Ветряное электричество на бактериях

30.07.2016

Докторант Тайлер Шендрук (Tyler Shendruk) и его коллеги из Оксфордского университета создали виртуальную модель миниатюрной "ветряка", которая вместо энергии ветра использует для своей работы поток движущихся бактерий кишечной палочки (E.coli).

Ученые смоделировали на компьютере плавание бактерий в жидкой питательной среде (агаре). После чего виртуально "поместили" в центр этой жидкости вращающийся на оси диск-ротор. Поскольку бактерии движутся хаотично, диск также двигался случайным образом, поворачиваясь то в одну сторону, то в другую.

Однако когда в ту же жидкость поместили уже несколько дисков, расположенных рядами, через равные промежутки друг от друга (на всякий случай еще раз напомним, что все это происходило в рамках компьютерной модели), характер их вращения внезапно стал стабильно упорядоченным. А именно, каждый ротор постоянно вращался в одном и том же направлении - по часовой стрелке или против, - причем направления вращения соседних дисков всегда были противоположными.

Шендрук с коллегами объяснили это тем, что бактерии образовали с дисками самоорганизующуюся систему. Каждый ротор стал центром обтекающего его со всех сторон потока бактерий, который движется всегда в одну сторону (отсюда и противоположность вращения соседних дисков). Можно сказать, что другого выхода у кишечных палочек и не было, ведь в противном случае их движение вообще бы остановилось.

Аналогичные процессы самоорганизации клеток, пишет Шендрук в своей статье, часто наблюдаются и в многоклеточных живых организмах - особенно в растущих тканях, когда масса клеток организованно движется в одно и то же место. "Это спонтанное, но слаженное действие", - отмечает ученый.

В целом, значение данной работы состоит не только в создании эффектной модели, демонстрирующей один из важнейших биологических принципов. Конечно, вырабатывать так энергию едва ли целесообразно, однако полученные результаты могут также помочь инженерам в разработке механизмов, включающих живые клетки. Такие механизмы уже разрабатываются: например, это похожий на ската робот, которого приводят в движение клетки сердечной мускулатуры.

<< Назад: В вены человека запустят нанороботов 30.07.2016

>> Вперед: Больше мозг - выше риск психических заболеваний 29.07.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Антибиотики замедляют старение 01.06.2013 Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны обнаружили группу генов, которые имеют существенное влияние на продолжительность жизни, причем управлять этим процессом можно с помощью доступных препаратов, в частности антибиотиков. Швейцарские ученые первыми обнаружили механизм, действующий внутри митохондрий и значительно замедляющий процесс старения, по крайней мере в лаборатории и на модельных организмах - червях нематодах и мышах. Оказывается, введение антибиотиков молодым особям может значительно продлять жизнь животных, а возможно и человека. Почему в однородной популяции одного и того же вида, некоторые люди живут в три раза дольше, чем другие? Этот вопрос ставил в тупик ученых на протяжении столетий. Швейцарские ученые полагают, что нашли на него ответ. Раскрыт механизм, нарушение которого с помощью антибиотиков увеличивает продолжительность жизни нематод в 1,6 раза. Судя по всему, тот же механизм добавляет мышам (обычно живущим 365-900 дней) дополнительные 250 дней жизни. Механизм работает внутри митохондрий, органелл, которые преобразуют питательные вещества в белки и АТФ, используемую в качестве источника энергии для мышц. Ученые проанализировали геном мышей с разной продолжительностью жизни и обнаружили группу из трех генов расположенных на хромосоме номер два, которая до сих пор не рассматривалась как цель для поиска важных факторов старения. Однако измерения показали: 50%-ное снижение экспрессии этих трех генов, и, следовательно, количества белков, которые они кодируют, прибавляет мышам 250 "лишних" дней жизни. Затем ученые проверили свое открытие на нематодах: сокращение производства тех же белков также продлило жизнь: на 60% (с обычных 19 до более чем 30 дней). В целом исследование показало, что наличие митохондриальных рибосомных белков (MRP) обратно пропорционально продолжительности жизни. Снизить количество этих белков можно с помощью доступных препаратов, например, антибиотиков. К сожалению, продлить жизнь таким способом можно только молодым особям: аналогичная терапия на взрослых особей не действует. Открытие швейцарских ученых обещает блестящие перспективы в плане продления жизни. Новый механизм прост и не только увеличивает время жизни, но и позволяет длительное время поддерживать здоровье. Так, нематоды, которые подверглись лечению, находились в превосходной форме гораздо дольше своих собратьев и обладали повышенными выносливостью и силой мышц. Ученые считают, что обнаруженный ими механизм работает и у других млекопитающих, включая людей. Правда, для создания соответствующей терапии, продляющей здоровую жизнь, требуются весьма сложные и продолжительные исследования. Во-первых, терапию нужно проводить в строго конкретный период развития молодого организма, и это период для людей еще не определен, а во-вторых, для получения результатов проведенной на людях терапии придется собирать статистику длиной в жизнь подопытных. Но, скорее всего, желающих принять участие в подобном эксперименте будет достаточно.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026