Глубокое обучение помогло сконструировать белки, спасающие от смертельного змеиного яда
Учёные разработали новые белки, не встречающиеся в природе, для противодействия некоторым сильно ядовитым компонентам змеиного яда. Вычислительные методы глубокого обучения, используемые для разработки этих нейтрализующих токсины белков, позволяют надеяться на создание более безопасных, экономически эффективных и легкодоступных терапевтических средств, чем те, которые используются в настоящее время.
Ежегодно более 2 миллионов человек страдают от укусов змей. По данным Всемирной организации здравоохранения, более 100 000 из них умирают, а 300 000 страдают от тяжёлых осложнений и длительной инвалидности в результате деформации конечностей, ампутации или других последствий. Африка к югу от Сахары, Южная Азия, Папуа-Новая Гвинея и Латинская Америка – те места, где укусы ядовитых змей представляют наибольшую угрозу для здоровья населения.
15 января, в журнале Nature появилось сообщение о работе в области вычислительной биологии, направленной на поиск лучших противоядий, возглавляемой учёными из Института дизайна белков UW Medicine и Технического университета Дании.
Ведущий автор статьи — Сусана Васкес Торрес (Susana Vazquez Torres) с кафедры биохимии Медицинской школы UW и программы аспирантуры UW по биологической физике. Её родной город — Керетаро, Мексика, расположенный вблизи мест обитания гадюк и гремучих змей. Её профессиональная цель — изобрести новые лекарства для лечения болезней и травм, в том числе змеиных укусов, которыми пренебрегает современная медицина.
Её исследовательская группа, в которую также вошли международные эксперты в области изучения змеиных укусов, лекарств и диагностики, а также тропической медицины из Великобритании и Дании, сосредоточила своё внимание на поиске способов нейтрализации яда, полученного от некоторых элапидов. Элапиды — это большая группа ядовитых змей, среди которых кобры и мамбы, обитающие в тропиках и субтропиках.
В настоящее время укусы ядовитых змей элапид лечат с помощью антител, взятых из плазмы крови животных, которые были иммунизированы против змеиного токсина. Производство антител требует больших затрат, а их эффективность против токсинов трёхпалых змей ограничена. Кроме того, такое лечение может иметь серьёзные побочные эффекты, в том числе вызывать у пациента шок или дыхательную недостаточность.
«Усилия по разработке новых лекарств были медленными и трудоёмкими», — отметила Васкес Торрес.
Исследователи использовали вычислительные методы глубокого обучения, чтобы попытаться ускорить открытие лучших методов лечения. Они создали новые белки, которые препятствуют нейротоксическим и разрушающим клетки свойствам трёхпалых токсинов, связываясь с ними.
Путём экспериментального отбора учёные получили конструкции, которые генерировали белки с термической стабильностью и высоким сродством к связыванию. Фактически синтезированные белки практически полностью совпадали на атомном уровне с компьютерным проектом глубокого обучения.
Самая маленькая в мире кошка была размером с ладонь и жила в Китае 300 000 лет назад
Исследователи из Китая нашли останки необычно мелкой кошки. Она была настолько маленькой, что могла бы уместиться на ладони. Окаменелости были обнаружены в глубине пещеры, где также жили древние люди.
Это новый вид Prionailurus kurteni, который учёные описали в исследовании, опубликованном 19 ноября 2024 года в журнале Annales Zoologici Fennici. Исследователи считают, что это вымершее животное, возраст которого может достигать 300 000 лет, может быть самой маленькой кошкой из когда-либо найденных.
Недавно идентифицированный вид относится к роду леопардовых кошек Prionailurus, семейству диких кошек, которые и сегодня обитают в Южной Азии. Хотя большинство современных леопардовых кошек по размеру ближе к домашним — их средняя длина достигает 70 сантиметров, а вес не менее 2 килограмм, — новый вид оказался более миниатюрным.
«Эта кошка явно меньше домашней. Она сопоставима с самой маленькой из ныне живущих кошек, вес которой составляет около 1 килограмма», — рассказал ведущий автор исследования Цигао Цзянцзуо, научный сотрудник Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук.
Самыми маленькими из ныне живущих видов диких кошек являются черноногий кот (Felis nigripes) и ржаво-пятнистый кот (Prionailurus rubiginosus), длина которых составляет 35-52 см и 35-48 см) соответственно. Основываясь на окаменелых останках, исследователи предположили, что вымершая кошка была примерно такого же размера или, возможно, даже меньше.
Подсказки о жизни и размерах этой миниатюрной кошки дал единственный окаменелый фрагмент её нижней челюстной кости с двумя зубами, обнаруженный в палеонтологической точке на востоке Китая — пещере Хуалундун.
Эксперт объясняет, почему стакан молока в день может снизить риск развития рака
Исследование Оксфордского университета и Cancer Research UK показывает, что увеличение ежедневного потребления молока всего на один стакан может оказать значительное влияние на снижение вероятности развития рака кишечника.
Согласно данным Cancer Research UK, 54% всех случаев рака кишечника можно предотвратить, если вести более здоровый образ жизни. Курение, отсутствие физических нагрузок, алкоголь, употребление переработанного мяса и неправильное питание — всё это значительные факторы в развитии рака кишечника.
Как онколог, я консультирую своих пациентов о том, как диета и образ жизни могут влиять на здоровье, в том числе на риск развития рака. Но это исследование — одно из крупнейших на сегодняшний день исследований в области диеты и болезней — пролило новый свет на то, как простые и недорогие изменения в рационе могут помочь каждому снизить риск развития рака.
Например, сокращение потребления алкоголя, красного и переработанного мяса, а также употребление дополнительного стакана молока в день также может помочь защитить от рака.
Исследование показало, что употребление дополнительных 20 граммов алкоголя в день, что эквивалентно большому бокалу вина, повышает риск развития рака кишечника на 15 процентов. Потребление более 30 граммов красного и переработанного мяса в день связано с увеличением риска рака кишечника на 8 процентов.
Для изучения связи между потреблением молока и риском развития рака кишечника исследователи использовали новый, двухсторонний подход. Во-первых, они проанализировали генетические данные более 542 000 женщин и сосредоточились на вариантах — крошечных изменениях в ДНК, — связанных с устойчивостью лактазы, способностью переваривать лактозу во взрослом возрасте.
Во-вторых, команда собрала подробную информацию о питании участниц, включая ежедневное потребление молока. Объединив эти два набора данных, исследователи смогли лучше оценить причинно-следственный эффект потребления молока на риск развития рака кишечника.
Обнаружена самая древняя в мире трёхмерная карта
Скальное убежище Сегоньоль 3, известное с 1980-х годов благодаря художественной гравировке двух лошадей в стиле позднего палеолита по обе стороны от женской фигуры, теперь, как выяснилось, содержит миниатюрное изображение окружающего ландшафта.
Доктор Энтони Милнс из Школы физики, химии и наук о Земле Университета Аделаиды участвовал в исследовании под руководством доктора Медара Тири из Центра геонаук Mines Paris — PSL.
Предыдущие исследования доктора Тири, проведённые после его первого посещения этого места в 2017 году, показали, что люди эпохи палеолита «обработали» песчаник таким образом, чтобы он отражал женскую форму, и открыли трещины для проникновения воды в песчаник, которая питала отток в основании тазового треугольника.
Новые исследования показывают, что часть пола убежища из песчаника, которое было сформировано и адаптировано людьми палеолита около 13 000 лет назад, была смоделирована таким образом, чтобы отражать естественные водные потоки и геоморфологические особенности региона.
«То, что мы описали, — это не карта, как мы понимаем её сегодня, с расстояниями, направлениями и указанием времени в пути, а скорее трёхмерная миниатюра, изображающая функционирование ландшафта: сток с возвышенностей в ручьи и реки, слияние долин и образование озёр и болот», — объясняет доктор Милнс.
2024 год официально стал самым жарким годом за всю историю наблюдений
Прошлый год снова стал самым жарким за всю историю наблюдений, согласно новому исследованию учёных НАСА.
Любой, кто внимательно следит за климатическими новостями, не будет удивлён. С июня 2023 года по август 2024 года каждый месяц подряд бил новый месячный температурный рекорд. Это 15 месяцев подряд стабильно высоких температур.
Такая полоса напрямую отражается на общей температуре года, но насколько всё было плохо? Парижское соглашение по изменению климата, подписанное 195 странами и Европейским союзом, пытается ограничить глобальный рост температуры до 1,5° по сравнению с базовой температурой середины прошлого века (1951-1980). 2024 год уже превысил её на 1,28°.
Это не самое лучшее начало, но данные становятся ещё более пугающими для тех, кто следит за климатом. Температура в 2024 году уже была на 1,47° выше базовой температуры 1850-1900 годов — времён, когда ещё не началась промышленная революция и не появился автомобильный транспорт. Гэвин Шмидт, директор Института космических исследований имени Годдарда НАСА, говорит: «Это половина пути к теплу уровня плиоцена всего за 150 лет», имея в виду геологический период, когда базовая температура всего на 1,5° выше средней температуры Земли в 2024 году привела к уровню моря, превышающему общий на десятки метров.
Такой подъём уровня моря опустошит населённые пункты, в которых проживают буквально миллиарды людей, и окажет столь драматическое воздействие на морскую и дикую природу, что последствия трудно предсказать. Но все эти сведения не являются чем-то новым — их просто стоит ещё раз озвучить.
Но всё равно необходимы дополнительные меры для решения проблемы. Последние десять лет были самыми тёплыми за всю историю наблюдений. Хотя в разные годы наблюдаются некоторые колебания, тенденция к потеплению температур очевидна. Несмотря на это, в 2022 и 2023 годах произошли рекордные выбросы углекислого газа из ископаемого топлива.
