Astoņi interesanti zinātnieku atklājumi pēdējo gadu laikā

Daži atklājumi ir patiešām satriecoši, bet reizēm pētniekiem palīdz vienkārša veiksme.

Sena proteīna attīstība pārvērta vienšūņus daudzšūņos

Apmēram 37 miljardi – tik daudz molekulu veido viens dzīvs ķermenis. Izrādās, faktā, ka vienšūņi sāka pārtapt daudzšūnu organismos, liela nozīme bijusi molekulai GK-PID. Pētnieki atjaunojuši un izpētījuši šo seno molekulu, kuras mutācija pirms aptuveni 800 miljoniem gadu būtiski mainīja dzīvi uz Zemes. Pēc Čikāgas universitātes biologa Josefa Torntona teiktā, GK-PID var uzskatīt par molekulāru karabīni, kas “satur” kopā vairākas hromosomas uz šūnas membrānas iekšējās sieniņas. Kā zināms, šūnu dalīšanās laikā veidojas papildu hromosomu komplekts, kas ir jāpārvieto uz jaunajām šūnām. GK-PID darbība ļauj šūnai pareizi “nokopēties” un izvairīties no iespējamām mutācijām. Aizraujošais atklājums ļauj secināt, ka GK-PID senā versija nedarbojās tādā pat veidā kā šodien. Proti, daudzšūnu organismi ir konkrētas identificējamas mutācijas rezultāts, kuras rezultātā kāda šūna sāka strādāt kā ģenētiskā karabīne.

Atklāts jauns lielākais pirmskaitlis – svarīgi modernajai kriptogrāfijai

Pērn janvārī, projektā “Lielā interneta Mersena pirmskaitļu meklēšana” Centrālās Misūri universitātes datorlaboratorijā tika izskaitļots kārtējais lielākais pirmskaitlis: 2^(74 207 281) – 1. Ikviens šāds Mersena pirmskaitlis ir svarīgs – šobrīd to ir 49, jo tos kopā ar kompleksiem skaitļiem izmanto modernajā kriptogrāfijā. Jaunais pirmskaitlis ir par pieciem miljoniem zīmju garāks nekā iepriekšējais un saprātīgi to var pierakstīt vien kā skaitļa divi pakāpi. Lai milzīgo skaitli izdrukātu, atkarībā no burtu lieluma, būtu nepieciešamas aptuveni 6000 – 7000 papīra loksnes. Brīvprātīgais pirmskaitļu meklēšanas projekts darbojas jau vairāk nekā divdesmit gadu, Centrālās Misūri universitātes matemātikas profesors Kērtiss Kūpers projektam pievienojās 1997.gadā, tagad divās universitātes pilsētiņās šim nolūkam ir izvietoti 800 datoru.

Insulta pacientiem injicētas cilmes šūnas atjauno spēju staigāt

Pētniekiem ir izdevies veiksmīgi izmantot cilmes šūnas, lai palīdzēt hroniskiem insulta pacientiem, kuri bija zaudējuši motorās spējas, tostarp nespēja staigāt. Būtiskākais, ka metode ne vien uzrādīja labus rezultātus, bet tai nebija būtisku blakusefektu. Tas ir neticami un ļauj pētniekiem no cita skatu punkta pētīt smadzeņu bojājumus. Stenfordas universitātes medicīnas skolā veiktajos klīniskajos pētījumos dažiem insulta pacientiem modificētas cilmes šūnas SB623 (tās iegūst no divu donoru kaulu smadzenēm un modificē, lai uzlabotu šūnu spēju atjaunot neiroloģiskas funkciju) tika injicētas tieši smadzenēs, procedūra esot radījusi vien nelielas galvassāpes, taču būtiski atjaunoja motorās spējas. Tiesa, arī šis bija neliels pētījums, kas lielākoties bija paredzēts procedūru drošības pārbaudei, bet darbs pie metodes attīstīšanas turpinās.

Iesūknējot zemē oglekļa dioksīdu, to var pārvērst cietā akmenī

Atmosfērā esošā oglekļa dioksīda (CO2) līmeņa mazināšana ir svarīga, lai iespēju robežās neitralizētu klimata izmaiņas uz Zemes. Kaut arī par šo problēmu tiek runāts gadiem ilgi, tomēr, pēc zinātnieku aplēsēm, 2016.gadā CO2 līmenis atmosfērā ir augstākais teju pēdējo četru miljonu gadu laikā. Zemes atmosfērā oglekļa dioksīda apjoms patlaban sasniedz 0,04%, kaut arī vēl pirms dažiem desmitiem gadu tas bija ap 0,035%. Zinātnieki, iespējams, ir atraduši veidu, kā kontrolēt CO2 līmeni. Proti, oglekļa dioksīds tika iesūknēts Islandes vulkāniskajā pamatiezī 150 metru dziļumā, tā paātrinot dabiskos procesus, kuru laikā bazalta ieži pārvēršanas karbonātos, bet pēc tam – kaļķakmenī. Normāli šādi procesi prasa simtiem tūkstošus gadu, bet islandiešu zinātnieku vadītā grupa to spēja paveikt divu gadu laikā. “Noķerto” oglekļa dioksīdu var glabāt pazemē vai arī izmantot būvniecībā, lai tas nekad vairs neatgrieztos atmosfērā. Jāpiebilst, ka šī nebūt nav vienīgā zinātnieku grupa, kas veiksmīgi pēta iespējas, kā oglekļa dioksīdu pārvērst karbonneitrālā degvielā.

Alu grundulis spēj rāpot

Pēdējo 170 gadu laikā zinātnieki ir secinājuši, ka mugurkaulnieki attīstījās no zivīm, kas peldēja Zemes senajās jūrās. Taču Ņūdžersijas Tehnoloģiju institūta pētnieki atklāja, ka Taivānas alu grunduļi spēj rāpties pa sienām un tiem piemīt tādas pat anatomiskās īpašības kā amfībijām vai reptiļiem. Tas ir milzīgs atklājums, kas ļauj labāk izprast evolūciju un to, kā no aizvēsturiskajām zivīm attīstījās pirmie sauszemes dzīvnieki. Alu grunduļi no citām zivju sugām atšķiras ar gaitu, kas ir pielīdzināma “spēcīgai iegurņa kustināšanai” rāpšanās laikā. Pētnieki Taivānas alu grunduļus atklāja pilnīgi tumšās alās.  Šīs zivis ir ne tikai pilnīgi aklas, bet spēj pārvietoties pa sienām pretēji ūdens kustībai.

Iespējams, ar vēzi var palīdzēt cīnīties imūnterapija jeb šūnas -“superslepkavas”

Zinātnieki visā pasaulē meklē labākos veidus, kā cīnīties ar audzējiem. Viena no pētāmajām metodēm – imūnterapija, proti, ārstēšana, kas palielina paša organisma imūnsistēmas “jaudu”. Vēža šūnas spēj ļoti labi izvairīties no organisma dabiskās aizsardzības mehānismiem, tostarp “mijiedarbojoties” ar imunitāti aizsargājošām T-šūnām. Imūnterapijas būtība ir pārvērst šīs šūnas “uzbrucējos”, kuri mērķtiecīgi iznīcina “atkritējus” – vēža šūnas. Turklāt imūnsistēmai piemīt “atmiņa”, tādēļ tiek cerēts, ka tā cīnīsies pret ļaundabīgajām šūnām ilgāku laiku. Pensilvānijas universitātes pētnieki Karls Džūns, Deivids Porters un Brūss Levins ir izgudrojuši veidu, kā apvienot pacienta T-šūnas ar ģenētiski mainītām HIV vīrusa šūnām, tā radot superjaudīgas slepkavnieciskas T-šūnas. Jaunā metode sniedz cerības slimniekiem ar 4.stadijas audzējiem, kuri līdz šīm vairs nebija cerību izārstēties. Pirms dažiem gadiem publicētie provizoriskie rezultāti ir iespaidīgi, taču līdz konkrētai terapijai vēl ir tāls ceļš ejams.

Dzintara gabalā atrasta dinozaura aste

Pēdējo gadu laikā ir bijis maz zinātnes notikumu, kas izraisīja tik lielu viļņošanos kā šis. Mjanmas dzintara tirgū atrastais dzintara gabals ar 3,6 centimetru garu Juras laikmeta fosīliju mūs aizved aptuveni 99 miljonu gadu senā pagātnē. Unikālajam priekšmetam uzmanību pievērsa Ķīnas ģeozinātņu universitātes paleontoloģe Lida Ksinga, kas meklēja gabaliņus ar ķirzakām un kukaiņiem. Pētnieki domā, ka spalvainā aste reiz piederēja nelielam divkājainam zauram, kuram līdzīgi attēloti slavenajā filmā “Juras laikmeta parks”. Astes spalvu izliekums un kontūras vedina domāt, ka tās reiz rotājusi koelurozaura (Coelurosauria) ādu. Šķiet, šis zaurs nav mācējis lidot. Atradums piedāvā unikālu ieskatu spalvu attīstībā.

Ideāla vīna pudele, no kuras nekas nenopil

Ikvienam, kurš lej glāzēs vīnu, ir vēlme, lai nenolītu neviena pilīte. Brandeisa universitātes fiziķis, izgudrotājs un vīna cienītājs Daniels Perlmans apgalvo, ka ir atradis risinājumu. Viņš trīs gadus pētīja šķidruma plūsmas pāri kakliņam, un atbilstoši savu novērojumu rezultātiem izveidoja pudeli ar aptuveni divu milimetru platu un vienu milimetru dziļu gropi tieši pie kakliņa malas. Tādējādi vīns, kas citādi notecētu gar pudeles malu, iepil gropē un pēc tam glāzē. Pašreizējais pudeļu dizains ir tapis XIX gadsimta sākumā un kopš tiem laikiem nav būtiski mainījies. Iespējams, ir pēdējais brīdis to pilnveidot. Starp citu, Perlmanam pieder apmēram simts dažādu patentu, viņš savu roku ir pielicis gan specializēta laboratoriju aprīkojuma uzlabošanai, gan mājās lietojamam miniatūram radona detektoram. Kopā ar bioloģijas profesoru K.Hajesu viņš izstrādāja kafijas miltus.

Foto: publicitātes