. Компактную установку можно использовать на поле боя или в машине скорой помощи. Описание прибора опубликовано в журнале Nature Communications.

Биотехнологические препараты, которые используют, в том числе при создании вакцин, противодиабетических и противораковых лекарств, обычно производят на заводах. Транспортировка в больницы или другие места оказания медпомощи занимает много времени и стоит недёшево, а в некоторых случаях достать лекарство бывает и вовсе невозможно.

Исследователи из МТИ создали компактное устройство, которое позволяет получать разовую долю биопрепарата с помощью небольшого количества жидкости и дрожжевой культуры Pichia pastoris. Программируемый штамм P. pastoris под воздействием специальных веществ производит один из двух лечебных белков, к примеру, бета-эстрадиол запускает выработку гормона роста, а метанол — интерферона. Этот вид дрожжей даёт культуры высокой плотности на простых и недорогих питательных средах и продуцирует белки в больших количествах. (далее…)

Новый пластырь бьёт по раку из трёх орудий


Золотые наночастицы доставляют siRNA к новообразованию в толстом кишечнике. Фото: Artzi Lab.
Золотые наночастицы доставляют малые интерферирующие РНК к новообразованию в толстом кишечнике. Фото: Artzi Lab.

Учёные из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали пластырь, который локально воздействует на опухоль с помощью фото-, химио- и генной терапии. Новая технология предназначена для лечения рака кишечника. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.

Рак толстого кишечника — одно из наиболее распространённых раковых заболеваний в Европе. Стандартный метод лечения этой болезни — хирургическое вмешательство, однако даже после удаления опухоли в области операции остаются клетки, которые могут вызвать повторный рост новообразования. Хотя у части пациентов после операции наступает ремиссия, которая длится годами, у многих (до 50%) людей рак возвращается.

Традиционная терапия, призванная предотвратить рецидив, вводится системно: лекарство с кровотоком распространяется по всему организму. В результате препарат воздействует не только на раковые, но и на здоровые клетки и вызывает неприятные побочные эффекты. Более того, недавнее исследование на мышах показало, что опухоли достигают только 0,7% наночастиц, введённых в организм таким образом. (далее…)

Бактерии-камикадзе борются с раком


Рост популяции и уничтожение (лизис) генетически модифицированных бактерий.
Рост популяции и уничтожение (лизис) генетически модифицированных бактерий.

Учёные Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California, San Diego) и Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) вывели микроорганизмы, способные вырабатывать противораковые препараты. Попадая в организм, бактерии самоуничтожаются и выделяют лекарство в область опухоли. Новый метод в сочетании с химиотерапией продлил жизнь лабораторных мышей на 50%. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

«Одна из целей лечения в синтетической биологии — направленно работать с очагами заболевания и минимизировать ущерб. Кроме того, мы хотели доставить к поражённому участку значительную лекарственную нагрузку», — объясняет Джефф Хейсти (Jeff Hasty), один из авторов исследования. Перспектива использования бактерий для доставки препаратов заманчива, поскольку они могут заселять труднодоступные участки опухоли, куда «не достаёт» традиционная химиотерапия.

Исследователи создали три бактериальных штамма. В микроорганизмы каждой линии они встроили ген, отвечающий за выработку противоопухолевого белка, и ген, запускающий процесс самоуничтожения (лизис). Каждый штамм вырабатывал одно из лекарственных веществ, и в ходе экспериментов учёные выяснили, что наиболее эффективно работает комбинация всех трёх белков. Чтобы препараты подавляли рост опухоли, необходимо было контролировать размножение бактерий и поддерживать их популяцию на нужном уровне. Для этого учёные использовали естественную способность микроорганизмов координировать своё поведение — чувство кворума. (далее…)

Приятная музыка та, к которой мы привыкли


Ricardo Godoy
Профессор Рикардо Годой проводит исследование. Фото: Alan Schultz.

В западной музыкальной традиции, независимо от того, классика это или поп-музыка, некоторые сочетания нот считаются более благозвучными, чем другие. Для большинства созвучие до — соль, например, звучит гораздо приятнее, чем раздражающее сочетание до — фа-диез. На протяжении десятилетий нейрофизиологи задумывались, не «зашит» ли этот параметр в самой структуре мозга. Новое исследование Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) и Университета Брендайса (Brandeis University) опровергает такие предположения.

В исследовании приняли участие более ста человек, принадлежащих к удалённому племени в Амазонии. Это люди, которые либо совсем не слышали западной музыки, либо слышали её совсем мало. Исследователи обнаружили, что диссонантные созвучия, например сочетание до и фа-диез оценивались испытуемыми настолько же благозвучными, как консонансные сочетания нот. (далее…)

Озоновая дыра над Антарктикой затягивается


Озоновый слой над Антарктикой в октябре  2015 года. Фото: NASA.
Озоновый слой над Антарктикой в октябре 2015 года. Фото: NASA.

Озоновая дыра над Антарктикой постепенно зарастает — к такому выводу пришли учёные Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) и Лидского университета (University of Leeds). Проанализировав данные спутников и метеозондов, они обнаружили, что в 2000—2015 годах её площадь уменьшилась на 4 миллиона квадратных километров.

Озоновой дырой называют не брешь в атмосфере, а локальное падение концентрации озона в озоновом слое ниже 220 единиц Добсона. Впервые об этом явлении заговорили в 1985 году, когда учёные Антарктического управления Великобритании, работавшие на Южном полюсе, заметили, что во время антарктической весны концентрация озона падает ниже нормы. Уровень озона снижается ежегодно: дыра возникает в конце августа — начале сентября и достигает наибольшей площади в октябре.
(далее…)

У нас есть универсальный и простой способ редактирования ДНК


Дженнифер Дудна, одна из пионеров применения CRISPR
Дженнифер Дудна, одна из пионеров применения CRISPR.

Колючая трава и неряшливые сосны окружают старинные здания конференц-центра Асиломар, расположенного на стоакровом (около 40 га) песчаном пляже в месте, где калифорнийский полуостров Монтерей врезается в Тихий Океан. Здешний пейзаж суров и способствует размышлениям о постоянно изменяющейся роли людей на планете. Поэтому неудивительно, что 140 учёных собрались здесь в 1975 году на первой конференции подобного рода.

Они были обеспокоены так называемой «рекомбинантной ДНК» — манипуляциями с исходным кодом жизни. Прошло всего 22 года с тех пор, как Джеймс Уотсон (James Dewey Watson), Фрэнсис Крик (Francis Crick) и Розалинд Франклин (Rosalind Franklin) описали, что такое ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота, четыре разные структуры, называемые основаниями, прикреплённые к костяку из сахара и фосфата, в последовательностях длиной в тысячи оснований. ДНК — то, из чего сделаны гены, а гены — основа наследственности.

Выдающиеся учёные-генетики, такие, как Дэвид Балтимор (David Baltimore), в то время работавший в MIT, отправились в Асиломар, чтобы справиться с логичными последствиями способности расшифровывать и переставлять гены. Перемещать гены из одного организма в другой — поистине богоподобная сила. При мудром использовании она могла спасти миллионы жизней. Но учёные также знали, что их открытия могли выйти из-под контроля. Они хотели обдумать то, что должно было стать запретным. (далее…)

Новая CRISPR-система для генного таргетинга РНК


Генный таргетинг РНК
При редактировании ДНК в геном клетки вносятся постоянные изменения. Основанный на системе CRISPR подход, при котором редактируется РНК, позволит исследователям внести временные изменения, сила которых может быть скорректирована. Метод обладает большей специфичностью и функциональностью, чем существующие методы РНК-интерференции (RNAi).

Международная команда исследователей, в которую вошли специалисты из Института Брода (The Eli and Edythe L. Broad Institute of MIT and Harvard, Broad Institute), Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT), Национальных институтов здоровья (National Institutes of Health, NIH), Ратгерского университета в Нью-Брунсвике (Rutgers University — New Brunswick) и Сколковского института науки и технологий (СколТех) сообщает о разработке нового метода генетического редактирования, основанного на системе CRISPR. Новый метод предназначен для изменения РНК, а не ДНК.

Новый подход может стать отдельным большим направлением в области работы с клетками. При редактировании ДНК в геном клетки вносятся постоянные изменения. Основанный на системе CRISPR подход, при котором редактируется РНК, позволит исследователям делать временные изменения, которые могут быть скорректированы вверх или вниз. Метод обладает большей специфичностью и функциональностью, чем существующие методы РНК-интерференции (RNAi). (далее…)

Физики проверяют сообщение об открытии пятого взаимодействия во Вселенной


Аттила Кразнахоркай
Аттила Кразнахоркай.

Физики предполагают, что экспериментально открыли пятое взаимодействие. Если их выводы подтвердятся, в науке произойдёт сенсация мирового масштаба, возможно, более значительная, чем открытие гравитационных волн.

Сегодня известны четыре фундаментальные силы, действующие в нашем мире: гравитационная и электромагнитная силы на макроуровне, сильное и слабое взаимодействия наблюдаются на уровне элементарных частиц. Физикам пока хватает этих четырёх сил, чтобы объяснить всё вокруг. Беспокоит только то, что видимая материя составляет не более 5% всей материи Вселенной, остальная же скрыта от наших органов чувств. Учёные называют эту неощутимую нами часть Вселенной — тёмной материей и тёмной энергией.

Считается, что единственная сила, которая воздействует на тёмную материю, — это гравитация, но безусловных следов этого взаимодействия пока не найдено. Отсутствие взаимодействия с тёмной материей не смущает учёных, они продолжают его искать и потенциально готовы к открытиям, в том числе — к открытию нового фундаментального взаимодействия. (далее…)

«Вторая кожа» скроет морщины


Слева — кожа покрыта новым косметическим полимером. Справа — без обработки
Слева — кожа покрыта новым косметическим полимером. Справа — без обработки.

Инженеры Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) синтезировали «сшитый» полимер (XPL), имитирующий молодую кожу. В исходном виде это гель. Он наносится на кожу тонким слоем и быстро застывает, образуя эластичный прозрачный слой «второй кожи», маскирующий морщины и иные дефекты.

Нанесение нового полимера на грыжи нижнего века («мешки» под глазами) 12 испытуемым привело к уменьшению грыжи, в среднем, на два пункта по пятибалльной шкале. (далее…)