Биотехнологии

Уже не первый десяток лет учёные способствуют совместной эволюции человека и техники. Процесс, когда-то названый Джеймсом Литтеном «киборгизацией», с каждым днём становится не просто возможным, а всё более вероятным сценарием развития человеческого общества. Однако, он также влияет и на других существ.

Исследователи из Сиднейского университета недавно совершили прорыв в технологии бионического глаза, который может изменить миллионы жизней. В последние годы многочисленные ученые-биомедики работают над бионическими глазными имплантатами, следуя успеху кохлеарных имплантатов. Однако глаз - гораздо более сложная часть биологической технологии, чем ухо.

Очень приятно, плесень

До 2022 года варианты SARS-CoV-2, вызывающие новые волны COVID-19, возникали примерно с полугодовыми интервалами. И была надежда на то, что после очередной волны, вызванной вариантом Дельта, наступит какое-то затишье. Тем более что в некоторых странах к началу этой волны было вакцинировано уже почти всё население. Но неожиданно быстрое распространение варианта Дельта принесло две новости – плохую и хорошую. Плохая новость заключалась в том, что иммунизация любыми нынешними вакцинами плохо защищает от инфицирования этим новым вариантом вируса. А если и защищает, то ненадолго. Хорошая – это то, что всё-таки защищает, но преимущественно от развития тяжёлых форм пневмонии. И существенно снижает летальность. В результате массовая вакцинация и увеличение количества переболевших почти не влияют на распространение вируса, но неплохо снижают смертность от COVID-19.

Появление варианта Омикрон в целом не изменило ситуацию. Но влияние вакцинации уменьшилось, а сочетание имеющегося коллективного иммунитета с большей контагиозностью и меньшей летальностью самого вируса вселило надежду на то, что очередная волна эпидемии станет более массовой, но менее кровожадной. Т.е. сможет сформировать коллективный иммунитет со сравнительно небольшими потерями населения, что позволит надеяться на лучшее – на переход эпидемии в тлеющий режим, не требующий экстраординарных мер от здравоохранения. При этом готовиться нужно к худшему – к появлению новых высококонтагиозных вариантов SARS-CoV-2 и к «штормовому» течению пандемии, при котором последовательность новых волн эпидемии утратит сезонную упорядоченность и они начнут чередоваться всё чаще и чаще, накладываясь друг на друга.

12 января 2022 исполнилось 55 лет первой попытке крионировать человека. Сейчас в мире есть несколько компаний предоставляющих такие услуги. Среди многих возражений которые справедливо высказывают противники крионики есть опасение о том, что современные криокомпании не смогут обеспечить безопасность криопациентов на протяжении нескольких столетий. В статье рассматривается идея массового крионирования в космосе, как пример важной задачи при масштабном освоении космического пространства, а также как способ обезопасить крионированных пациентов.

Всем привет! 

Как и обещал, дописываю продолжение и комментарии к своей предыдущей статье. Прошу прощения за задержку, а также за нескладность изложения.

В первую очередь расскажу подробнее о методе флуоресцентной лимфографии для поиска сигнальных лимфатических узлов (СЛУ) при лечении рака молочной железы (РМЖ), т.к. основной акцент мы делаем именно на РМЖ – по международной статистике каждая 8 женщина в мире с эти столкнется на протяжении жизни, ежегодно в мире выявляют более 2,2 млн новых случаев РМЖ, а процент хирургического и/или комбинированного, т.е. хирургического + химия/лучи/гормоны в разных комбинациях, лечения, пожалуй, переваливает за 90. Но не следует забывать, что областей применения намного больше, об этом в первой статье.

Расскажу, что такое акустотермометрия, метод, который позволяет услышать (!) температуру. И спрошу помощи у понимающих в радиоэлектронике.

На мой взгляд DeepMind AlphaFold2 и Github Copilot являются одними из самых значимых достижений науки и техники в 2021 году. Спустя два года после их первоначального прорыва команда из DeepMind фактически смогла решить (с небольшими оговорками) задачу фолдинга белка, остававшуюся нерешенной более 50 лет. В этом посте я подробно разбираю устройство данной системы.

Всем привет, мы группа энтузиастов, молодых (и не очень =)) ученых, врачей, занимающихся исследованием и популяризацией метода флуоресцентной визуализации в современной хирургии. Также у нас есть небольшой стартап в этой области, но об этом дальше.

В первую очередь хочу поблагодарить вас за ваше время, потраченное на прочтение данной статьи, а также принести извинения за то, как она написана, разработка текстов не мой конек.

Мне давно хотелось посвятить одну из статей такой теме, которая при поверхностном ознакомлении напоминает об «игнобелевской премии», но на самом деле обладает большим практическим потенциалом, в том числе, в промышленных масштабах. И вот такая тема нашлась. В моем блоге я не раз обращался к бионике и даже (немного) к биоинформатике, но сегодня тема будет по-настоящему экстравагантной.

Уже поставлены первые удачные опыты по производству сверхпрочной паутины с включением графена и нанотрубок. Для этого достаточно поить пауков водой с содержанием графена. Этот опыт в 2015 году провела группа ученых под руководством Николы Пуньо (Nicola Pugno) в университете итальянского города Тренто. Графен и нанотрубки включаются в состав паутины, и такие паучьи нити получаются как минимум впятеро прочнее обычных. Они даже выдерживают вес взрослого человека. Опыт был поставлен в 2015 году, о чем даже была новость на Хабре – на чем тема и показалась исчерпанной (пошутили про хоббитов и Унголианту). На самом же деле, работа Пуньо заострила внимание на том, что паутина, а также нити шелкопрядов демонстрируют более широкое свойство метаболизма членистоногих: их ткани легко интегрируются с металлами и даже полупроводниками, что позволяет разрабатывать совершенно новые материалы и датчики. Далее я расскажу, какие достижения в этой области бионики получены к настоящему времени.

Не так давно я писал пост про умную коробку для выращивания клубники на балконе. Я убедился, что у меня получается и добился хороших результатов. Это подвигло меня продолжить дело и создать нечто большее. Я решил построить небольшую теплицу в закрытом помещении — контейнере, чтобы контролировать факторы, влияющие на развитие клубники и получить более качественный результат. На этот раз я отказываюсь от субстрата и перехожу на аэропонику.

Эта статья продолжает серию статей о глубокой модификации ДНК в недалёком будущем для решения серьёзных проблем человечества. Первая статья - тут.

TL;DR: Все программисты знают, что есть масса способов решить одну и ту же задачу. То же самое скоро будет и в биоинформатике: есть тысячи способов изменить геном так, чтобы получился новый "сложный признак". ДНК-код так же пластичен и универсален как и компьютерный код. Одним из первых применений “перепрограммирования на уровне ДНК” может стать способность нейронов восстанавливать свою функцию после повреждения (разрыва аксона), что позволит десяткам тысяч парализованных инвалидов-колясочников в буквальном смысле встать на ноги. При этом, как и в случае с привычным нам компьютерным кодом, добиться решения задачи можно несколькими способами - некоторые из которых - такие, как многоядерные нейроны, сращение синапсов на дендритных деревьях, активизация макрофагов для сращения - будут рассмотрены ниже, в данной статье.

Второй год продолжается планетарный конфликт двух биологических популяций – вирусов и людей. Общество находится в состоянии периодического локдауна, что дает больше свободного времени для философского осмысления Бытия, позволяет собрать и систематизировать собственные мысли.

В рамках своих знаний и опыта (диплом по физике, кандидатская диссертация по биотехнологии) я пытаюсь анализировать биологические закономерности процессов, связанных с вирусной инфекцией. Частично это можно почитать в «Эпохе пандемии».

К сожалению, в обширном потоке информации о коронавирусе, его штаммах, молекулярном составе, о различных вакцинах и методах прививок, о тяжелых последствиях заболеваний и т.д. отсутствует анализ биологических процессов в динамике.

Для контроля состояния здоровья я и Вы, уважаемый читатель, используем так называемые «нормы» или референсные (референтные) значения параметров крови, мочи и т.п.

Например: референсные значения числа лейкоцитов в крови 3,8--9,9 * 10**9 штук/л.

Но так ли нормальны эти «нормы», эти референсные значения?

Отсутствие эффективной радиационной защиты - одна из самых серьезных проблем, которую еще предстоит решить, если люди собираются отправиться в длительные путешествия в глубокий космос. На Земле мощная магнитосфера планеты защищает нас от самых смертоносных форм излучения - тех, которые производятся солнечными вспышками, и приходящих издалека галактических космических лучей, которые проходят через Солнечную систему. Астронавты на Международной космической станции, находящейся примерно в 408 км над Землей, получают повышенный уровень радиации, но находятся достаточно близко к Земле, чтобы иметь некоторую защиту, и могут оставаться на орбите до года. Чего нельзя сказать о космонавтах, путешествующих дальше, например, на Луну или, когда-нибудь, на Марс. Будущим путешественникам в дальний космос потребуется взять с собой собственную защиту - или, как предлагается в новой статье, наращивать ее по пути.

Согласно статье, опубликованной на BioRxiv 4 ноября 2021 года, особый тип грибов, которые процветают в условиях высокой радиации (Cladosporium sphaerospermum), может образовывать живой щит вокруг космонавтов в космосе. Грибок не только блокирует излучение, но и фактически использует его для своего роста посредством процесса, называемого радиосинтезом: он извлекает энергию из излучения, точно так же, как большинство растений извлекают энергию из солнечного света посредством фотосинтеза.

Эти грибы, любящие радиацию, выживают на Земле в экстремальных местах, например, в зоне Чернобыльской АЭС. В космосе они так же хорошо себя чувствуют. В 2019 году исследователи отправили на МКС несколько грибов, наблюдали за тем, как они росли в течение 30 дней, и измерили количество прошедшего через них излучения по сравнению с контрольным образцом без грибов.

В данном обзоре мы подробно рассмотрим нейронную сеть AlphaFold 2 от компании DeepMind, с помощью которой недавно был совершен прорыв в одной из важных задач биологии и медицины: определении трехмерной структуры белка по его аминокислотной последовательности.

В первых трех разделах обзора описывается задача, формат входных данных и общая архитектура AlphaFold 2. Далее, начиная с раздела «Input feature embeddings», описываются детали архитектуры. В разделе «Резюме» кратко суммируется основная информация из обзора.