Гены против гравитации

31.03.2015

Устройство живых организмов зависит от того, где они живут, и огромное количество самых разных факторов определяют и строение тела, и физиологию, и поведение - хоть у бактерий, хоть у людей. Среди таких факторов можно выделить самые универсальные, которые легко перечислить: например, температуру среды, или влажность, или концентрацию кислорода в воздухе или воде. Но есть кое-что, о чем вспоминают довольно редко. Речь идет о силе гравитации, которая действует на всех и всегда. Могла ли она сыграть свою роль в формировании облика живых существ?

Биологи довольно давно задаются этим вопросом: так, еще 100 лет назад Д’Арси Томпсон высказал предположение, что у животных форма тела во многом определяется силой тяжести, и если бы она была на Земле вдвое больше, никакого прямохождения у приматов не выработалось, и вообще все четвероногие были бы коротконогими и передвигались, как ящерицы. По-видимому, эволюция должна была как-то отозваться на гравитационный фактор, но что за молекулярно-клеточные механизмы помогли нам приспособиться к гравитации, удается узнать только сейчас.

Макото Фурутани-Сейки (Makoto Furutani-Seiki) вместе со своими коллегами из Университета Бата и при участии исследователей из Японии, Австрии и США сумели найти ген, который отвечает за формирование у животных "трехмерного" тела. Когда его отключали у рыб, развитие тканей нарушалось, друг относительно друга они располагались неправильно, и все тело сильно уплощалось в направлении действия гравитационной силы. Если он не работал в культивируемых человеческих клетках, они переставали объединяться в объемные скопления. В статье в Nature авторы пишут, что этот ген, называемый YAP, служит регулятором молекулярной машины, от которой зависят механические силы в клетках и между ними - правильное распределение таких сил необходимо для создания большинства органов и частей тела. Грубо говоря, благодаря YAP мы можем противостоять гравитации и вообще обладать более-менее объемным, а не плоским, телом.

Как именно работает антигравитационный ген, как и когда он включается и что за другие гены находятся у него в подчинении, нам еще предстоит выяснить. Дальнейшие эксперименты здесь не только позволят узнать, почему мы стали выглядеть так, как выглядим сейчас, но и помогут разработать надежные методы создания искусственных органов. Управляя генетической системой, отвечающей за "объемность" органа, мы сможем, например, выращивать в лаборатории печень или почку нужных размеров, которые не будут отличаться от настоящих - чтобы потом пересадить их взамен испортившихся.

<< Назад: Силовое поле для защиты транспортных средств 31.03.2015

>> Вперед: Звуковые процессоры xCORE-Audio 30.03.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Портативная клавиатура Keychron 06.03.2026

Компания Keychron представила новую компактную клавиатуру Keychron B11 Pro, которая складывается пополам и благодаря этому занимает минимум места при транспортировке. В сложенном состоянии устройство без труда помещается в сумке, что делает его удобным аксессуаром для мобильной работы. При этом разработчики постарались сохранить полноценный комфорт набора текста, характерный для более крупных клавиатур. Особенностью устройства стала так называемая плоская компоновка Alice. В отличие от традиционных прямых клавиатур, в этой конструкции блоки клавиш слегка разделены и развернуты под небольшим углом. Такое расположение позволяет рукам занимать более естественное положение во время набора текста, благодаря чему уменьшается нагрузка на запястья при продолжительной работе. При этом раскладка остается привычной, поэтому пользователям не требуется долго привыкать к новому устройству. Клавиатура совместима с операционными системами MacOS, Windows и Linux. Инженеры предусмотрели оригинальн ...>>

Разная динамика старения братьев и сестер 05.03.2026

Вопрос о том, почему люди стареют с разной скоростью, давно интересует ученых. Одни сохраняют здоровье и активность до глубокой старости, тогда как у других возрастные изменения проявляются значительно раньше. Особенно любопытной эта проблема становится, когда речь идет о родных братьях и сестрах, которые имеют схожую наследственность и выросли в одной семье, но со временем начинают заметно отличаться по состоянию здоровья и темпам старения. Исследования немецких ученых показывают, что даже близкие родственники могут стареть по-разному, и объясняется это не только различиями в образе жизни. По их оценкам, примерно 55% процессов старения определяется наследственными факторами. Остальная часть зависит от внешних условий, включая питание, уровень физической активности, степень стресса и общие условия жизни. Особенно показателен пример однояйцевых близнецов, генетический набор которых почти полностью совпадает. Несмотря на это, если такие люди живут в разных условиях, их биологически ...>>

Случайная новость из Архива Обоняние заставляет толстеть 05.07.2017 Обоняние очень сильно связано с чувством вкуса, с чувством голода и с аппетитом: если еда пахнет бесцветно, вряд ли мы будем уплетать ее за обе щеки, если же запах, наоборот, очень приятный, то мы рискуем съесть даже больше, чем нужно, рискуя потолстеть. Однако, как показали эксперименты исследователей из Калифорнийского университета в Беркли, из-за вкусных запахов можно потолстеть, даже не переедая. Эндрю Диллин (Andrew Dillin) и его коллеги, изучающие влияние обоняния на обмен веществ и пищевое поведение, решили узнать, что произойдет, если обоняние вообще выключить. Подопытных мышей модифицировали так, чтобы их обонятельные нейроны синтезировали рецептор к дифтерийному токсину. Мыши росли и развивались, как обычно, но потом в какой-то момент им вводили этот токсин, который убивал обонятельные клетки, после чего животных делили на две группы: одни питались обычной едой, а других сажали на диету с повышенным содержанием жиров, от которой они должны были набрать лишний вес. Через три месяца мыши, сидевшие на обычной, нежирной еде весили примерно одинаково, хотя животные без обоняния были чуть легче. Зато существенная разница была у тех, которых кормили жирным: и те, и другие потолстели, но те, которые не чувствовали запахи, весили на целых 16% меньше. Сам собой напрашивается вывод, что мыши без чувства обоняния просто меньше ели, однако авторы работы особо подчеркивают, что это не так: все ели одинаково. Также никакой разницы не было в физической активности - нельзя сказать, чтобы мыши без обоняния как-то больше резвились, а те, которые продолжали чувствовать запахи, больше ленились. Мыши, неспособные чувствовать запахи, действительно сжигали больше калорий, но это у них происходило не за счет физкультуры, а за счет бурого жира. Так называют разновидность жировой ткани, в которой жиры не накапливаются, как в белом жире, а расщепляются с образованием тепла. Бурый жир согревает тело в холод, его много у животных, у младенцев, но и у взрослых людей, как выяснили сравнительно недавно, он тоже есть. Оказалось, что у мышей без обоняния активность бурого жира сильно возрастала, более того, клетки белого - запасающего - жира начинали перерождаться в бурый. В результате мыши оказывались заметно стройнее. Исследователи поставили обратный эксперимент, с помощью генетических модификаций усилив чувство обоняния у животных. И такие суперчувствительные к запахам мыши действительно в итоге оказались толще обычных, хотя тем и другим давали одинаковое количество еды. То есть обоняние влияет на энергетический обмен, и от запахов - точнее, от восприятия запахов - зависит, будут ли питательные вещества в виде жиров откладываться про запас, или же их утилизируют. Как именно обонятельные сигналы связаны с метаболизмом, еще предстоит выяснить - возможно, когда мы узнаем, что за сигналы тут задействованы, то сможем создать новое эффективное средство для похудения. Конечно, еще предстоит выяснить, работает ли такой механизм у людей; с другой стороны, в медицине известны случаи, когда люди, перестав чувствовать запахи, теряли в весе. Не исключено, что люди с ожирением могут сбросить вес, просто время от времени отключая собственное обоняние.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026