Predavanja iz bioinformatike: analiza podataka, neuromjerenja i njihova primjena u biologiji i medicini. Poznato je da je evolucija nepokolebljiva

Biologija je jedna od najburnijih znanosti, au ovom galusu prošlosti bilo je dosta burnih plima i oseka. Sergey Kolenov, osvrćući se na internetski časopis "High-Tech", prikupio je 10 glavnih vrhunaca 2017. godine u području biologije i medicine, što je prikladno za naš Mayday.

1. Kraj ere antibiotika

2017. je pokazala da je era antibiotika, koja je trajala gotovo stoljeće, došla kraju. Bakterije su počele razvijati otpornost na postojeće lijekove, ali potrebno je mnogo vremena da se razviju novi, bez dovoljno tvari. Liječnici još uvijek slikaju sumorne prognoze: ako se ništa ne postigne, mikroorganizmi će ubiti čovječanstvo mnogo ranije, a da ne promijene klimu. Međutim, prijetnju još uvijek ne shvaćaju ozbiljno. Razlog za pojavu superbakterija je sposobnost mikroorganizama da se razmnožavaju i razmjenjuju genetske informacije. Jedna bakterija koja ima gen otpornosti na grožđe može ga podijeliti sa svojim rođacima. Kako bi omogućili ljudima da prežive, istražitelji traže zamjenu za osnovne lijekove. Za borbu protiv superbakterija koristite CRISPR, nanočestice i nove, jače antibiotike. Razvoj ovih i drugih metoda moguć je samo bez daljnjeg istraživanja molekularnih mehanizama otpornosti.

2. Određen je sat pojave života

Prehrana je, kako se pokazalo, život na Zemlji - jedan od najvažnijih u biologiji. Točni datumi i krivnja života postat će predmet rasprave. U prošlosti su potomci iz Australije uzgajali Girsky pasmine prije više od 34.800.000 godina i identificirali tragove mikroorganizama u njima. To znači da su se primitivni oblici života mogli pojaviti ranije — prije otprilike 4 milijarde godina. Sjajno je što uzgojene gruzijske pasmine leže u kopnenim naslagama - dakle, kada život nije ocean, već vruće vode na kopnu. Također, u prošlosti su proučavani molekularni mehanizmi koji su pratili rane faze nastanka živih organizama. Zokrema Bula je dovedena u pitanje popularna hipoteza RNA-light: prema novim istraživanjima, RNA i proteini su ravnopravno sudjelovali u životu nevinih.

3. Pojava nove vrste ptica

Evolucija je već dug proces, možda ljudskom oku neshvatljiv. Potrebne su stotine i tisuće godina da se znak ustali u populaciji. Stoga su majke uvijek zbunjene dokazima evolucije, koji su prikazani u stijenama i DNK, a stanovnici sumnjaju u stvarnost evolucije. Transformacija jednih vrsta u druge događa se još rjeđe, a promatrati tako nešto značajan je uspjeh, koji baca svjetlo na mnoge misterije evolucije. U obitelji koja prolazi, potomci su objavili da su uspjeli uzgojiti novu vrstu ptica.

Otkriće je napravljeno na mjestu ikoničnom za sve biologe - otočju Galapagos, gdje je Charles Darwin stvorio svoju teoriju. Rosemaryin prijatelj i Peter Grant, ornitolozi sa Sveučilišta Princeton, ovdje već četrdeset godina uzgajaju Darwinove grudi. U bliskoj budućnosti, radovi na otoku Daphne otkrili su da je muška vrsta Geospiza conirostris stigla s udaljenog otoka Hispaniola, što je dalo ime Velika ptica. Zbog nedostatka ženki, čini se da su kopulirali s lokalnim pticama. Rubovi ovih stolnih ploča odrezani su od ostalih grebena iza pjesme i s novim izgledom, koji se može prepoznati s novim izgledom.

4. Poznato je da je evolucija neprekinuta

U 2017. rođen je jedan od najznačajnijih eksperimenata u povijesti biologije. Istraživači pod nadzorom mikrobiologa Richarda Lenskog već 30 godina prate razvoj bakterije Escherichia coli. Tijekom ovog sata izmijenilo se 67.000 generacija, što ukazuje na milijun sudbina ljudske evolucije. Unatoč tome, eksperiment će se nastaviti i donijeti nova saznanja. Analiza rezultata prošlih studija, koja otkriva jednu od najpopularnijih ideja u modernoj biologiji. Prema mnogim stručnjacima, prilagodba leži između: nakon što se vrsta idealno prilagodi stabilnom okolišu, njezina će se evolucija usporiti. Međutim, desetljeća praćenja mikroorganizama dovela su nas do zaključka da je evolucija rezultat te evolucije, a između prilagodbi ne prestaje. To je više u skladu s gledištima Charlesa Darwina i s manifestacijama današnjih fahivista.

5. Novi znakovi krize biomanije

Mnogi od potomaka slični su činjenici da živimo u eri šestog masovnog izumiranja - najvećeg broja dinosaura od prije 65 milijuna godina. Stopa izumiranja vrsta u ovom trenutku je prilično visoka, čak i ako se za ostale milijune smrti - proces već naziva "biološkim uništenjem", au ovom slučaju ljudi su krivi za lišavanje bića, biljaka i jezgre njihov život ja. Jedna od najvažnijih činjenica koja je postala poznata znanosti u populaciji koja prolazi je rezultat istraživanja nizozemskih ekologa koji su utvrdili broj letećih koma u Njemačkoj. Otkrili su da se tijekom 28 godina von smanjio za 76%, a za ljetne mjesece ta je brojka dosegla 82%.

Ranije se u svijetu sumnjalo da ima manje koma, no takva je ocjena dana ranije. Posebno je neprihvatljivo da je istraživanje obavljeno na području prirodnih rezervata, gdje ljudi nisu izloženi prirodi. Autori su otkrili da se izumiranje koma ne može objasniti ni vremenskim uvjetima ni karakteristikama krajolika. Možda promijeniti klimu i eliminirati pesticide. Prisutnost koma je vrlo alarmantan signal, a čak i smrad je hrana za mnoge druge vrste i važne sastojke, bez kojih će propasti ne samo divlje biljke, već i ruralno kraljevstvo.

6. Sreća je počela nedavno

Neuroznanost se razvija brže od bilo koje druge grane biologije. U 2017. godini prikupljeno je mnogo nevjerojatnih otkrića o tome kako mozak funkcionira: otkrili su kako na njega staviti pametne telefone, u njega uveli sustav samočišćenja i otkrili da se ljudima sviđa ovo i to duboko u sebi. Usred ovih novih razvoja, važno je vidjeti glavnu ideju, ili, možda, ovo je ono što biste trebali nazvati novim projektom prije upravljanja memorijom. Eksperimentirajući s morskim mekušcem Aplysijom - klasičnim modelom objekta za učenje pamćenja - sada smo počeli mijenjati zapise u memorijskim neuronima. U tu svrhu bilo je potrebno blokirati enzim protein kinazu M u potrošačkim stanicama. Buduća istraživanja mogu pomoći ljudima koji pate od bolesti. Ova tehnika može biti posebno učinkovita u borbi protiv posttraumatskog sindroma.

7. Dijeta liječi dijabetes

Širenje dijabetesa postalo je dio trenutne epidemije: prema trenutačnim prognozama, do sredine stoljeća bolovat će do trećine stanovnika SAD-a. Glavni porast je dijabetes tipa 2, koji je povezan s unosom hrane i nepravilnom prehranom. U ranim fazama liječnici preporučuju praćenje njegove prehrane. Međutim, kako je pokazalo istraživanje sa Sveučilišta Else, oštre dijete u hrani mogu dovesti do dijabetesa tipa 2.

Dokazi su objavljeni ranije, ali je daljnja istraga provedena ranije. Kako se pokazalo, dijete je razvilo jetru koja je bila osjetljivija na inzulin zbog smanjenja masti i proizvodnje glukoze iz drugih izvora. U pokusu s glodavcima pozitivne promjene počele su tek 3 dana nakon uvođenja hrane. Ova saznanja potvrđuju i radovi znanstvenika sa Sveučilišta u Glasgowu. Studija na 300 pacijenata pokazala je da smanjenje broja dnevnih kalorija koje se unose na 800 kalorija u 3 do 5 mjeseci može preokrenuti dijabetes bez odlaganja.
8. Učinkovita ljudska kontracepcija je demontirana

Već dugo se pokušava stvoriti učinkovita i jednostavna kontracepcija za muškarce, nalik protuupalnim pilulama za žene. Kondomi, koji su danas dosta dostupni, često su napravljeni da budu neraskidivi i takvi da smanjuju intenzitet seksa, a vazektomija je preradikalna. Kao rezultat toga, najvećim dijelom problem zanemarivanja pada na ženska pleća, a koriste se nepouzdane metode, poput prekinutog statutarnog akta. Čini se da je 2017. mjesto gdje će doći do ponora.

Tim je razvio kontracepcijski gel koji se ubrizgava u sjemenski kanal i blokira ga, uzrokujući gubitak sperme u tijelu i raspršivanje. Kućni testovi na makakima pokazali su 100% učinkovitost lijeka, kao i odsutnost nuspojava na razini upale. Za gel vrijedi suprotno: “čepovi” se mogu ukloniti primjenom ultrazvuka. Alternativno rješenje su vicorist hormoni, kao u ženskim kontraceptivima. U ramena se mora utrljati gel koji sadrži progestin i testosteron, čime se broj spermija smanjuje do razine pri kojoj je povraćanje nemoguće. Opsežno testiranje lijeka započet će 2018. godine. Istraživači vjeruju da pri uvođenju naprednih hormonskih ljudskih kontraceptiva njihov razvoj neće uzrokovati promjene raspoloženja ili druge neugodne posljedice.

9. Detaljnije proteze

Izrada sklopivih dnevnih proteza područje je u kojem su medicina i biologija usmjerene na umjetnu inteligenciju i visoke tehnologije. Programeri ručno izrađenih završetaka više se ne zadovoljavaju stvaranjem ručnih i laganih proteza; sada im je cilj stvoriti proteze koje su jednako funkcionalne i nosive kao normalne ljudske ruke. Godine 2017. skupina inženjera uspjela se približiti krajnjem cilju. Robotska ruka, koju su stvorili znanstvenici s Georgia Institute of Technology, omogućuje korisniku da mrvi svojim kožnim prstom. To je mogućnost postizanja interakcije između proteze i mišića u dijelu ruke koji je izgubljen. Kada se ultrazvučna sonda umetne u šaku, ona detektira što s njih pada i, pomoću posebnog algoritma, prevodi tu informaciju u ruke prstiju. Nabavite uređaj temeljito kako biste uz vašu pomoć mogli svirati klavir.

10. Glasine o životu u svemiru

Interes za istraživanje svemira u stalnom je porastu, a ideja "Jesmo li isti u svemiru?" pršteći novom snagom. Konferencija za novinare NASA-e 2017. bila je popraćena raspravama o tome kako bismo trebali govoriti o otkriću života iznad zemlje. Šteta što nije tako ispalo. Tijekom godina usavršili su načine traženja znakova života u svemiru koristeći dodatne biomarkere i proširili nove projekte misija na potencijalno interferentne svjetove, na primjer, Saturnov satelit Enceladus.

Jedna od naših glavnih nada bilo je otkriće sedam planeta sličnih Zemlji u sustavu TRAPPIST-1, od kojih se šest nalazi u potencijalnim populacijama "zone Zlatokose" (još jedan je kasnije otkriven, u crvenom patuljku Ross 128) . Međutim, naši pratitelji znaju da tamo nije moguće živjeti: razina UV-viprominencije ogledala je prevelika i ne uskraćuje mogućnost stvaranja atmosfere i života bogatog ugljikom. Drugo razočaranje bilo je otkriće škotskih studija koje su pokazale da je površina Marsa otrovna za život bakterija. Zaštićeni astronomi i biolozi vjeruju da će život ispod zemlje biti otkriven za 10-15 godina.

Znanstvenici iz Arktičkog hidrometeorološkog laboratorija Hidrometeorološkog centra Ruske Federacije, zajedno sa svojim inozemnim kolegama, proučavali su procese smanjenja morskog leda u Arktičkom oceanu i predvidjeli njihove klimatske promjene. Vremenske anomalije, unatoč hladnijem i kišovitom ljetu 2017. godine na europskom teritoriju Rusije, najvjerojatnije, još uvijek su kraće od površine ledom prekrivenog Arktičkog oceana. Potpora istraživanju odobriti Ruska znanstvena zaklada (RSF). Rezultati robota Objavljeno u časopisu Environmental Research Letters.

Proces otapanja leda na Arktiku danas je znatno ubrzan. Tijekom prošlog desetljeća, opseg morskog leda (mjereno na kraju ljetnog razdoblja) smanjio se za približno 40%. Razvoj arktičkog leda prijeti ozbiljnim ekološkim posljedicama, dovodeći do izumiranja rijetkih vrsta stvorenja. S druge strane, obnavljanje voda Oceana svježeg leda iza leda otvara nove mogućnosti za razvoj smeđih copalina na arktičkim policama, proširuje zonu komercijalnog ribolova i poboljšava sposobnost plovidbe.

Znanstvenici iz Hidrometeorološkog centra Ruske Federacije zajedno sa svojim kolegama proučavali su procese otapanja leda u atlantskom dijelu Arktičkog oceana i opisali rezultate tih procesa za cijelu arktičku regiju. Kao rezultat rada, dobivena je cjelovita slika hidrometeoroloških promjena na Arktiku.

Tople oceanske struje donose tople vode iz Atlantskog oceana u Arktički bazen i Barentsovo more, čime se ubrzava topljenje leda. Vodene površine prekrivene ledom učinkovito apsorbiraju sunčevu energiju i brzo se zagrijavaju, oslobađajući višak topline u atmosferu. Zatim, struje vjetra i velike oluje redistribuiraju toplinu i vlagu diljem Arktika, što dovodi do promjena u energetskoj ravnoteži između oceana i atmosfere. Dakle, nedavno je utvrđeno da je disfunkcija niske razine (NDI) u značajnom porastu. To je infracrvena (toplinska) vibracija koja se s vodenom parom i toplinom oslobađa u prvi sloj i izravno na površinu zemlje. Rast NDI apsorbira toplinu i tamnjenje arktičkog morskog leda.

Rusi su odali počast značajnom priljevu velikih oluja i režimu atmosferske cirkulacije u hladnoj klimi. Primjerice, oluja Frank, koja se dogodila početkom 2015. godine, donijela je nenormalno visoke temperature na Arktik visoke geografske širine (prosječna klimatska temperatura dosegla je 16°C), a protok zraka povećao se za 60 W/m2. m (usklađeno s klimatskom normom). Kroz Rat promjena, led u raznim regijama ledenog oceana Pivnichny dosegao je 10 diva.

Podaci o površini morskog leda prethodno su izvučeni iz satelita, a polja distribucije temperature, tlaka, vlage i varijacije iz takozvane reanalize proizvoda (ERA-Interim). Analiza je računalni model koji uzima u obzir bogate podatke (radiosonde, zrakoplovi itd.) za različite karakteristike atmosfere.

“Nova saznanja dobivena kao rezultat našeg rada omogućuju nam točniju analizu uzroka i posljedica procesa koji se događaju u Ledenom oceanu. Budući da veliko područje Arktika nije prekriveno ledom, hladni i vlažni vjetrovi mogu napasti europski teritorij Rusije. Ubuduće se ova situacija događa sve češće i postaje uzrok vremenskih anomalija, kao što je netipično hladno ljeto 2017.", kaže voditelj laboratorija za hidrometeorologiju Arktika, doktor fizike i matematike.

Meteorolozi moraju razviti nove algoritme koji uključuju informacije o prirodnim procesima koji se događaju na Arktiku. Moguće je proizvesti vremenske prognoze koje su pouzdanije i koje će pomoći u predviđanju trenutnih klimatskih promjena.

Objavljeno 19.06.17 09:20

Već dugo Kina zvoni na hladno ljeto. I Hidrometeorološki centar Rusije ima svoje objašnjenje.

15. lipnja postao je najhladniji ljetni dan u 67 godina upozoravanja na vremenske prilike. Vjetar se u Moskvi zagrijao na samo 10 stupnjeva, au Francuskoj je bilo 7-9 stupnjeva.

Nedavno smo zatekli vino u nenormalno hladnom ljetu 2017. To bi mogao biti kineski satelit "Mo-Tzu", koji je sudjelovao u istraživanju kvantnog pomaka. Oni su pokazali da je tih dana, dok je aparat radio u normalnim uvjetima, vrijeme postalo surovo, padala je kiša, puhao vjetar, javlja NSN.

U međuvremenu, učinite ih Intkbech Prema riječima, koncentracija čestica u atmosferi uskoro će se normalizirati. Zapravo, fahisti možda namjeravaju razmotriti priljev procesa povezanih s kvantnom vezom s vremenom, budući da prije lansiranja inovativnog satelita koje su izveli Kinezi, takvi čimbenici nisu bili uzeti u obzir.

Klima će oko 10. stoljeća ostati blaga, s povremenim promjenama visokih i niskih temperatura. Roman Vilfand rekao je Hidrometeorološkom centru za ove "Ruske novine".

Drugim riječima, normalnih prosječnih temperatura bit će manje, a više zbog kišnih i sušnih razdoblja. Moguće su i nenormalno tople zime i mrazevi. Što se tiče najbližih ljetnih izgleda za stanovnike središnje Rusije, tada, prema riječima voditelja Hidrometeorološkog centra, vapnenac još uvijek obećava da će zadovoljiti Moskovljane i stanovnike središnjih regija toplim vremenom, što je nekoliko stupnjeva iznad norme . I počet će punopravna sezona kupanja. Istina, do sada temperatura vode u vodenim tijelima Moskve i moskovske regije ne prelazi 14 stupnjeva.

Sljedeće godine, kako je izvijestila voditeljica laboratorija u Hidrometeorološkom centru Lyudmila Parshina, glavni grad će biti umjereno topao. Dnevne temperature od 22 do 24, a noćne od -10 do 12 stupnjeva. Moguće daske.

Ono što se događa u drugim ruskim regijama, temperatura varira uvelike - do 40 stupnjeva, kao u regijama Novosibirsk, Tomsk, Kemerovo i na Altajskom području, do noćnih mrazova, kao u ovoj regiji Murmansk.