Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Учёные нашли альтернативную эволюцию — в космосе бактерии и вирусы развиваются иначе
20.01.2026 [18:13],
Сергей Сурабекянц
Контролируемый эксперимент на борту Международной космической станции (МКС) показал, что в космосе микроскопическая жизнь подчиняется иным законам и даже простая вирусная инфекция протекает по-другому. Когда бактерии и вирусы-фаги взаимодействуют в условиях микрогравитации, оба организма эволюционируют новыми способами, не наблюдаемыми на Земле. Понимание того, как микробы адаптируются в этой среде, может дать учёным новую основу для разработки биотехнологий. 
Источник изображения: everypixel.com Результаты, опубликованные в журнале PLOS Biology, получены исследователями из Университета Висконсина в Мэдисоне. Они изучили взаимодействие между кишечной палочкой (Escherichia coli, E. coli) и инфицирующим её вирусом — бактериофагом T7. Идентичные образцы параллельно культивировались как на Земле, так и на орбите, чтобы понять, как отсутствие гравитации влияет на циклы заражения, скорость мутаций и стратегии выживания. На Земле жидкости, содержащие микробы, постоянно перемешиваются конвекцией – тёплые области поднимаются, холодные опускаются. Это движение способствует частым столкновениям вирусов и бактерий, ускоряя инфекцию и размножение. Однако в условиях микрогравитации эти привычные потоки исчезают. Без гравитационного перемешивания всё остаётся в подвешенном состоянии — взаимодействия зависят лишь от медленного молекулярного дрейфа, а не от естественного движения жидкости. 
Источник изображения: techspot.com Исследовательская группа обнаружила, что, хотя фаги на борту МКС все ещё могли инфицировать кишечную палочку, этот процесс протекал гораздо медленнее. Меньшее количество столкновений заставило как бактерии, так и вирусы адаптироваться. Фаги начали оптимизировать свою способность прикрепляться к клеткам, с которыми они сталкивались, в то время как бактерии тонко настраивали поверхностные рецепторы, чтобы противостоять этим же атакам. Замедленная, но непрерывная борьба изменила генетический ландшафт обоих организмов. Полногеномное секвенирование показало, что в образцах с МКС развились уникальные мутации, отсутствующие в контрольной группе на Земле. Фаги, появившиеся в космосе, накопили генетические изменения, которые повысили их способность связываться с бактериальными рецепторами, в то время как кишечная палочка изменила гены, участвующие в работе этих рецепторов, чтобы противостоять вирусной атаке. Исследователи использовали глубокое мутационное сканирование — высокоточный метод картирования эффектов тысяч мутаций — чтобы отследить, как эти изменения перестраивают белки, связывающие рецепторы фагов. Эта молекулярная перестройка имела неожиданный эффект. Когда эволюционировавшие в космосе фаги были позже протестированы на Земле, они оказались более эффективными против штаммов кишечной палочки, вызывающих инфекции мочевыводящих путей — патогенов, часто устойчивых к стандартным фагам Т7. 
Источник изображения: rupixel.ru Хотя по словам руководителя исследования Сриватсана Рамана (Srivatsan Raman) это открытие стало случайным, его последствия выходят далеко за пределы МКС. Наблюдения за эволюцией в замедленной среде демонстрируют, как вирусы манипулируют своим генетическим кодом в ограниченных условиях. Эта информация может лечь в основу новых стратегий разработки фаговых терапевтических средств — специально созданных вирусов, нацеленных на бактерии, устойчивые к антибиотикам. По мнению исследователей, главным практическим препятствием подобных экспериментов остаётся их высокая стоимость, но результаты могут улучшить методы лечения земных инфекций и повысить медицинские меры безопасности для астронавтов, находящихся в длительных миссиях на Луну или Марс. ИИ за пару дней решил загадку супербактерий, над которой учёные бились годами
02.07.2025 [12:38],
Алексей Селиванов
Профессор Хосе Р. Пенадас (Jose R Penades) и его команда из Имперского колледжа Лондона на протяжении десятка лет выясняли, почему некоторые супербактерии устойчивы к антибиотикам. Когда исследование наконец было закончено, ученые сформулировали для ИИ от Google суть проблемы. И тот за два дня пришел к тем же выводам, на которые у микробиологов ушли годы. 
Источник изображения: National Institute of Allergy and Infectious Diseases/Unsplash Профессор рассказал BBC, что был шокирован результатом, поскольку его исследование не было опубликовано и нейросети не могли узнать о нем из открытых источников. Хосе Р. Пенадас даже спросил у Google, не было ли у них доступа к его компьютеру. Доступа, конечно, не было. «Я был в магазине с кем-то из знакомых и сказал: „Пожалуйста, оставь меня одного на час, мне надо это переварить“», — рассказал он в эфире программы Today на BBC Radio Four. По словам ученого, дело даже не в том, что ИИ предложил одну гипотезу, которая оказалась верной. Система выдала ещё четыре гипотезы, и все они имели смысл. Одна из них вообще не приходила исследователю в голову. В итоге и микробиологи, и ИИ пришли к выводу, что супербактерии (невосприимчивые к антибиотикам микроорганизмы) могут формировать из разных фрагментов вирусов «ключи», которые позволяют им переходить «из одного дома в другой», то есть от одного вида хозяина к другому. Важно то, что эта гипотеза была уникальной для команды Пенадаса и нигде не публиковалась. Теперь все участники проекта уверены, что ИИ изменит науку и значительно ускорит научные открытия. Разработано бактерицидное покрытие из меди для сенсорных экранов, и оно прозрачное
04.05.2024 [12:26],
Геннадий Детинич
Человечество столетиями использует медьсодержащие препараты для борьбы с грибковыми и бактериальными заболеваниями растений. Также медь известна способностью при контакте убивать болезнетворные бактерии человека. Добавка меди к покрытию сенсорных экранов значительно снизила бы биологическую опасность использования сенсорных дисплеев в общественных местах, что в «постковидные» времена пришлось бы весьма кстати. К сожалению, медь непрозрачна, но варианты нашлись. 
Наноструктурированное антимикробное медное покрытие сенсорных дисплеев. Источник изображения: ICFO Исследователи из испанского Каталонского института исследований и перспектив (ICREA), Института фотонных наук (ICFO) и корпорации Corning придумали, как сделать медное покрытие дисплеев прозрачным для видимого света и сохранить при этом его бактерицидные свойства. Придуманное решение назвали TANCS или, по-русски «прозрачная наноструктурированная медная поверхность». На первом этапе процесса на подложку Corning Gorilla Glass нанесли плёнку из меди. Затем с помощью техпроцесса «быстрый термический отжиг» плёнку нагревали до 390 ℃ и выдерживали при этой температуре 10 мин, после чего охлаждали. В результате такой процедуры плёнка растекалась на множество равномерно размещённых медных наночастиц. Проверка показала, что в таком виде покрытие сохраняет антибактериальные свойства меди, но стало прозрачным, нейтральным по цвету и сохранило электропроводность. Дополнительно поверх пленки были нанесены слои диоксида кремния и фторсиланов (водо- и жироотталкивающих соединений), что дополнительно повысило прочность покрытия и повысило его эффективность. В ходе испытаний было установлено, что покрытие TANCS в течение 2 ч уничтожает 99,9 % бактерий золотистого стафилококка. При этом покрытие оставалось целым и эффективным даже после многократных процедур очистки чистящими средствами. Проверка по ускоренной процедуре показала, что если в течение 2 лет такое покрытие дважды в день тщательно очищать, то оно полностью сохранит свои бактерицидные и другие свойства. «Хотя для полноценного коммерческого применения необходимы дальнейшие разработки, это шаг в правильном направлении, позволяющий создать антимикробные сенсорные экраны для общественных или персональных дисплеев», — заявили разработчики. МКС стала рассадником устойчивых к антибиотикам бактерий-мутантов
23.04.2024 [12:37],
Геннадий Детинич
Очевидно, что присутствие островка жизни на орбите в виде Международной космической станции создало там особые условия для эволюции бактерий, которых никогда не было на Земле. Микрогравитация и радиация заставляют бактерии мутировать непредсказуемым для учёных образом и можно только догадываться, к чему это приведёт. Предварительные исследования показывают, что тенденции выглядят угрожающе. 
Источник изображения: NASA В сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения NASA группа индийских учёных провела анализ бактериальных штаммов с МКС и тех же видов, полученных на Земле. Всего было выделено 13 штаммов бактерии Enterobacter bugandensis. Оказалось, что эта бактерия заселила всё внутри станции и стала доминирующей на её борту. Причём её сравнение с земными прародителями оказалось явно не в пользу последних. Космические колонии Enterobacter bugandensis стали более устойчивыми к антибиотикам, чем их земные сородичи. Это ещё не катастрофа, но повод задуматься, что будет, когда на орбите появятся коммерческие орбитальные станции и контроль над стерильностью грузов и здоровьем путешественников ослабнет? Но это ещё не все проблемы. Также была обнаружена связь между Enterobacter bugandensis и рядом других бактерий. Так, они оказали поддержку колониям нескольких грамположительных бактерий и, в частности, Staphylococcus saprophyticus, которые могут стать возбудителями инфекций и представлять опасность для людей. За 24 года на МКС побывало около 300 астронавтов, космонавтов и туристов. Интенсификация полётов, связанных с освоением Луны и окололунного пространства выведет проблему на новый уровень как с количественной точки зрения (в космосе побывает больше людей и грузов), так и с качественной (в отсутствие магнитного поля Земли действие радиации усиливается). Хорошо бы оказаться к этому готовыми. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
