БиоТехнологии

🧬 ИИ помогает химикам проектировать молекулы шаг за шагомПроектирование молекул — одна из самых сложных задач: от лекарств до новых материалов всё зависит от точной последовательности реакций. Здесь важны не только знания, но и «химическое мышление».Исследование, проведённое учёными из Швейцарского федерального института технологий в Лозанне (EPFL), предлагает новый подход: использовать большие языковые модели (LLM) как «стратегический мозг» в химии. Вместо прямой генерации структур ИИ оценивает и направляет работу классических вычислительных методов. Работа опубликована в журнале Matter.Система Synthegy объединяет алгоритмы поиска и ИИ. Она анализирует пути синтеза (ретросинтез), оценивает механизмы реакций и отбирает наиболее рациональные стратегии. Главное — управление на естественном языке: химик формулирует задачу словами, а система предлагает решения и объясняет свою логику.📊 В тестах эксперты согласились с ИИ в 71% случаев.Технология может ускорить разработку лекарств, улучшить дизайн реакций и сделать сложные инструменты доступнее для учёных.БиоТехнологии

🧠 Как формируются воспоминания: мозг не начинает с нуляУчёные из Австрийского института науки и технологий (ISTA) выяснили, что мозг не рождается «чистым листом». Уже с рождения он обладает богатой сетью нейронных связей, которая затем активно перестраивается под воздействием опыта.В раннем возрасте гиппокамп — центр памяти — устроен как плотная, почти хаотичная сеть. Нейроны соединены избыточно и широко обмениваются сигналами. Но по мере взросления мозг проходит процесс «синаптической обрезки»: лишние связи исчезают, а оставшиеся становятся точнее и эффективнее. Важно, что это не потеря, а оптимизация. Более разреженная сеть лучше хранит и извлекает воспоминания, снижая «шум» между ними. Даже забывание оказывается частью механизма памяти — оно помогает мозгу работать точнее.Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, проводилось на мышах, но предполагается, что аналогичные механизмы действуют и у людей.Таким образом, память — это не просто накопление опыта, а постоянная перестройка мозга. Мы не только запоминаем, но и забываем — и именно этот баланс делает мышление более точным и зрелым.🖼️ На изображении: Коллаж пирамидальных нейронов области CA3 гиппокампа. Нейроны, заполненные биоцитином — трассером, который маркирует их во время записи, — зафиксированы и окрашены, что позволяет полностью восстановить их форму.БиоТехнологии

👁‍🗨 Искусственная сетчатка позволяет видеть в инфракрасном диапазонеМеждународная команда исследователей разработала искусственную сетчатку, способную преобразовывать инфракрасный свет в сигналы, которые мозг воспринимает как зрение. Это значит: человек может «видеть» то, что раньше было полностью скрыто — например, тепло или объекты в темноте.Эпиретинальный имплантатпредставляет собой сверхтонкий слой с фототранзисторами и мягкими микроэлектродами, который размещается прямо на сетчатке. Он улавливает инфракрасное излучение и напрямую стимулирует нейроны, передавая сигнал в мозг. При этом естественное зрение сохраняется — появляется дополнительный «режим» восприятия.В экспериментах даже слепые мыши начали реагировать на инфракрасный свет, а у зрячих появилось двойное восприятие — обычное и «расширенное» одновременно.Технология не только восстанавливает зрение у людей с дегенеративными заболеваниями, такими как пигментный ретинит и диабетическая ретинопатия, но и может расширить его возможности за пределы естественных ограничений.Работа опубликована в журнале Nature Electronics.🖼️ На изображении: Схема экспериментального имплантата искусственной сетчаткиБиоТехнологии

🦴 Шерсть для восстановления костей: экологичная альтернатива коллагенуУчёные из Королевского колледжа Лондона (Великобритания) продемонстрировали, что кератин — структурный белок, естественным образом присутствующий в шерсти, — может выступать в качестве эффективного каркаса для регенерации костной ткани и заменить коллаген.На протяжении десятилетий коллаген остаётся основным материалом в медицине и стоматологии, но у него есть ограничения: он недостаточно прочен, быстро разрушается в организме и дорог в производстве. Кератин же — природный, доступный и более устойчивый материал.В экспериментах на крысах кератиновые мембраны не просто стимулировали рост кости, но и формировали ткань, более близкую к естественной — с лучшей структурой и стабильностью.Результаты исследования задают два ключевых направления: создание более совершенных биоматериалов и внедрение принципов циркулярной экономики в медицину.БиоТехнологии

🫀 Как возникает первый удар сердцаУчёные зафиксировали точный момент, когда развивающееся сердце переходит из полного молчания в ритм. У первого удара нет «переключателя». В развивающемся сердце клетки постепенно становятся электрически активными — каждая в своём темпе. И в какой-то момент происходит скачок: когда их возбудимость достигает критического уровня, вся ткань внезапно синхронизируется и возникает первое биение. Оно ещё нерегулярное, но уже распространяется по всему сердцу через кальциевые и электрические сигналы.Сердцебиение начинается как фазовый переход на системном уровне — один из самых ярких примеров возникновения новых состояний в живой ткани.👉 Здесь — ранее опубликованный материал из серии о неожиданных свойствах сердца.#БиоТехВидео БиоТехнологии

🧬 У стареющих клеток нашли «кнопку самоуничтожения»Сенесцентные клетки — это «зомби-клетки», которые накапливаются с возрастом и внутри опухолей. Они уже не делятся, но продолжают выделять вещества, усиливающие воспаление и помогающие раку расти.Учёные из Лаборатории британского Совета по исследованиям в области медицины (MRC) и Имперского колледжа Лондона обнаружили их уязвимость: такие клетки критически зависят от белка GPX4, защищающего их от окислительного стресса. Если подавить его работу, запускается ферроптоз — особый тип клеточной гибели, связанный с разрушением клеточных мембран.В экспериментах на мышах удаление этих клеток замедлило рост опухолей и улучшило состояние тканей.Идея проста: не атаковать опухоль напрямую, а лишить её «поддержки» со стороны старых клеток. Это может стать новым направлением в терапии рака.Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology.🖼 На изображении: Иммунофлуоресцентная визуализация GPX4 (красный цвет), NRAS — ген, связанный с развитием рака (зелёный) и области совпадения их сигналов (жёлтый) в тканях мыши.БиоТехнологии

🦏 Северный белый носорог и лабораторные эмбрионы: как наука пытается предотвратить вымирание видаНаука сталкивается с одной из самых сложных задач современной биотехнологии и биоэтики — попыткой спасти вид, стоящий на грани полного исчезновения.Сегодня в Африке остались всего две самки северного белого носорога (Ceratotherium simum). Они находятся под постоянным наблюдением, но не способны дать потомство — самцов больше не существует. Формально вид почти вымер, но учёные продолжают борьбу за его будущее.В рамках международного проекта BioRescue исследователи используют вспомогательные репродуктивные технологии: создают эмбрионы in vitro из яйцеклеток живых самок и замороженного генетического материала умерших самцов. Эти эмбрионы планируют переносить суррогатным самкам южного подвида. С технической точки зрения — это уже реальность. С этической — предмет активных споров. Где граница между спасением вида и вмешательством в природу?Исследование учёных из Института зоологических и природоохранных исследований им. Лейбница в Берлине (опубликовано в PLOS One) изучает, как общество относится к подобным технологиям. В Германии, Италии и Чехии классические методы охраны природы — защита экосистем и борьба с браконьерством — остаются более интуитивно понятными и предпочтительными, тогда как репродуктивные технологии чаще рассматриваются как «последний шанс», когда традиционные меры уже не сработали.История северного белого носорога становится символом нового этапа: когда сохранение жизни видов всё чаще зависит не только от природы, но и от лаборатории.БиоТехнологии

🧬 Полиплоидия и рак: лишние хромосомы усиливают агрессивность клетокНовое исследование, опубликованное в Journal of Cell Biology, меняет взгляд на полиплоидию — редкое состояние, при котором у клетки больше двух наборов хромосом. Оказалось, это это не просто «сбой», а фактор, который может перепрограммировать поведение клетки.Учёные из Университета Тулейн (США) и Киотского университета (Япония) выяснили, что полиплоидные клетки не только лучше выживают в неблагоприятных условиях, но и развивают способности, характерные для иммунных клеток: они больше двигаются, исследуют окружающую среду и даже поглощают своих соседей. Причина — внутренний стресс: избыток генетического материала повышает уровень активных форм кислорода (ROS) и активирует путь белка JNK (c-Jun N-концевая киназа), связанный с миграцией и выживанием.В экспериментах на плодовых мушках (Drosophila melanogaster) блокировка ROS или JNK снижала подвижность таких клеток. Механизм подтверждён не только на дрозофилах, но и в клетках рака лёгкого человека.Результаты исследования не только открывают новые перспективы в биологии развития, но и указывают на потенциальные терапевтические мишени для сдерживания распространения агрессивных опухолей — то есть их метастазирования.🎥 На видео: Полиплоидные клетки (зелёные) активно проникают в ткани личинки плодовой мухи, демонстрируя высокую подвижность и инвазивность, связанную с избытком генетического материала.БиоТехнологии

🧠 Мозг начинает решать задачу ещё до того, как получает все данныеНовое исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, показывает: при мысленных вычислениях мозг не ждёт всех данных — он предвосхищает результат заранее.Учёные из Университета Бордо (Франция) и Научно-исследовательского института психологических наук в Валлонии (Бельгия) отслеживали размер зрачков во время устных вычислений. Оказалось, что зрачок расширяется уже после первого числа — то есть мозг сразу строит вероятные варианты ответа и отбрасывает лишние.Как это поняли? По реакции зрачков. Они расширяются не только из-за света, но и в момент, когда мозг получает информацию и снижает неопределённость. Услышав, например, «47 + …», мы уже отбрасываем невозможные варианты и оцениваем диапазон ответа.Этот процесс связан с так называемым байесовским мышлением: мы постоянно строим гипотезы и обновляем свои предположения по мере поступления новых данных. Чем больше информации в начале задачи — тем сильнее реакция зрачков и тем быстрее итоговый ответ.Таким образом, мышление можно рассматривать не как пошаговый процесс, а как непрерывное уменьшение неопределённости. И глаза в буквальном смысле отражают, как мы думаем.БиоТехнологии

🧫 Российские учёные выявили два молекулярных маркера, по которым можно оценивать устойчивость организма к гипоксииБиологи НИИ морфологии человека РЦНХ обнаружили, что уровень двух микро-РНК (miR-155-3p и miR-210-3p) в белых клетках крови напрямую связан с тем, насколько хорошо организм переносит кислородное голодание, сообщает ТАСС. Чем ниже их концентрация при гипоксии, тем более уязвим организм к таким условиям. Результаты получены в экспериментах на крысах. Исследователи изучали как устойчивые, так и чувствительные к гипоксии линии животных.Сейчас оценка устойчивости к гипоксии проводится с помощью барокамер и других сложных тестов, которые требуют времени и могут быть небезопасны. Новый подход предлагает более простой и щадящий вариант — анализ крови.По словам исследователей, в будущем это может лечь в основу быстрой тест-системы. Она поможет отбирать людей, лучше приспособленных к экстремальным условиям — например, космонавтов, пилотов и спасателей, а также заранее выявлять тех, для кого гипоксия может быть особенно опасна.Интересно, что эти же молекулы связаны и с воспалительными процессами, то есть могут рассказывать не только о выносливости, но и о реакции организма на стресс в целом.БиоТехнологии