Яйцеклетки из кожи человека, тайна «бесовских огней» и чтение мышиных мыслей - «Медицина»

Интересные новости науки за неделю с 29 сентября по 5 октября

Впервые получены яйцеклетки из кожи человека

Ученые из США и Южной Кореи ухитрились получить яйцеклетки человека из клеток кожи. Это сделали в Орегонском университете: в донорскую яйцеклетку с удаленным ядром перенесли ядро из клетки кожи. Оплодотворение таких яйцеклеток сперматозоидами привело к образованию эмбрионов. Правда, ни один из них не смог бы развиться в здорового ребенка — у каждого были хромосомные аномалии. На 5—6 дни после оплодотворения эксперимент прервали.

Однако и успех очевиден. Этот эксперимент теоретически дает надежду на рождение генетически родного ребенка миллионам женщин с полным бесплодием — с удаленными или нефункциональными яичниками, с другими болезнями репродуктивной системы. Ведь генетическая информация о родителях содержится в ядре яйцеклетки, а ядро в эксперименте берется из клетки кожи реципиента.

Вообще, чтобы получить половые клетки из соматических, ученые должны решить ряд задач. Во-первых, у яйцеклеток и сперматозоидов одинарный набор хромосом, а у остальных клеток — двойной. В данном эксперименте ученым удалось с помощью искусственно воссозданного механизма сделать так, что лишние хромосомы были отброшены и в получившейся яйцеклетке были искомые 23 хромосомы — это дает возможность впоследствии ее оплодотворять. Во-вторых, яйцеклеткам нужны специфические условия развития, которые в материнском организме воспроизводятся, а вот в лаборатории — не очень.

А вот сам по себе перенос ядра соматической клетки в донорскую яйцеклетку практикуется давно — таким методом клонируют животных, к примеру. И овечку Долли в 1997 году тоже получили именно так. Но оплодотворения такой метод не подразумевает, и именно поэтому полученный эмбрион абсолютно идентичен родительскому организму. В описываемом же эксперименте принципиально новый подход: в полученных эмбрионах есть хромосомы от обоих родителей, потому что «сконструированные» яйцеклетки оплодотворили донорской спермой.

Таким образом, ученым удалось преодолеть два барьера — во-первых, получить в ядре соматической клетки гаплоидный набор хромосом (23 штуки, а не 46), во-вторых, доказать возможность оплодотворения такой яйцеклетки и развития эмбриона из нее.

Результаты выдающиеся, но до клинического использования потребуются еще десятилетия исследований. Потому что метод от совершенства пока еще очень далек: менее 9% сконструированных яйцеклеток после оплодотворения развились до стадии бластоцисты (5—6 дня после оплодотворения, когда эмбрионы обычно переносят в матку при экстракорпоральном оплодотворении). Ни один из эмбрионов не был хромосомно нормальным. Теперь следующая задача ученых — понять, что делать, чтобы в созданных яйцеклетках правильно распределялись хромосомы. Ни много ни мало — воссоздать великий процесс творения человека.

Уран и Нептун — не ледяные, а каменные гиганты?

На этой неделе планетологи выдвинули экстравагантную версию. Возможно, внутри Урана и Нептуна находится не ледяное ядро («горячий лед», летучее вещество в особом состоянии), как считалось раньше. Вероятно, два сотоварища Земли по Солнечной системе представляют собой крупные каменные ядра, вокруг которых сформировалась легкая газовая оболочка. Об этом писали на этой неделе астрофизики из Университета Цюриха (Швейцария). По их расчетам, собранных данных об Уране и Нептуне слишком мало для того, чтобы быть уверенными в том, что внутри этих планет находятся вода, аммиак и метан в особом состоянии «горячего льда» — при очень сильном нагреве и давлении.

Их расчеты и моделирование показывают: и та, и другая планеты могут ровно с такой же вероятностью содержать каменное твердое ядро массой до половины всей планеты. Да и размером тоже. Напомним, диаметр Урана — 51 тысяча километров, Нептун поменьше — его диаметр 49 тысяч километров.

Возникает вопрос: а как тогда возникают магнитные поля? Швейцарские ученые считают, что магнитное поле генерирует не ядро, как на Земле, а мантия — за счет изменения электропроводности воды и ее перемешивания.

Выражение морды выдает мысли мышей

Французские нейробиологи из университета Экс-Марсель изучили мышиную мимику и доказали: мордочка грызуна может показать, какие мыслительные процессы прямо сейчас происходят в мозге. Иными словами, у мышей на «лице» тоже написаны их мысли (а зачем нам это знание, разберемся потом).

В ходе эксперимента мышей зафиксировали на беговой дорожке и предложили им выбор из двух поилок с наградой — сладкой водой. Награда в поилках то появлялась, то исчезала. В зависимости от этого разные мышки выбирали разную тактику: одни упорно подходили к одной и той же поилке и рано или поздно дожидались появления сиропа, а другие меняли дислокацию в поисках вкусняшки. При этом мышиные мордочки снимали на камеру со скоростью 60 кадров в секунду.

Запись обработали математическими методами и выделили сотни компонентов мышиной микромимики. Параллельно зафиксировали 14 тысяч облизываний поилок, которые совершили мыши. Действия фиксировались для того, чтобы соотнести выражение мышиного «лица» и действие, которое животное предпринимает, — а значит, понять, как когнитивные процессы отражаются на мимике. Параллельно французские нейробиологи сняли активность нейронов в разных областях коры мышиного мозга.

Вывод такой: по морде можно было считать не меньше, а то и больше информации, чем по нейронной активности. Мышь размышляет, ведет когнитивные процессы, рассматривает альтернативные варианты — и все это отражается в ее микромимике. В дальнейшем возможность читать мысли по видео возможно будет распространить на других млекопитающих. Например, на приматов. А если это получится с человеком, то можно будет разрабатывать неинвазивные методы диагностики психических и нейродегенеративных болезней.

«Потусторонние» болотные огни — это подводные микромолнии

Блуждающие огни на болотах волновали людей с древности. Для человека, незнакомого с физикой, мир полон чудес, иногда жутких. А значит, голубоватые огни, которые иногда видны в полной тишине на ночных болотах, издревле наводили на наших предков священный ужас. Одни считали их душами утонувших грешников, другие принимали за призраков, третьи сваливали их появление на нечистую силу.

Вот только парадокс заключается в том, что даже ученые — физики и химики — до сих пор доподлинно не могли объяснить механизм появления болотных огней. Очевидно, они связаны с выделяющимися в воздух над водой газами — гниение органики в болотном иле приводит к выделению метана и фосфина. Но вот как вся эта красота зажигается, откуда берется искра — пока неясно.

Международная команда физиков и химиков, объединенная профессором из Стэнфорда, опубликовала работу, в которой объяснила болотные огни вспышками микромолний. А теперь объясняем пошагово.

Крошечные капли воды умеют накапливать заряд электричества и даже порождать микроискры. Ученые подумали: а не это ли происходит на болотах? В лаборатории провели эксперимент: пропускали через воду микропузырьки метана и воздуха. Высокоскоростная камера, счетчик фотонов и спектрометр улавливали даже самые крохотные вспышки света. Выяснили: пузырьки метана в воде трутся друг о друга и о воду, деформируются — и накапливают в результате заряд. Между двумя заряженными пузырьками при слиянии проскакивает наноискра электричества — микромолния. Размера и энергии таких микромолний оказалось достаточно, чтобы заставлять светиться молекулы метана, способствуя их окислению и образованию свободных радикалов.

По мере того как все это происходит и пузырьки скапливаются у поверхности, появляется видимое свечение холодного спектра — те самые синие блуждающие огоньки. То есть «спичкой» выступают искры, возникающие между пузырьками под водой.

Бороться с аритмией поможет индивидуальная компьютерная модель сердца

Фибрилляция предсердий (мерцательная аритмия) — самая распространенная форма аритмии, которая убивает сотни тысяч людей ежегодно. При этом предсердия сокращаются несинхронно с желудочками. Это повышает риск инсульта, сердечной недостаточности и тромбоза. Мерцательную аритмию нередко лечат, выжигая очаг электрическим током. Однако примерно у половины пациентов возникают рецидивы. Есть мнение, что причина такой неэффективности связана с фиброзом, который распространяется дальше выжигаемого очага.

В лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ разработали компьютерную модель, которая создает по данным пациента персонализированную модель его сердца, диагностирует очаги фиброза и строит прогноз максимально эффективного в данном случае лечения от аритмии. Данные получают с помощью МРТ с гадолиниевым контрастом. На снимках МРТ отмечаются очаги фиброза, которые и отвечают за возникновение аритмий.

Исследована была электрофизиологическая сторона вопроса. С помощью МРТ пациента создаются индивидуальные модели предсердий, и на этих моделях можно рассчитать эффективность антиаритмического препарата, с учетом не только классических данных, но и персональной, специфичной электрофизиологии пациента. Таким образом можно «настраивать» лечение и визуально рассчитать эффективность применения различных препаратов, выбирая из них оптимальный.

Итак, российские ученые сделали очередной шаг к персонализированной медицине. Вопрос в том, когда сводки новостей из реальных больниц и отчеты ведущих медицинских лабораторий наконец сойдутся.

Подписывайтесь на
телеграм-канал,
группу «ВКонтакте» и
страницу в «Одноклассниках» «Реального времени». Ежедневные видео на
Rutube и
«Дзене».