Новости науки

[Scyther]

Голуби продемонстрировали способность передавать опыт по наследству
https://naked-science.ru/article/sci/golubi-prodemonstrirovali-sposobnost

Прежде это считалось исключительно человеческим свойством, но хорошо знакомая нам птица оказалась разумнее, чем мы привыкли думать.

Английские биологи из Оксфорда установили, что популярная домашняя птица способна передавать эффективные поведенческие навыки по наследству. Статья с сообщением об успешном эксперименте вышла в Nature Communications.

Ученые взяли 60 голубей, выращенных в университетской голубятне. Все птицы вывозились на ферму в 8.6 км от родного помещения и там отпускались, но не просто так, а в довольно мудреном порядке. Предполагалось, что голуби ранее в окрестностях этой фермы не бывали. Сначала голубь-первопроходец (10 птиц) 12 раз летал домой один. Затем ему выдавали напарника, имитировавшего следующее поколение и ни разу ранее не бывшего на ферме. С ним он снова летал домой 12 раз. Затем происходила «смена поколений» - старая птица отправлялась на родной насест насовсем, а на ее место ставился «новичок», с которым все повторялось снова. Так «поколения» менялись пять раз.

Чистоту эксперимента обеспечивали две контрольные группы: голуби, летавшие домой всегда в одиночку и пары, участники которых никогда никем не заменялись.

Время нахождения в пути от фермы до голубятни фиксировалось.

Как выяснилось, пары в которых происходила «смена поколений», по ходу эксперимента быстрее находили лучшие маршруты и к концу испытаний справлялись с заданием заметно эффективнее, чем их "контрольные коллеги". Попросту говоря, прилетали раньше.



Чередование голубей в подопытных парах.

Когда люди делятся знаниями и передают их через поколения, наша культура, как правило, с течением времени становится более сложной. В технике существуют много хороших примеров этого. Однако, когда участниками процесса оказываются голуби, конечным результатом является увеличение эффективности (в данном случае навигационной), но не обязательно сложность поведения.

Как отмечает соавтор исследования Такао Сасаки: «Наши результаты показывают, что голуби могут накапливать знания и постепенно улучшать свою эффективность, удовлетворяя критериям кумулятивной культуры. Наши результаты также показывают, что она не требует сложных когнитивных способностей, как считалось ранее».

Это исследование показывает также, что коллективный интеллект, который обычно фокусируется на одноразовой деятельности, может возникать из накопления знаний с течением времени.

Замечания Scyther-a
Поведение и психология голубей доступна для повсеместного и широкого исследования. Один из натурных экспериментов Scyther-а состоял в выяснении предпочтения в паре "питание-доминирование" в стае голубей. Выяснилось, что уровень статуса голубя в стае связан не с физическими преимуществами (или полом), как таковыми, а с наличием "продовольствия" у особи в настоящий момент. Особенностью такого социального поведения является отказ от питания (даже при наличии острого желания) в пользу охраны наличного довольствия. Причем преимущества такой особи признаются уступающими ей соплеменниками в большей степени, чем если бы доминантой таких преимуществ выступали бы физические возможности или половой признак особи.

[Scyther]

Ученые научились предсказывать новые магнетики
https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-nauchilis-predskazyvat-novye

Исследователи из США и Ирландии разработали новый метод предсказания магнитных свойств в перспективных материалах.

Ключевым условием возникновения магнитных свойств в веществе выступает наличие незаполненных электронных оболочек в его атомах. Поэтому статусом магнетиков обладают немногие материалы: на сто тысяч неорганических соединений приходится лишь два процента веществ с магнитными свойствами. При этом с учетом дополнительных требований, которые предъявляются к промышленным магнитам, число магнетиков с коммерческим потенциалом составляет около нескольких десятков. Дело в том, что большинство соединений с высокими магнитными свойствами включают в себя редкоземельные элементы, добыча которых сильно ограничена.

В новой работе для поиска новых магнетиков сотрудники Тринити-колледжа и Университета Дьюка сосредоточились на гейслеровых сплавах, в частности соединениях вида A2BC. Выбор материала был обусловлен следующими причинами. Во-первых, к этому классу материалов относится ряд уже известных сплавов с высокими магнитными свойствами. Во-вторых, сплавы Гейслера включают в себя класс соединений, предусматривающих большое количество элементов и их комбинаций, что увеличивает вероятность обнаружения сплава с целевыми характеристиками. Наконец они оптимально подходят для моделирования электронных взаимодействий в веществе.


Фазы Гейслера: регулярная (A), обратная (B), половинная (C), элементарная ячейка (D) и диаграмма для сплавов Al-Mn-Ni

При рассмотрении комбинации из трех металлов, каждый из которых может быть представлен одним из 55 различных элементов, число вариантов составит порядка 230 единиц. Чтобы сократить число потенциальных кандидатов, исследователи разделили отбор на два этапа. Сначала они рассчитали термодинамическую стабильность всех вероятностных комбинаций элементов вида A₂BC. Согласно анализу, стабильностью обладали лишь 248 соединений. Последующее моделирование и итоговый термодинамический расчет позволили выделить 14 соединений, имеющих магнитный момент. Затем, после нескольких попыток синтеза на основе моделей, ученые получили два сплава: Mn₂PtPd и Co₂MnTi.

Расчеты предсказывали для C₂2MnTi чрезвычайно высокую температуру Кюри (при которой вещество, в частности, теряет магнитные свойства). Фактическое значение составило 665 градусов Цельсия, что оказалось только на два градуса меньше величины, предсказанной моделью. Второй материал, Mn₂PtPd, имел антиферромагнитные свойства (слабую намагниченность). По мнению ученых, представленные в эксперименте магниты, вероятно, не получат широкого распространения, однако описанный метод может значительно упростить и ускорить поиск новых магнетиков, а также материалов с другими заданными свойствами. Основным ограничением техники остается поиск способов их химического синтеза.

[Scyther]

Ученые УГГУ разработали новую систему разогрева ядерного реактора для пятого энергоблока БАЭС
https://scientificrussia.ru/articles/uchenye-uggu-razrabotali-novuyu-sistemu-razogreva-yadernogo-reaktora-dlya-pyatogo-energobloka-baes

Ученые Уральского государственного горного университета (УГГУ) разработали новую систему разогрева ядерного реактора, которую планируется установить на пятом энергоблоке (БН-1200) Белоярской атомной электростанции (БАЭС, Свердловская область). Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

 "Горняки разработали новую систему разогрева ядерного реактора. Она будет установлена на пятом энергоблоке (БН-1200) Белоярской АЭС. Созданная система газового разогрева, успешно прошедшая испытания на реальном объекте - четвертом энергоблоке (БН-800) Белоярской АЭС - является универсальной и подходит для разогрева любого реактора БН-типа", - говорится в сообщении.

В пресс-службе добавили, что сейчас специалисты завершают подготовку пакета документов в патентное ведомство. "Преподаватели, студенты и аспиранты кафедры информатики УГГУ начали работу над проектом еще в 2012 году - была поставлена задача многократно повысить эффективность системы разогрева ядерного реактора БН-800. Проект был успешно представлен на конкурсе "Умник", и в сентябре 2013 года команда горняков приступила к разработке системы управления разогревом БН-800, а уже в октябре вела работу на объекте", - отметили в вузе.

По словам ученых, главная проблема в системах управления разогревом реакторов на быстрых нейтронах заключалась в том, что для каждого нового реактора система создавалась с нуля. "Разработка системы - это не только дополнительные временные затраты, но и огромные финансовые вложения в сотни миллионов рублей. Тогда еще я училась в аспирантуре и вместе с моим научным руководителем - заведующим кафедрой информатики Алексеем Дружининым - мы решили создать многоразовую автономную систему, которая смогла бы перемещаться от реактора к реактору на железнодорожной платформе - ведь железная дорога подходит к каждой атомной станции", - пояснила старший преподаватель информатики в УГГУ Евгения Волкова.

Ранее директор БАЭС Иван Сидоров сообщил журналистам, что решение о строительстве новейшего реактора на быстрых нейтронах БН-1200 будет принято до конца 2017 года. По его словам, БАЭС является наиболее удобным вариантом для его размещения.

Белоярская АЭС в Свердловской области введена в эксплуатацию в апреле 1964 года. Первые энергоблоки АЭС с реакторами на тепловых нейтронах АМБ-100 и АМБ-200 остановлены в связи с выработкой ресурса. В эксплуатации находятся энергоблоки с реакторами на быстрых нейтронах БН-600 (с 1980 года) и БН-800 (с 2015 года).

[Scyther]

Президиум РАН: о необходимости развития АПК страны
https://scientificrussia.ru/articles/zasedanie-prezidiuma-ran-18-aprelya-2017-goda

Современный этап развития мировых процессов характеризуется высокой динамичностью, противоречивостью и неоднозначностью. Наша страна тоже находится в центре этих процессов, но зачастую не отвечает их требованиям: во многих сферах жизни в первую очередь уделяется внимание решению проблем текущих, вместо обсуждения и поиска подходов к разрешению долгосрочных, «будущих» проблем. Мы все больше заботимся о нашем настоящем, совершенно забывая о будущем. Именно такая тенденция наблюдается и в сельскохозяйственном секторе, считает академик Иван Григорьевич Ушачев. Необходимость разработки и принятия стратегии социально-экономического развития агропромышленного комплекса на долгосрочную перспективу, разрешение не только текущих проблем, но и прогнозирование будущих – лейтмотив научного сообщения «Стратегические направления устойчивого социально-экономического развития АПК России», представленного Ушачевым на заседании президиума РАН.

 Разработкой вариантов подобной стратегии уже озадачились Алексей Кудрин, Борис Титов, Константин Бабкин. Однако, как отмечает докладчик, в своих предложениях авторы, говоря о путях социально-экономического развития страны, мало внимания уделяют аграрному сектору. Это в корне неправильно – в условиях меняющегося мира аграрный комплекс и сельскохозяйственная промышленность играют действительно важную роль. Более 30% дохода населения нашей страны выделяется на продовольственные нужды, удовлетворить которые может только аграрный сектор. Сегодня такой показатель, как «полноценность питания», является мерилом благосостояния нации. Влияние аграрного сектора распространяется даже на макроэкономику – санкции и антисанкции, вводимые разными странами, в большинстве своем затрагивают продовольственный сектор.

Эти примеры только доказывают реальную необходимость поиска новых подходов к созданию стратегии устойчивого развития сельского хозяйства. На сегодняшний день в этой области наблюдаются две положительные тенденции. За последние пять лет в среднем наблюдается относительно высокий темп роста продукции сельского хозяйства по отношению к индексу промышленного производства и ВВП страны – 102,3% к 100,6% и 100,5%. Также хорошо заметен рост экспорта сельскохозяйственной продукции до 17 млрд. долларов, а также снижение импорта до 25 млрд. долларов. Такие показатели, ставшие возможными благодаря увеличению валового сбора зерна и приросту производства скота, сегодня реально обеспечивают повышение уровня продовольственной безопасности страны.

Но есть и негативные аспекты: серьезной проблемой сегодняшнего АПК стала инвестиционная недостаточность. Резкое падение инвестиций и вложений в эту область вернуло нас к неутешительным показателям 2007-ого года, поставило в серьезную зависимость от зарубежного оборудования. Более 68% используемых тракторов – импортные, зарубежного животноводческого оборудования более 90%. Хотя в 2016 году и наблюдался существенный «бум инвестиций», но даже эти средства не смогли вывести аграрный сектор в плюс.

К сожалению, состояние почв и сельскохозяйственных пашен серьезно ухудшается. Даже при том условии, что Россия является мировым лидером в экспорте минеральных удобрений, в наши собственные почвы сегодня их вносится ничтожно малое количество – в расчете на 1 гектар площади посевов было внесено всего 50 кг в действующем веществе, что в 4 раза меньше, чем вносится в почвы Западной Европы.

Как социальная единица сфера села страдает не меньше. Более 26% всего населения страны сегодня – жители сел, и 34% процента из них являются безработными, а 39% – малоимущими. Отсутствие вкладов в развитие сферы села существенно увеличило радиус доступности таких важных объектов, как школы, детские сады и больницы. Как отметил Ушачев, в существующих вариантах развития планируется к 2020 году сократить финансирование сельской сферы до 12 млрд. рублей – это в 2 раза меньше суммы, выделяемой на ремонт тратуаров в Москве.

Не стоит забывать и тот факт, что Россия – самая большая по территории страна в мире. Но почему же такие обширные земли до сих пор не принесли ей мирового лидерства в сельском хозяйстве? Использование земельных ресурсов у нас чрезвычайно неэффективно. Несмотря на большую территорию, мы занимаем всего лишь четвертое место по площади пашни после США, Индии и Китая. Если мы не будем использовать все наши земельные угодья, не будем удобрять их и снабжать всем необходимым с целью увеличения урожая, то уже очень скоро развивающие страны догонят и перегонят нас и в аграрном секторе, а Россия снова останется «догоняющей страной».

Допустить этого нельзя. Учитывая все положительные и особенно негативные стороны развития современного АПК, научное сообщество предлагает следующие стратегические пути развития:

во-первых – обеспечение продовольственной независимости государства и выход  на позиции лидера на мировом рынке продовольствия;

во-вторых – преодоление векового разрыва между уровнем жизни городского и сельского населений.

Для осуществления этих путей потребуется развитие таких важных направлений, как научно-техническая и технологическая политика в АПК во взаимосвязи с научно-исследовательской сферой и образованием; развитие социальной сферы села; коренное изменение в системе земельных отношений; размещение и специализация агропромышленного производства; совершенствование экономических отношений; развитие внешнеэкономической деятельности, а также экологизация производства и адаптация к изменениям климата.

Совершенствуя и развивая выбранные направления, можно достигнуть по-настоящему достойных результатов, считает докладчик. В сфере производства, при выполнении всех этих аспектов, можно достичь более чем 3% прироста продукции сельского хозяйства в год. Такой на первый взгляд незначительный процент позволит уже к 2030 году увеличить прирост в 1,4 раза, что реально обеспечит стране опережающее развитие на мировой арене. Трансформация экономических, земельных, социальных отношений только ускорят этот процесс и в конце концов приведут аграрный сектор к желаемым показателям.

В агроэкономической науке необходимо также уделить внимание совершенствованию принципов трансформации сельского хозяйства с учетом его многофункциональности в современных условиях мировой экономики, а также проведению комплексных исследований проблем совершенствования земельных отношений и управления земельными ресурсами в сельском хозяйстве.

Разработка и учет всех этих аспектов в дальнейшей стратегии социально-экономического развития страны помогут решить многие текущие проблемы и, что самое главное, предотвратить многие будущие сложности, возникающие на пути государства. Самая большая по территории страна в мире, Россия, должна уверенно и полно использовать каждый сантиметр своих земель и стать мировым лидером в сельскохозяйственной сфере.

[Scyther]

Сибирские ученые создали эффективные кристаллы для лазеров
http://www.sbras.info/news/sibirskie-uchenye-sozdali-effektivnye-kristally-dlya-lazerov

Лазерная промышленность постоянно развивается, предъявляя новые требования к кристаллам, которые являются рабочим телом в  твердотельных лазерах, и именно на них происходит генерация излучения. В лаборатории роста кристаллов Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН создали кристаллы бромида и хлорида, которые позволяют получить излучение до десяти микрон вместо традиционных пяти.

Кристаллы состоят из трех элементов: галогенида (брома или хлора), калия или рубидия и свинца, — их легируют, то есть внедряют примеси, редкоземельными элементами (РЗЭ). Генерация происходит на переходах ионов в РЗЭ, но, к сожалению, этот процесс не всегда является излучательным: в кристаллах с высокой энергией фононного спектра происходит безызлучательный переход, при котором только выделяется тепло. Это характерно для «легких» матриц. Новые кристаллы бромида и хлорида позволяют избежать этой проблемы: из-за того что они состоят из тяжелых атомов, которые сложно «раскачать» и перевести в тепловую энергию, происходят в основном излучательные процессы.

 Тем не менее, без трудностей не обошлось. В группе матриц, содержащих рубидий и отличающихся хорошим качеством, был низкий коэффициент внедрения редкоземельных элементов — недостаточный, чтобы эффективно генерировать излучение. В случае, когда в кристаллах был калий, наблюдалась другая сложность — в процессе фазовых переходов там возникали дефекты, разлагающие лазерный пучок. 
 
— Решая эту проблему, мы получили смешанное соединение двух групп: достигли и хорошего оптического качества, и коэффициента внедрения, — рассказывает научный сотрудник ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Александра Тарасова. — На этом мы не остановились и решили утяжелить матрицу, внедрив в нее стронций вместо калия и рубидия. Это повысило плотность кристалла, и теперь его можно использовать не только как лазерную матрицу, но и в качестве сцинтиллятора.
 

Сцинтиллятор — это вещество, светящееся при поглощении ионизирующего излучения. Из-за того, что новый кристалл обладает такими свойствами, его можно использовать в качестве детектора гамма-квантов.
 
Кристаллы также будут полезны в высокочувствительных спектрометрах. Дело в том, что у каждой молекулы есть свой определенный колебательный спектр (индивидуальный, как отпечатки пальцев) — если исследовать его с помощью лазерных приборов, можно, например, изучать состав воздуха со всеми его примесями. В средах до пяти микрон (такое излучение генерируют традиционные кислородосодержащие кристаллы) определение веществ по колебательному спектру затруднено из-за того, что существует проблема поглощения излучения водяным паром, содержание которого в воздухе на порядки выше чем других газов. Пары H₂O и CO₂ «задавливают» исследуемые молекулы — это вынуждает ученых продвигаться дальше, в инфракрасный спектр, который можно исследовать с высокой точностью благодаря, например, кристаллам галогенидов.
 
Созданные учеными материалы уже запатентованы, а исследования с ними ведутся как в России, так и заграницей: в Италии, Японии и США.

[Scyther]

Замечание Scyther-a: Live трансляция начнется через полчаса 13:40 по адресу
https://naked-science.ru/article/live/live-pervyy-zapusk-korablya

LIVE: Первый запуск корабля «Тяньчжоу-1» к лаборатории «Тяньгун-2»
https://naked-science.ru/article/live/live-pervyy-zapusk-korablya
Китайское национальное космическое управление (CNSA) совершит запуск ракеты-носителя «Чанчжэн-7» с первым грузовым кораблем серии «Тяньчжоу» для доставки грузов на орбитальную лабораторию «Тяньгун-2». Старт запланирован на 20 апреля 14:41 мск.

«Чаньчжэн-7» (от пиньинь Chángzhēng qī — «Великий поход»), или CZ-7, — двухступенчатая ракета-носитель среднего класса, которая предназначена для выведения на низкую околоземную, солнечно-синхронную и геопереходную орбиты космических аппаратов различного назначения, грузовых и, в перспективе, пилотируемых космических кораблей. Представляет собой новую линейку китайских ракет-носителей и рассматривается как базовая ракета, модификации которой в будущем обеспечат ключевые космические миссии страны, в частности заменят действующие носители «Чаньчжэн-2, -3, -4». На сегодняшний день CZ-7 совершила один запуск, в рамках которого 25 июня 2016 года вывела на низкую околоземную орбиту экспериментальный спускаемый модуль.

При длине 53,1 метра и стартовой массе до 595 тонн «Чаньчжэн-7» может нести полезную нагрузку массой до 13,5 тонны. В базовой конфигурации аппарат состоит из двух ступеней. Первая ступень оснащена двумя жидкостными двигателями YF-100 и четырьмя боковыми ускорителями с одним двигателем YF-100 в каждом. Работа ускорителей рассчитана примерно на три минуты, после чего происходит их сбрасывание; на старте система обеспечивает носителю суммарное тяговое усилие 7200 килоньютон. Вторая ступень оборудована четырьмя жидкостными двигателями YF-115 с тяговым усилием по 180 килоньютон каждый. Примечательно, что обе ступени используют экологически чистые компоненты ракетного топлива: керосин высокой степени очистки и жидкий кислород.

CZ-7 имеет модульный дизайн, что позволяет оптимизировать ее под разные задачи, например изменить число ускорителей и добавить третью ступень. В рамках новой миссии CNSA использует базовый вариант носителя. Ракета впервые выведет на низкую околоземную орбиту грузовой космический корабль «Тяньчжоу-1», на борту которого будет находиться порядка пяти тонн грузов, в том числе топливо. Задачей миссии станут стыковка с орбитальной лабораторией «Тяньгун-2» и проведение испытаний по дозаправке. Предполагается, что в дальнейшем аппарат также будет доставлять на станцию запчасти, провизию и научное оборудование для экипажа. Сейчас лаборатория необитаема: тайконавты Цзин Хайпэн (командир) и Чэнь Дун покинули борт 17 ноября 2016, пробыв там 30 дней.

«Тяньгун-2» — второй китайский посещаемый космический аппарат, выведенный на орбиту 15 сентября 2016 года. По сравнению с кораблем «Тяньгун-1», лаборатория оснащена улучшенными системами жизнеобеспечения и состоит из двух отсеков: более крупного — для проведения научных экспериментов и проживания, и отсека меньшего диаметра, в котором размещены основные двигатели, солнечные батареи и запасы топлива. «Тяньгун-2» рассматривается как модель для испытаний технологий жизнеобеспечения перспективной китайской многомодульной орбитальной станции, первый модуль которой может быть выведен на орбиту в 2018 году. Завершение строительства намечено на 2022 год.

Запуск «Чаньчжэн-7» будет осуществлен со стартовой площадки LC-201 космодрома «Вэньчан» на северо-востоке острова Хайнань. Начало трансляции в 14:41 мск.

[Scyther]

Как сделать кремниевую жизнь
https://www.nkj.ru/news/31140/

Структура одного из искусственных кремнийорганических соединений под микроскопом.
Бактериальный белок научили соединять углерод с кремнием

Земную жизнь часто называют углеродной. Особые химические свойства углерода позволяют делать из него длинные молекулярные цепи, в том числе и разветвленные, а если мы посмотрим на молекулы белков, нуклеиновых кислот и липидов, то как раз такие цепи и увидим – по преимуществу углеродные, хотя и с участием других атомов.

Но углерод такой не один – на него очень похож кремний, которого к тому же в земной коре в 150 раз больше, чем углерода (кремний вообще один из самых распространенных элементов во Вселенной). Более того, хотя жизнь на Земле и пошла по углеродному пути, некоторые живые организмы кремнием не пренебрегают: он нужен растениям как фактор плодородия (в растительных клетках можно даже найти фитолиты – микроскопические частицы диоксида кремния SiO2), а диатомовые водоросли тот же диоксид кремния используют для постройки защитного панциря.

Однако в биомолекулах кремния нет. Химики, конечно, давно научились синтезировать углеродно-кремниевые молекулы – такие кремнийорганические соединения можно найти в фармацевтике, среди красителей, уплотнителей, гербицидов и т. д. Но, повторим, у живых организмов нет ферментов, которые могли бы манипулировать кремниевыми соединениями.

И вот сотрудникам Калифорнийского технологического института такой фермент сделать удалось. Фрэнсис Арнольд (Francis H. Arnold) и ее коллеги использовали эволюционный подход, то есть сначала они из всего многообразия белков нашли такие, которые в принципе могли бы работать с кремнием, после чего начали вносить в эти молекулы более или менее случайные мутации. Из-за мутаций в белке изменялась последовательность аминокислот, а значит, менялись свойства всей белковой молекулы, в том числе и ее склонность работать с тем или иным химическим субстратом. После каждой мутации белки проверяли на предмет того, как они относятся к кремнию.

В эксперименте изначально «участвовали» не абсолютно все ферменты, которые только можно найти в живой природе, а те, что содержат химическую группу под названием гем. Самый известный гем-содержащий белок – гемоглобин, который переносит кислород. Но есть также довольно много белков, использующих гем для выполнения химических реакций: в геме заключен атом железа, и как раз благодаря железу, которое в геме легко принимает и отдает электроны, манипуляции с химическими связями становятся сильно проще с физико-химической точки зрения.

Важную роль белки с гемом играют в дыхательной цепи митохондрий. Напомним, что суть дыхательной цепи в том, чтобы окислить какую-то органическую молекулу, а полученную в результате энергию заключить в удобной для клетки форме; окисление происходит довольно сложно и с участием сразу несколько белков, среди которых львиную часть работы выполняют гем-содержащие цитохромы.

В результате искусственной эволюции, которая должны была сделать белковые молекулы способными работать с кремнием, вперед вырвался белок под названием цитохром из бактерии Rhodothermus marinus. В статье в Science говорится, что этому цитохрому хватило совсем немного мутаций, чтобы с помощью гема и железа в нем научиться создавать химические связи между углеродом и кремнием; причем эффективность его оказалась в пятнадцать раз выше, чем у самого лучшего метода химического синтеза, используемого с той же целью. Модифицированный цитохром с синтезировал двадцать различных углеродно-кремниевых соединений, девятнадцать из которых химики до сих пор могли представить разве что в теории.

Но все это цитохром проделывал, так сказать, в пробирке, а вот что насчет настоящей клетки? Когда ген такого белка ввели в ДНК кишечной палочки, то оказалось, что в ней цитохром работает так же, как и в реакционной смеси: в клетках кишечной палочки появились углеродно-кремниевые соединения. Если учесть, что для новых функций белку понадобилось не очень много мутаций, то можно представить, что в один прекрасный день земные бактерии научатся-таки использовать кремний, и тогда кремниевая (или кремнийорганическая) жизнь, которую фантасты и астробиологи ищут на других планетах, расцветет прямо у нас под боком.

С другой стороны, кремниевая жизнь все-таки до сих пор почему-то на Земле не расцвела, хотя кремния тут более чем достаточно. Предполагается, что так вышло потому, что кремний, при всей своей схожести с углеродом, все-таки не обладает такой, как у углерода, пластичностью в формировании химических связей с другими элементами, так что потенциальное разнообразие кремнийорганических биомолекул оказывается не таким уж большим.

Возможно,  новый фермент поможет экспериментально проверить эту гипотезу. Что до более приземленных материй, то авторы работы полагают, что модифицированный цитохром (или какие-то другие похожие на него белки) пригодится в производстве кремнийорганических соединений – тем более что ненужных побочных продуктов у него образуется совсем немного.

[Scyther]

Ученые НИТУ «МИСиС» разработали новый способ извлечения золота
https://scientificrussia.ru/articles/uchenye-nitu-misis-razrabotali-novyj-sposob-izvlecheniya-zolota

Ученые НИТУ «МИСиС» создали новый, более дешевый и быстрый метод извлечения одного из самых востребованных металлов на рынке микроэлектроники – золота.

Новая технология переработки золото-медистых руд разработана учеными НИТУ «МИСиС» совместно с сотрудниками китайской корпорации ZijinMiningGroup. Она заменяет собой традиционную и наиболее распространенную в России технологию прямого цианирования для извлечения золота из окисленных медьсодержащих руд, сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС».

Главная проблема традиционной технологии заключается в длительности процесса – около 100-120 часов. Кроме того, медь мешает извлекать золото, из-за чего степень извлечения драгоценного металла остается довольно низкой, а себестоимость получаемого продукта – высокой.

Себестоимость одной унции золота, полученной с помощью технологии прямого цианирования из аналогичных руд, может доходить до $800 долларов, что экономически нерентабельно при условии, что на бирже унция золота стоит $1200 долларов. При применении технологии, разработанной учеными НИТУ «МИСиС», себестоимость продукции снижается на 30-40 %.

Новый процесс извлечения золота основан на применении аммиачно-цианидного выщелачивания. Так золото извлекается в четыре-восемь раз быстрее. Кроме того, технология снижает отрицательное воздействие меди на степень извлечения целевого компонента, поэтому уменьшается расход реагентов на технологические операции по разделению соединений металлов по сравнению с традиционной технологией.

«Технология, основанная на процессе аммиачного цианирования, усовершенствуется до сих пор, и на возможность ее окончательного внедрения в производство будет влиять стоимость унции золота, – комментирует результаты работы профессор Вадим Тарасов, заведующей кафедрой цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС». – При нынешней цене – 1200 долларов за унцию – ее применение рентабельно. Если через год цена упадет до 300 долларов, от нее придется отказаться, и такие руды не будут вовлекаться в переработку. Конечно, есть еще более эффективные технологии, при которых можно извлекать из руды до 99% золота. Но они требуют колоссальных расходов, поэтому их внедрение нецелесообразно даже сейчас. С помощью нашей технологии мы получаем 85-90% - это стандартная и наиболее приемлемая цифра».

Опытные испытания данного метода были проведены на золоторудном месторождении «Тарор» в Таджикистане. Верхние горизонты Таророрского месторождения содержат много меди. От неё уже пытались избавиться при помощи различных технологий, разработанных в научно-исследовательских лабораториях Малайзии, Великобритании и Австралии, но все методы оказались экономически неэффективными. Технология на основе аммиачного цианирования с задачей справилась.

Проведенные научным коллективом НИТУ «МИСиС» испытания показали также высокую рентабельность данной технологии при переработке образцов Березняковского и Таррорского месторождений. Ученым удалось сократить количество часов, необходимых для полной переработки, с 100-120 до 14-18.

Технология переработки окисленных золото-медистых руд, разработанная учеными НИТУ «МИСиС», даст внедрившим ее предприятиям ощутимые конкурентные преимущества на рынке добычи золота, – отметил проректор по науке и инновациям НИТУ «МИСиС» Михаил Филонов. – Это классический пример того, как научное исследование приводит к изменениям в промышленности, еще раз подтверждающий компетенции университета по направлениям «материаловедение», «горное дело» и «металлургия».

По оценкам ученых НИТУ «МИСиС», применение данного метода возможно на всех рудных месторождениях России.

При помощи технологии, основанной на процессе аммиачного цианирования, также возможно получение золота из электронного лома и компьютерной техники, говорят авторы разработки из НИТУ «МИСиС».

[Scyther]

Для борьбы с авитаминозом у россиян ученые предлагают выращивать в Сибири экзотические овощи
https://scientificrussia.ru/articles/dlya-borby-s-avitaminozom-u-rossiyan-uchenye-predlagayut-vyrashchivat-v-sibiri-ekzoticheskie-ovoshchi

Ученые Центрального сибирского ботанического сада (ЦСБС) СО РАН предложили решать проблему нехватки микроэлементов в пище россиян с помощью экзотических овощей, адаптированных для выращивания в Сибири, информирует ТАСС. Самыми перспективными для внедрения признаны восточно-азиатская фасоль вигна, родственницы тыквы момордика и бенинказа, а также африканский рогатый огурец - кивано, сообщило официальное издание СО РАН "Наука в Сибири".

 "В ЦСБС СО РАН уже долгие годы собирается и исследуется коллекция видов и форм овощей из Африки, Азии и Южной Америки. Отбирая культуры, ученые ориентируются на такие параметры как генетическое разнообразие, продолжительность вегетационного периода, теплотребовательность, ценность биохимического состава, продуктивность, лежкость, устойчивость к болезням и вредителям, эффективность семеноводства, потребность в выращивании рассады, а также соответствие традиционным вкусовым предпочтениям жителей России", - отмечается в издании.

Старший научный сотрудник ЦСБС СО РАН Юрий Фотев обратил внимание на то, что в последние годы в странах Евросоюза и США произошло резкое снижение содержания макро- и микроэлементов в продуктах питания. Это связано с применением технологий выращивания, направленных на создание более коммерчески привлекательных продуктов, иногда в ущерб содержания полезных элементов. "В ряде случаев такое снижение за последние 50 лет достигает 62%, что приводит к распространению серьезных заболеваний", - рассказывает Фотев.

Для восполнения дефицита макро- и микроэлементов ученый ЦСБС СО РАН уже вывели пригодные для выращивания в Сибири сорта экзотических овощей. Адаптированный сорт африканского овоща кивано (рогатый огурец) получил название "Зеленый дракон". Сорт момордики (растение семейства тыквенных) "Гоша" включен в Госреестр селекционных достижений России, в его плодах содержится в разы больше магния, железа, марганца, цинка и меди, чем в томатах и огурцах.

Новосибирский сорт другого южно-азиатского растения семейства тыквенных - бенинказа - носит название "Акулина". Кроме того, в ЦСБС СО РАН впервые выведены два сорта бобового растения вигна: "Сибирский размер" и "Юньнанская".

Плоды всех этих экзотических культур можно получить за короткое сибирское лето - в течение двух-трех месяцев. Ученые надеются, что со временем растения повторят историю картофеля и томатов и прочно обоснуются в рационе россиян.

[Scyther]

Заелись ли академики: причины неудовлетворительного положения дел в РАН
http://www.mk.ru/science/2017/04/20/zaelis-li-akademiki-prichiny-neudovletvoritelnogo-polozheniya-del-v-ran.html

Ученые должны сами взять инициативу в свои руки

В конце марта состоялась общее собрание Российской академии наук. Помимо годового отчета на этой сессии предполагались выборы президента РАН и всего состава президиума в связи с истечением срока их полномочий. Однако кандидаты, выдвинутые на вакансию президента, включая действующего президента академика В.Е.Фортова, отказались баллотироваться, ссылаясь на несовершенство записанной в уставе процедуры выборов. Выступавшие участники собрания говорили о причинах неудовлетворительного положения дел в академии. Академик Э.М.ГАЛИМОВ прислал в «МК» статью, в которой он развивает положения, затронутые им в выступлении на общем собрании.

Фундаментальная наука — кому это надо
Не хотелось возвращаться к теме Академии наук, особенно после последней довольно грустной сессии. Но комментарии в средствах массовой информации вывели меня из состояния «непротивления злу». Ибо, на мой взгляд, слишком уж узко, лишь в частных вопросах и частных лицах, обозначена проблема.

Отчет Академии наук на годичной сессии содержал сообщения о серьезных достижениях фундаментальной науки. Многие работы мирового уровня даже в него не поместились. Вряд ли годовой отчет, скажем, Гарвардского университета США, находящегося в первых строках мировых рейтингов, был бы намного богаче отчета нашей академии. Только годовой бюджет Гарварда составляет 36 миллиардов долларов, а бюджет всей Российской академии наук со всеми ее институтами — меньше 1 миллиарда долларов! На такую академию молиться бы надо. Только не нужна она даже всего за 1 миллиард.

Народ считает: заелись эти академики. Надоели со своей фундаментальной наукой. Еще денег хотят. А их на жизнь не хватает. Пенсии маленькие. Продукты дорожают. Да что говорить! Объяснить народу значение фундаментальной науки трудно. Практической пользы от нее нет. Чем более глубокой является фундаментальная наука, тем менее она понятна. Народу она не нужна. Это интеллектуальное упражнение относительно небольшого числа людей, предрасположенных к этому и способных к мышлению соответствующего типа. Фундаментальная наука сродни разгадыванию головоломок и ребусов. Некоторым нравится этим заниматься, но не всем же. Кажется неразумным, чтобы общество платило за чье-то развлечение. В самом деле, в Средние века научными упражнениями занимались обеспеченные люди для собственного удовольствия. Но через пару столетий выяснилось, что страны, в которых эти интеллектуальные занятия были распространены, вдруг оказались в авангарде человечества и живут лучше. И так обстоят дела и по сей день.

Проблема только в том, что раньше было достаточно светлой головы и гусиного пера, чтобы записать хорошие мысли. А сегодня на дворе XXI век. И добыча нового знания, а не просто рассуждения, требует огромных расходов на оснащение и организацию труда исследователя.

Отсутствие должного оснащения делает работу ученого бесперспективной. Он не может достичь высших форм научного признания в мире. Это делает научную карьеру в нашей стране непривлекательной для талантливой молодежи. А это важнее, чем зарплата.

Конечно, руководство страны понимает необходимость инноваций для развития экономики страны и призывает к ним. Замысел, судя по принятым законам и документам, состоит в том, чтобы сосредоточить научные исследования по приоритетным направлениям в крупных государственных научных центрах, а фундаментальную науку — в Академии наук и в университетах. В принципе это правильный замысел, отвечающий современным тенденциям. Но ожидаемых результатов он не дает.

В СССР все было хорошо?
Вспоминают советское время как золотое время нашей науки. Было ли состояние науки в СССР превосходным? Отнюдь нет. Если сравнивать с зарубежной наукой, то у нас и тогда было отсталое оборудование, несравненно более низкая, чем у западных ученых, оплата труда, ограниченные возможности общения, в том числе выезда и участия в зарубежных конференциях. Во всех этих отношениях положение науки сегодня лучше, чем раньше. Кроме одного: в советское время положение ученого было уважаемым. Более того, в тех условиях это был лучший выбор судьбы.

Сегодня мы являемся демократическим государством. В этом нет никакого сомнения. У нас реально осуществляются заявленные конституционные права и свободы, что, кстати, как и в других странах, не исключает проявления лживости, несправедливости и глупости. Мы не хуже и не лучше других демократий. У нас открыты границы. Человек может выехать работать в другую страну. Талантливый человек может реализовать себя в бизнесе, в менеджменте. Раньше только в науке можно было сделать карьеру, зависящую от собственных способностей. В других сферах действовали идеологические и прочие ограничения. Деваться просто было некуда. Бежать? Но мало кто готов был на разрыв с родиной. Поэтому работа в академическом институте была мечтой, а сегодня одаренного человека трудно завлечь в отечественную науку.

Была ли наука востребованной советское время? Наполовину да. Наполовину, потому что плановая экономика в отсутствие внутренней конкуренции инертна по отношению к любым инновациям. Науку приходилось «внедрять». Зато наука была нужна в геополитической конкуренции. Страна, строившая коммунизм, нуждалась в науке. Более того, она называла свою философию научным коммунизмом. Геополитические цели коммунизма питали межгосударственную конкуренцию. Поэтому в тех областях, которые были важны для геополитического соревнования, в том числе в области вооружений и связанных с ней высоких технологиях, наука была востребована. Она обеспечивала конкурентоспособный уровень достижений. У сегодняшней России нет глобальных амбиций и нет доктрины, предполагающей непримиримую геополитическую конкуренцию. И это хорошо. Но, как следствие, нет с этой стороны и прежнего стимула для развития науки.

Так что демократические преобразования оказались, как ни странно, неблагоприятными для нашей науки. Но дело не в них. И было бы печально, если бы из-за этого мы попятились назад.

С переходом к рыночной экономике, казалось, заработает фактор конкуренции между производителями внутри страны. Но, к сожалению, и фактор внутренней конкуренции оказался у нас сейчас сильно ослаблен. Прежде всего из-за доминирующего государственного участия в наиболее значимых отраслях экономики. Государству проще проводить свою политику напрямую, чем опираясь на вроде бы имеющиеся в распоряжении косвенные инструменты: налоговую политику, создание преференций и прочее. Главное отличие экономики, основанной на частном предпринимательстве, от плановой социалистической экономики — это креативная роль фактора риска. Выживает успешный предприниматель, выигрывающий в конкуренции. Проигравший разоряется и сдается. Это обеспечивает конечный прогресс.

Частному предпринимателю для победы в конкурентной борьбе наука нужна как воздух. Государственное участие делает любое предприятие нерискованным. Государство поддержит даже неэффективное предприятие, если оно в нем участвует. Науку можно «внедрять» из любви к прогрессу, но в принципе она не нужна и жизненно не важна, как это было и в советское время. Примат бюрократии устраняет во многих случаях фактор конкуренции и в частном бизнесе. Договорившись с бюрократией, можно опередить конкурента без всякой науки. Это делает коррупцию всепроникающим явлением. Думаю, что бюрократическое засилье в экономике является главной причиной, создающей у нас неблагоприятную почву для развития науки.

Низкое качество элиты
На мой взгляд, проблемой нашего общества является низкое качество элиты. Конечно, есть много умных и талантливых людей. Но их не хватает. В руководящем слое много посредственностей. Поэтому принимается немало плохо продуманных решений. А иногда, наоборот, отличные замыслы терпят неудачу из-за неумелого руководства их воплощением.

Принадлежность к элите подразумевает не просто высокое социальное положение, но и высокий уровень профессиональных и человеческих качеств. Этого нашей элите очень часто недостает. Много проявлений низменных качеств, пренебрежения к долгу и просто невежества. Возникла эта элита в переходный период из среды напористой, но малоподготовленной, достаточно беспринципной, чтобы из вчерашних комсомольцев превратиться в ловких бизнесменов, иногда с заметным полукриминальным компонентом. Честность и порядочность в этой среде были бы препятствием к успеху. С тех пор многое изменилось, пришло новое поколение людей, да и старое пообтерлось. Но родовые признаки еще заметны. Для такой элиты научный менталитет чужд.

У нашей элиты застряли в голове идеи, почерпнутые при поверхностном знакомстве с построением науки на Западе. В этих странах фундаментальная наука сосредоточена в университетах. Профессорско-преподавательская деятельность — главное назначение ученых в университетах, а научную работу они в основном ведут за гранты. В России начиная с Петра I, а в особенности в советское время, фундаментальная наука была сосредоточена в Академии наук, в которой ученые профессионально занимались только наукой, а преподавательскую работу вели в вузах по совместительству. Замысел финансировать исследования в академических институтах через гранты — это глупость, а главное, это просто деньги на ветер. Но связан он с поиском эффективного менеджмента. Дескать, зачем кормить всю эту ораву, большая часть которой — бездельники и старики. Экономнее финансировать точечно отдельные хорошо зарекомендовавшие себя группы. Важно поддержать молодежь.

Вроде бы это имеет смысл. Но на самом деле это не работает. Выделенные группы остаются в плохо оборудованных лабораториях, с низко оплачиваемыми вспомогательными службами, часто в недружелюбной атмосфере, вызванной завистью к коллегам, которым незаслуженно повезло. Дорогостоящие приборы на гранты не купишь. Поэтому дело сводится просто к дополнительной зарплате. Некоторые гранты ставят условие: отдать не менее 50% молодым сотрудникам. Чтобы могли получить деньги остальные — немолодые, но действительно работающие сотрудники, — выискивают молодых людей, включают их в грант и выплачивают им деньги, которые они не заслужили, чтобы формально выполнить требования гранта.

Грантовая система просто вредна в академических институтах. Мы уж не говорим о том, что с этим связаны и злоупотребления, и несправедливость, поскольку вопрос о том, кому давать гранты, решают неизвестные «эксперты», а не ученый совет института, который реально знает, кто есть кто. Научные коллективы обязали представлять нелепые отчеты. Например, в заявке на грант ты обещал написать три статьи, а написал только две — значит, провалил грант, возвращай деньги, или уж по крайней мере не получишь его в следующий раз. Иногда ученый годами не публикует материал, потому что не уверен в полученных результатах, еще и еще раз проверяет. В тисках формальных требований он может снизить требовательность к себе, опубликовать ненадежные данные или просто выдуманные. Это может иметь катастрофические последствия, привести к недоверию к нашей науке и потере международной репутации. А она в научной среде имеет колоссальное значение.

В кругах элиты репутация, по-видимому, мало что значит, судя по тому, что скомпрометировавшие себя люди остаются на своем месте. Поэтому им в голову не приходят подобные последствия их действий. Это не вина чиновников, как иногда у нас говорят. Многие чиновники добросовестно выполняют свою работу. Это проявление низкого качества нашей элиты как слоя общества.

Не путайте академиков с экспертами
Существует заблуждение в отношении роли и назначения Академии наук. Академики считаются экспертами, знатоками. Это идет от слишком буквального понимания русского слова «ученый». Между тем главное в науке — не ученость, не знание предмета, а созидание нового знания. Конечно, для этого нужно хорошо знать предмет, но это лишь условие, а не содержание деятельности. По-английски наука — science, а человек, занимающийся наукой, — scientist, т.е. «научник». У нас такого слова нет. Мы переводим это как «ученый» и тем подменяем суть понятия. Это потому, что наука как занятие зародилось не у нас. Оно пришло к нам с Запада. Хотя в силу одаренности русской натуры было быстро освоено учеными людьми. Так и осталось как занятие ученых.

Точный перевод слова «ученый» на английский будет expert (знаток). Оно употребляется и у нас: эксперт. Наша элита решила, что академики — это эксперты, а назначение Академии наук — производить экспертизу. И отделило академию от руководства научными институтами, т.е. токаря от станка, придумав ФАНО. Правда, президент подчеркнул, что ФАНО должно заниматься хозяйственной деятельностью, освободив ученых для научной работы. Но, как я уже упоминал, наша элита умеет превращать даже благие замыслы в их противоположность. ФАНО с усердием занялось организацией научной работы так, как оно ее понимает. Ничего хорошего из этого не вышло и не выйдет. Было бы правильно, если бы президент пересмотрел свое задание, вернув академические институты под крыло Академии наук.

Немного о религии
Коснусь религии. Я не думаю, что есть какая-то несовместимость науки и религии. Но все же у них разные ценности. Научное размышление всегда связано с сомнением в достаточности постигнутого и поиском нового понимания природы вещей, в то время как религия консервативна в вопросах познания и призывает к вере в предустановленные представления. Пока речь идет о духовных и нравственных категориях, различия религиозного и научного мышления малоощутимы.

Религия, по крайне мере современная, принимает научные исследования и разработки, направленные на улучшение условий человеческого бытия, то есть то, что называется прикладной наукой. Но интерес к проблемам фундаментальной науки не поддерживается религией. Рассмотрение знания как системы естественных законов, поиск объективной сущности материи и духа, в том числе, например, вопросы происхождения жизни и человека, эволюции — а за ними стоит будущее биотехнологий, — вызывают у религии неприятие, поскольку это задевает ее базовые представления и ставит вопросы, на которые, она верит, у нее уже есть ответы. Поэтому религия и фундаментальная наука не союзники. И в наше время — ренессанса религии в нашей стране — для Академии наук, задача которой — заниматься именно фундаментальной наукой, это представляет значимое препятствие в привлечении на свою сторону общественного мнения.

Академики сами виноваты в своих бедах
Это внешние причины. Если их не изменить кардинально, никакими перетасовками нужного результата не получить. Но в бедствиях академии прежде всего, конечно, виноваты сами академики. Академия наук сильна интеллектуально, но слаба характером. Она не едина. Она не умеет объединиться вокруг общей идеи. Как и вообще интеллигенция. В трудах В.И.Ленина, которые мне приходилось изучать в молодости, мне всегда не нравилось его отношение к интеллигенции. Но ближе к старости я понял, что он был прав. На интеллигенцию нельзя опереться. Опереться можно на пролетариат. Интеллигент — индивидуально сильная личность. Но как класс это рыхлое бесформенное образование. У каждого свое мнение и нежелание следовать за кем бы то ни было. Каждый тянет в свою сторону. У Академии наук нет собственного исходящего от всего сообщества плана каких-либо действий или преобразования. Это ее беда. Это свойство научного сообщества. Если бы они умели ходить строем, да при их интеллектуальных возможностях, какая бы это была сила! Но тогда они не были бы учеными. Увы, интеллигенцию можно любить — и тогда она создает удивительные произведения, или не любить — и тогда она скукоживается. Бороться она не умеет. Бороться нужно за нее.

Как помочь делу?
Сейчас принят важный документ «Стратегия научно-технологического развития страны», подписанный Владимиром Путиным. В нем названы цели, стоящие перед страной, вызовы, которые нас ожидают, и приоритеты, которые видит руководство страны. Главное, что этот документ на высшем уровне декларирует значение науки для страны, и фундаментальной науки в особенности. Это пока концепция. Вслед за этим должна быть разработана программа реализации этой стратегии: какие конкретные действия должны быть предприняты, при каких условиях поставленные цели могут быть достигнуты, а при каких их достичь нельзя.

Разработка этой программы, насколько я понимаю, уже поручена правительству и ФАНО. Вероятно, РАН попросят дать экспертную оценку готовой программе. Предвижу, что программа будет содержать общие места и призывы либо ошибочные и невыполнимые проекты. Дело в том, что ни у правительства, а конкретно Министерства образования и науки, ни у ФАНО нет механизма для разработки реальной программы такого масштаба даже с привлечением отдельных членов РАН. Естественно, она в очередной раз критически будет воспринята Академией наук, и попытки ее реализации вызовут сопротивление академического сообщества. Естественно, что в очередной раз это вызовет раздражение властей, упреки в том, что РАН неспособна к переменам, отказывается от рационального сотрудничества и потому заслуживает очередных санкций.

Я думаю, что мы совершаем ошибку, упуская инициативу. Разработка такой программы под силу только Академии наук как организации в целом.

Ясно, что программа должна касаться не только дел Академии наук и не только науки. В нашей стране, лишь недавно сменившей всю систему государственного устройства, стратегия научно-технического развития должна реализовываться в сочетании с решением проблем государственного строительства, созданием новой экономики, новых принципов обеспечения национальной безопасности. Академия наук является единственной организацией в стране, которая обладает достаточно многосторонней квалификацией и интеллектуальными возможностями, чтобы разработать и предложить оптимальную программу. Уверен, что нельзя создать программу развития не только без знания законов экономики, но и без знания, условно говоря, термодинамики — иными словами, без знания общих законов развития материального мира, на которых воспитаны и которыми владеют квалифицированные ученые. Придется рассматривать и некоторые аспекты, чувствительные для держателей имущества и власти. Здесь имеет значение то, что академики хоть в какой-то степени независимы в своих суждениях, в то время как непослушного чиновника можно обратить в ноль.

Думаю, что у Академии наук есть шанс в этой связи создать такую программу реализации стратегии научно-технологического развития, которая предусматривала бы всю совокупность необходимых преобразований. Такая программа могла бы стать опорой для президента, выборная кампания которого предстоит в следующем году. Это путь к кардинальному изменению положения науки. Академии наук нужно взять инициативу в свои руки.

[Scyther]

«Мусорная» ДНК помогает включать гены
https://www.nkj.ru/news/31132/

Arabidopsis thaliana, или резуховидка таля, давно стала одним из основных модельных объектов в биологии
На активность гена влияют бессмысленные фрагменты ДНК, находящиеся внутри самого гена.

Когда мы говорим о геноме, то представляем себе некий текст, в котором каждый ген – это как бы одно слово. Такое сравнение очень удобно и до некоторой степени корректно: ведь гены в ДНК действительно выглядят как чередование четырёх химических «букв» – азотистых оснований аденина (А), тимина (Т), гуанина (G) и цитозина (C).

Смысл генетических «слов» проявляется, когда заключенная в них информация превращается в белок: сначала с гена сходит РНК-копия, которую потом читают белок-синтезирующие машины, собирающие белковую молекулу точно соответствии с тем, что записано в РНК (синтез РНК называется транскрипцией, синтез белка – трансляцией).

Правда, тут стоит помнить о двух вещах. Во-первых, генетические «слова со смыслом» перемежается кусками какой-то бессмыслицы – между генами находятся последовательности ДНК, которые никаких белков не кодируют. Во-вторых, сами «слова»-гены состоят из фрагментов, которые называются интронами и экзонами.

Экзоны – «смысловые» фрагменты, в интронах же никакой информации для синтеза белка нет. Представим себе слово «корова», в котором между слогом «ко-» (один экзон) и оставшейся частью «-рова» (второй экзон) есть какая-то бессмысленная последовательность букв (интрон), и чтобы прочесть «корову», нам нужно выбросить эту бессмыслицу. Нечто похожее происходит и на молекулярном уровне: когда на гене в ДНК синтезируется его РНК-копия, она поначалу включает в себя все как есть, и интроны, и экзоны. Но потом РНК проходит через процедуру, которая называется сплайсинг: специальные ферменты вырезают интроны и соединяют экзоны в осмысленное слово.

И некодирующую ДНК между генами, и интроны в свое время назвали мусорной ДНК. Выдвигались разные гипотезы о том, как и зачем она вообще появилась в ходе эволюции, тем более – в таком количестве (интроны, например, составляют в сумме 90% последовательностей генов). Но в последнее время появляется все больше данных, из-за которых слово «мусорная» надо брать в кавычки. Оказывается, что такая ДНК может влиять на активность генов: в ней находятся регуляторные области, которые подавляют или стимулируют синтез РНК-копий на «осмысленных» участках ДНК, в «мусорной» же ДНК часто бывают закодированы разного рода регуляторные РНК – они не несут белковой информации, но опять же служат мощным инструментом регуляции генетической активности.

Что до интронного «мусора», то со временем обнаружилось, что если из гена полностью убрать эти бесполезные последовательности, то ген станет малоактивным. Интроны можно сравнить с регуляторами громкости: пусть ген формально работает, но от интронов зависит, насколько интенсивно на нем будет идти транскрипция, сколько копий РНК будет сделано на гене.

Однако, как показали эксперименты исследователей из Калифорнийского университета в Дэвисе, интроны могут играть роль не только регуляторов громкости, но и генетических включателей. Вообще включателями для генов служат особые последовательности в ДНК под названием промоторы: они находятся перед геном и «приманивают» на себя белки, которые занимаются синтезом РНК-копий. Промотор – обязательная регуляторная последовательность, без нее ген если и будет работать, то очень, очень плохо. Но в некоторых случаях, как оказалось, функцию включателя-промотора могут брать на себя интроны.

Дженна Гайегос (Jenna Gallegos) и Алан Роуз (Alan Rose) экспериментировали с растениями Arabidopsis thaliana. Они присоединяли к одному из генов арабидопсиса ген, который давал синий пигмент: если собственный ген растения работал нормально, то вместе с ним работал и добавочный «синий» ген, так что арабидопсис становился синим. Когда у гена убирали интроны, то, как и ожидалось, он переставал работать, и синий оттенок у растения не появлялся.

Но потом у гена убрали промотор, а интроны, наоборот, оставили, где они и были. И арабидопсис посинел. То есть ген, лишенный последовательности включателя, все равно заработал – благодаря присутствию интронов. Сам авторы работы сравнивают это с тем, как если бы радио, выдернутое из розетки, все равно заработало, когда ему повернули ручку громкости.

Подробно результаты эксперимента описаны в статье в The Plant Cell. Теперь перед исследователями стоит задача расшифровать собственно молекулярный механизм того, что происходит (то есть как интроны, которые находятся внутри гена, влияют на ферменты, которые взаимодействуют с началом гена), и заодно выяснить, у каких генов есть еще и интронный включатель, а каким хватает только промотора. Возможно, с помощью таких включателей удастся усовершенствовать методы генетической инженерии, сделав их более эффективными и дешевыми.

[Scyther]

Генетики СВФУ создали чип для быстрого выявления наследственных заболеваний
https://scientificrussia.ru/articles/genetiki-svfu-sozdali-chip-dlya-bystrogo-vyyavleniya-nasledstvennyh-zabolevanij

Генетики Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) изобрели чип по экспресс-выявлению пяти наследственных заболеваний, распространенных в Якутии, сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу вуза.

 "В учебно-научной лаборатории "Геномная медицина" СВФУ утверждают, что инновационная авторская методика позволяет получить результат всего за четыре часа по пяти наследственным заболеваниям, которые наиболее распространены среди населения Якутии. Как рассказывает научный сотрудник лаборатории СВФУ Мира Саввина, раньше для выявления каждого заболевания требовалось отдельное тестирование и во много раз больше времени", — говорится в сообщении.

По ее словам, биочип представляет из себя стеклянный слайд, на который нанесены генетические маркеры.

Он включает диагностику мутаций характерных для якутов, вызывающих такие заболевания, как 3М синдром-синдром низкорослости, SOPH синдром, тирозинемию, метгемоглобинемию и врожденную несиндромальную глухоту.

Сбор базы наследственных мутаций коренного населения Якутии осуществлялся якутскими генетиками более десяти лет. Работа над самим чипом заняла три года и прошла в рамках освоения гранта Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России".

"В планах — после получения всей патентной документации внедрить новые технологии в массовую диагностику, чтобы каждый желающий мог обратиться в лабораторию и проверить свой генетический фон на принцип носительства", – говорит Саввина.

[Scyther]

Сказку сделал былью: изобретены сапоги-скороходы
http://innovanews.ru/info/news/sport/16015/

Зарубежные информационные агентства сообщают о том, что некий русский инженер придумал и сделал обувь, которая позволяет самому обыкновенному человеку без особых усилий бегать быстрее олимпийских чемпионов в спринте.

Крейсерская скорость этих «семимильных сапог» — 40км/час. Испытание устройства прошло в Уфе. Принцип действия сапог с моторчиком прост: сапог снабжен металлической подошвой с пружинами, резервуаром для бензина, карбюратором. Поршень и мотор крепятся к икре. Когда нога касается земли, поршень выталкивает сапог вверх, отделяя тем самым подошву от остального сапога и поднимая человека в воздух. Это позволяет делать пусть не семимильные, но четырехметровые шаги. Затем пружины приводят подошву в исходное состояние, и цикл повторяется. Запаса топлива хватает на 25 минут движения. Полагают, что эти сапоги-скороходы могут найти применение при оказании спасательных работ или, в перспективе, в спорте.


 

[Scyther]

В Китае пытаются получить энергию из атмосферного азота
[urlhttp://greenevolution.ru/2017/04/21/v-kitae-pytayutsya-poluchit-energiyu-iz-atmosfernogo-azota/[/url]

Азот, как самый распространенный на планете газ, всегда привлекал исследователей в качестве возобновляемого источника энергии.

Молекулы азота состоят из двух атомов (N₂), соединенных сильной ковалентной связью, и в обычных условиях не разрушаются, сообщает teknoblog.ru

Ученые же хотят разорвать эту связь, чтобы использовать энергию разрыва для преобразования в электрическую. До сих большого успеха добиться не удавалось. Однако, китайские исследователи утверждают, что нашли новый подход к использованию атмосферного азота в аккумуляторе.

В частности, эту тему разрабатывает Институт прикладной химии Чаньчуня при китайской Академии наук. Концепция такова: ученые хотят буквально повернуть вспять химическую реакцию, которая используется в настоящее время в литий-нитридных батареях.

Вместо того, чтобы получать энергию от распада 2Li₃N на литий и азот, китайские ученые хотят запустить процесс синтеза N₂/Li₃N, используя для генерации электричества энергию реакции атмосферного азота с литием. Она невелика, но вполне сопоставима с энергией, получаемой от литий-металлических аккумуляторов.

Это многообещающее исследование обеспечивает не только фундаментальный и технологический прогресс системы аккумулирования энергии, но и создает продвинутый цикл обратимого процесса фиксации азота, — заявил ведущий автор проекта Син-Бо Чжан.

[Scyther]

Красноярские ученые разработали наночастицы, ускоряющие рост семян и растений
http://www.sbras.info/news/krasnoyarskie-uchenye-razrabotali-nanochastitsy-uskoryayushchie-rost-semyan-i-rastenii

Исследователи Красноярского государственного аграрного университета совместно с учеными ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН впервые в России использовали биогенные наночастицы на основе железа для размножения и защиты сельскохозяйственных культур. Применение разработки позволило существенно ускорить развитие корневой системы, а также усилить защиту семян от возбудителей болезней растений.

 Проект получил поддержку Краевого фонда науки и Российского фонда фундаментальных исследований в рамках конкурса ориентированных междисциплинарных научных исследований в 2016 году. 
 
Результаты эксперимента показали, что при обработке наночастицами существенно повысилась всхожесть семян злаковых культур. Кроме того, разработчикам удалось значительно улучшить окореняемость черенков различных декоративных культур, а также в несколько раз увеличить количество и длину корней экспериментальной группы растений. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Environmental Progress and Sustainable Energy.  В настоящее время авторы проекта изучают механизмы влияния биогенных наночастиц на развитие корневой системы растений.
 
«Мы впервые наблюдаем такой необычный и положительный эффект влияния наночастиц на корневую систему растений, — отмечает руководитель проекта, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ФИЦ КНЦ СО РАН Юрий Гуревич. — Подчеркну, что обработка растений экологически безопасна, так как мы используем частницы подобные тем, которые при определенных условиях образуются в почвах».
 
Проректор по науке Красноярского государственного аграрного университета Валентина Бопп отметила, что разработка будет крайне актуальна для развития сельского хозяйства России.
 
«Созданная технология позволит снизить пестицидную нагрузку, благоприятно повлияет на себестоимость производства зерна и безопасность продукции, — заключила Валентина Бопп. — Кроме того, наночастицы положительно влияют на развитие корневой системы декоративных растений, которые, как правило, очень плохо окореняются в грунте. Тем самым, растение получает еще больше элементов питания для ускорения роста».
 
Отметим, что в ближайшее время ученые приступят к полевым испытаниям разработки. Ожидается, что в 2018 году проект будет представлен потенциальным инвесторам