Сен 26 2009

Лунная АЭС взяла низкий старт в тестах на Земле

Tag: ВселеннаяNewsmaker @ 17:33

Обычная атомная электростанция может показаться сложным объектом, но настоящие трудности начинаются тогда, когда требуется втиснуть подобный комплекс в футляр длиной всего в несколько метров, а потом высадить его на Луне для многолетней работы без обслуживания. Да и создать АЭС мощностью как у малолитражной легковушки ничуть не проще, чем разработать станцию на несколько гигаватт.

Американская лунная база должна появиться на нашем естественном спутнике где-то после 2020 года. Среди прочих важных вопросов, которые ещё предстоит решить, видное место занимает обеспечение её энергией. Самый простой вариант — поля солнечных батарей. Но он не идеален.

Если базу строить вблизи одного из полюсов (пока учёные больше склоняются к южному), для неё надо будет подобрать очень специфическое место. Там должен быть вечно затенённый кратер (в таком, предположительно, можно будет добывать водяной лёд), но в то же время рядом необходим участок, освещаемый солнечными лучами постоянно. Либо придётся прокладывать длинные кабели от солнечных батарей к базе.

Ну а если станция будет создана не у полюса, солнечные батареи там смогут работать лишь половину лунных суток — считай полмесяца. А на вторую половину (лунную ночь) энергию нужно будет запасать в аккумуляторах колоссальной ёмкости и, соответственно, веса. А их надо ещё на Луну доставить…

придуманы реакторы для получения кислорода, роботы-землекопы, призванные подготовить площадку под базу, лунные авто и разнообразные герметичные луноходы, изобретена даже оригинальная навигационная система для Луны (иллюстрация NASA).

Вариант с ядерной электростанцией, несмотря на усложнение комплекса, сулит массу преимуществ. Миниатюрная АЭС поставляла бы ток непрерывно, а места бы занимала — как автобус. Помнится, специалисты как-то даже высказывали идею применения ядерных ракетных двигателей в лунной программе. Но она пока остаётся предметом дискуссии — нынешний план возвращения людей на Селену предусматривает использование традиционных химических ракет. АЭС же на лунных просторах вполне может появиться.

В начале августа этого года NASA совместно с министерством энергетики США (Department of Energy) завершило первую серию важных тестов в рамках программы “Ядерный источник энергии на поверхности” (Fission Surface Power — FSP).

Выходная мощность такой станции поначалу должна составить всего 40 киловатт. Этого вполне хватит для функционирования небольшой базы, зарядки луноходов и питания разнообразного оборудования, разбросанного вокруг форпоста земной цивилизации. В дальнейшем число модулей АЭС можно будет увеличить, подняв выработку электричества вплоть до одного мегаватта, чего должно быть достаточно для работы большого лунного “посёлка”.

Эта же станция могла бы послужить прообразом (и испытательным образцом) аналогичного источника энергии для марсианской пилотируемой миссии. Не зря о миниатюрной атомной станции мечтают “колонизаторы Марса”. От каждого квадратного метра солнечных панелей на Красной планете можно получить заметно меньше энергии, чем на Земле или Луне. Проблема усугубляется ещё и пылевыми бурями. Ну и запас на ночь никто не отменял, а сколько стоит “заброска” килограмма груза на Марс?

Вернёмся, впрочем, к проекту FSP. В основе этой системы будет лежать маленький ядерный реактор (по размеру как обычное мусорное ведро), охлаждаемый жидким металлом (смесью натрия и калия). Этот поток будет направлен в тепловую машину, связанную с генератором. Как варианты специалисты рассматривают комбинацию турбины и компрессора (работающую по закрытому циклу Брайтона), термоэлектрический генератор и ряд других способов конверсии энергии. Но самый реальный кандидат, как говорят инженеры, вариант с низким уровнем технического риска, — это двигатели Стирлинга.

Именно их недавно и проверили в деле. Американская компания Sunpower построила для проекта пару расположенных друг напротив друга стирлингов-генераторов со свободными поршнями, вырабатывающих ток при подведении внешнего тепла. В тестах системы FSP в качестве источника жара использовался мощный электрический нагреватель, поставляющий этим стирлингам поток жидкого металла при температуре 550 градусов Цельсия.

Marshall Space Flight Center) (фотографии NASA).

В серии испытаний стирлинги-генераторы вырабатывали непрерывную мощность в 2,3 киловатта, а их КПД составил 32%, сообщает американское космическое агентство. Ли Мэйсон (Lee Mason) из исследовательского центра Гленна (Glenn Research Center), один из ведущих учёных проекта FSP, отозвался о системе так: “Она очень эффективна и надёжна, и мы считаем, что система сможет работать в течение восьми лет без присмотра”.

В дополнение к этим тестам стирлинги испытали на работоспособность в условиях сильной радиации, а именно — в 20 раз превышающей ту, при которой они будут действовать в составе реальной АЭС. Учёные хотели узнать, насколько могут деградировать использованные материалы от соседства с реактором и космических лучей.

Установку отвезли в лабораторию Сандия (Sandia National Laboratories), и оказалось, что даже после 26 часов такой радиационной “пытки” генераторы не показывают каких-либо изменений в работе, в том числе — падения мощности.

Другим важным элементом будущей системы являются радиаторы, призванные рассеивать в пространстве тепло от стирлингов (либо других тепловых машин-преобразователей). Материал таких панелей должен хорошо работать при экстремальном перепаде температур между лунными днём и ночью, и к тому же в вакууме. Да ещё конструкция радиатора при этом должна быть максимально лёгкой.

В центре Гленна (при участии ряда промышленных компаний) разработали и построили прототип такого теплообменника размером 1,8 х 2,7 метра. Его проверили в вакуумной камере, пропуская через трубки горячую воду. Оказалось, что в “условиях Луны” радиатор эффективно отводит прочь до 6 киловатт тепла, что даже больше, чем рассчитывали создатели устройства.

Лунная электростанция потребует 20 таких панелей, добавляют инженеры. После их развёртывания размах “крыльев” станции составил бы 34 метра. При этом сама установка занимала бы 7 метров в высоту, из которых 2 приходились бы на подземную часть.

Различные варианты насосов для жидкого металла и теплообменники для него же, “умная” управляющая электроника и многие другие элементы FSP так же прошли проверку в серии недавних тестов. Следующий шаг программы — сведение всех этих узлов воедино (но пока ещё всё равно без настоящего ядерного реактора), дабы испытать работоспособность технологии в комплексе. Эта работа намечена на 2012-2014 годы, после чего можно будет “поженить” почти готовую электростанцию с крошечным “атомным котлом”.

И пусть о посылке мини-АЭС на Луну официально ещё и речи не идёт, авторы системы FSP полагают, что она может оказаться очень выгодной для будущей базы. “Эта система должна быть дешёвой, безопасной и надёжной, и наши недавние испытания продемонстрировали, что мы можем успешно построить её”, — заявил Дон Палас (Don Palac), руководитель проекта. По его словам, в случае положительного решения реальная станция FSP могла бы быть высажена на Селене уже в 2020 году.

рассказывали (фото NASA).


Сен 25 2009

Реактор для получения кислорода на Луне

В предыдущих своих работах авторы нового исследования c помощью электролиза получали титан, теперь им нужен чистый кислород (иллюстрация Nature).

Чтобы осуществить планы по постройке лунной базы и полёт на Марс, необходимо научиться снабжать космонавтов кислородом хотя бы на нашем спутнике. Наконец-то нашлись две более-менее реалистичные работы, предлагающие проекты реакторов, получающих O2 из лунной породы.

Напомним предысторию процесса. В 2005 году NASA объявило конкурс: $250 тысяч тому, кто разработает технологию получения пяти килограммов кислорода за восемь часов из образца, симулирующего лунную породу. В 2008-м награду повысили до $1 миллиона, но никто так и не откликнулся. Между тем американцы и сами пытаются решить проблему в рамках программы In Situ Resource Utilization.

Дело в том, что доставка кислорода с Земли стоит совершенно немыслимых денег: около $100 миллионов за одну тонну. Именно по этой причине учёные всего мира пытаются придумать, как дёшево получить столь необходимый для дыхания элемент на месте.

Недавно заявку на некоторый успех предъявила команда химиков из Кембриджа, возглавляемая Дереком Фраем (Derek Fray). Материаловеды придумали, как переделать под нужды космонавтов свою предыдущую разработку — электрохимический процесс, позволяющий получать чистые металлы и их сплавы из оксидов.

Вот как это работало раньше: химические соединения металла и кислорода использовались в качестве катода, анодом служил стержень из углерода. Они помешаются в проводящий электроны расплавленный хлорид кальция (CaCl2 — довольно распространённая соль, которая плавится при температуре 800 °C). Изначально на катоде получались чистые металлы, на аноде — углекислый газ (при этом анод сильно изнашивался, эту проблему сейчас активно решают), теперь же там будет образовываться кислород.

Такие же оксиды металлов встречаются и в лунных породах. То есть для получения кислорода необходимо будет сформовать из них стержни и вставить в реактор.

Фрай и его команда заменили углеродный анод новым нереакционноспособным, представляющим собой смесь титаната и рутената кальция. В результате анод практически не разрушается. После первого прогона в течение 150 часов Дерек и его команда подсчитали, что в год он будет изнашиваться примерно на три сантиметра.

Отметим, что в общей сложности Фрай предлагает поставить на Луне три метровых реактора. Такая система будет выдавать тонну кислорода каждый год (для этого необходимо три тонны лунной породы).

Так как для осуществления реакции нужно большое количество тепла, учёные побеспокоились и о теплоизоляции реакторов. “Это не будет проблемой, — уверяет Дерек. – Всей системе потребуется 4,5 киловатта энергии, всё равно что среднестатистическому домашнему водонагревателю”. Снабжать реакторы энергией будут либо солнечные батареи, либо небольшой ядерный реактор.

Для того чтобы идея превратилась хотя бы в грубый прототип большого реактора для получения кислорода, необходимо ещё около $16,5 миллиона. Фраю уже помогает в этом Европейское космическое агентство (ESA).

Несколько слов о второй разработке: по той же технологии собираются получать O2 учёные из Массачусетского технологического института (MIT). Этой группой руководит Дональд Сэдовей (Donald Sadoway), известный нам по идее расплавленного аккумулятора. Правда, его реактор будет в два раза “горячее” (1600 °C). При такой температуре лунная порода сама плавится и может выступать в качестве электролита. Дональду и его коллегам нужно около двух лет для доработки технологии. Учёных из MIT частично спонсирует NASA.

Процесс Фрая эффективнее, так как происходит при более низкой температуре, но Сэдовею не надо прессовать из реголита стержни: он и его коллеги могут использовать породу прямо в виде песка. “Как только мы решим проблему материала в лаборатории, дело пойдёт быстрее”, — подводит итог Сэдовей.

Почитайте также о потенциальном пристанище производящего воздух реактора, о том, как “на Луне” научились выращивать цветы, но не смогли выкопать достаточно реголита, зато уже сумели делать из лунного грунта кирпичи.

Узнайте заодно о необычном проекте обеспечения будущих лунных жителей водой.


Сен 23 2009

Honda разработала новую технологию произодства углеродных нанотрубок

Tag: НанотехNewsmaker @ 17:26


Исследовательский институт компании Honda опубликовал накануне результаты исследований, где говорится, что местным ученым удалось достичь серьезного прогресса в создании нового класса углеродных нанотрубок с металлическими свойствами. По словам исследователей, использовать подобные разработки в будущем можно будет в самом широком спектре устройств, самое широкое применение новые нанотрубки найдут в электроустановках.

В компании говорят, что методика производства углеродных нанотрубок с металлическими свойствами была известна и ранее, но из 100% исходного материала лишь 25%-50% материала служили основой для будущих нанотрубок. Honda удалось увеличить этот показатель до 91%, что является абсолютным рекордом.

В публикации от 2 октября в научном журнале Science говорится, что новый метод позволяет производить углеродные нанотрубки с металлическими свойствами в промышленных масштабах. Кроме того в заявлении компании говорится, что ее ученые работают над технологией, повышающей коэффициент использования исходного сырья до 99%. После того, как этот метод будет создан, можно будет довольно дешево производить очень прочные и легкие нанотрубки для промышленности и электроники.

Напомним, что углеродные нанотрубки представляют собой протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоят они из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферической головкой.

В настоящее время наиболее распространенным является метод термического распыления графитовых электродов в плазме дугового разряда. Процесс синтеза осуществляется в камере, заполненной гелием под давлением около 500 торр. При горении плазмы происходит интенсивное термическое испарение анода, при этом на торцевой поверхности катода образуется осадок, в котором формируются нанотрубки углерода. Наибольшее количество нанотрубок образуется тогда, когда ток плазмы минимален и его плотность составляет около 100 А/см2. В экспериментальных установках напряжение между электродами обычно составляет около 15-25 В, ток разряда несколько десятков ампер, расстояние между концами графитовых электродов 1-2 мм. В процессе синтеза около 90% массы анода осаждается на катоде.

Образующиеся многочисленные нанотрубки имеют длину порядка 40 мкм. Они нарастают на катоде перпендикулярно плоской поверхности его торца и собраны в цилиндрические пучки диаметром около 50 мкм. Пучки нанотрубок регулярно покрывают поверхность катода, образуя сотовую структуру. Ее можно обнаружить, рассматривая осадок на катоде невооруженным глазом. Пространство между пучками нанотрубок заполнено смесью неупорядоченных наночастиц и одиночных нанотрубок. Содержание нанотрубок в углеродном осадке (депозите) может приближаться к 60%.

Для разделения компонентов полученного осадка используется ультразвуковое диспергирование. Катодный депозит помещают в метанол и обрабатывают ультразвуком. В результате получается суспензия, которая (после добавления воды) подвергается разделению на центрифуге. Крупные частицы сажи прилипают к стенкам центрифуги, а нанотрубки остаются плавающими в суспензии. Затем нанотрубки промывают в азотной кислоте и просушивают в газообразном потоке кислорода и водорода в соотношении 1:4 при температуре 750 гр в течение 5 мин. В результате такой обработки получается достаточно легкий и пористый материал, состоящий из многослойных нанотрубок со средним диаметром 20 нм и длиной около 10 мкм. Технология получения нанотрубок довольно сложна, поэтому в настоящее время нанотрубки - дорогой материал: один грамм стоит несколько сотен долларов США.

Согласно публикации в журнале NanoLetters, физикам из нескольких китайских исследовательских центров удалось доработать технологию, которой пользовались ученые по всему миру – технологию химического осаждения атомов углерода из газовой среды. Им удалось синтезировать углеродные нанотрубки длиной до 18,5 сантиметров. Цуньшень Ванг и его коллеги использовали смесь веществ, которые многим известны отнюдь не в качестве химреактивов: свои рекордные нанотрубки китайцы вырастили в атмосфере паров спирта и воды. Правда, эти вещества находились в несколько нестандартных по алкогольным меркам пропорциях: 4 части спирта на 1 часть воды.

Кроме того, китайские ученые использовали водород, продуваемый через специальный реактор, а также сверхтонкий порошок железа и молибдена – это были зерна для затравки реакции. Также пригодилась им пленка из обычных, меньшей длины, нанотрубок, – для эффективного удаления «мусора» в виде растущих в неправильных направлениях углеродных цилиндров вкупе с аморфным и потому неинтересным углеродом.


Сен 22 2009

Найден способ омоложения мышц человека

Молодые здоровые мышцы (вверху) носят розовый и красный оттенок, старые же (внизу) отмечены шрамами и воспалениями (жёлтые и затемнённые области) (фото Morgan Carlson/Irina Conboy, UC Berkeley).

Исследование биологов Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) помогло выявить биохимические процессы, напрямую связанные со старением человеческих мускулов. Используя полученные сведения, учёные смогли обратить вспять биологические часы износившейся мышцы.

В эксперименте участвовали люди двух возрастных групп – средний возраст в них составлял 23 и 71 год соответственно. У испытуемых трижды брались образцы ткани четырёхглавой мышцы (Quadriceps). Первый раз — до начала эксперимента, когда ноги участников с целью имитировать атрофию мускулов лишили подвижности на две недели. Затем – по истечении трёх дней после снятия гипса, когда испытуемые занимались на тренажёрах, чтобы вернуть ногам тонус. И наконец — спустя четыре недели по завершении опыта, когда мышечная масса должна была полностью восстановиться.

Две недели, проведённые в неподвижности, лишь слегка повредили молодым мышцам, в то время как мускулы представителей старшего поколения быстро продемонстрировали явные признаки атрофии. Более того, ткани пожилых людей проявляли тенденцию регрессировать даже месяц спустя.

Из предыдущих опытов на мышах уже было известно, что во взрослых стволовых клетках мышц есть так называемый рецептор Notch, который вызывает рост ткани при своей активации. Но главным прорывом исследования Моргана Карлсона (Morgan Carlson) и Майкла Конбоя (Michael Conboy) стала первая демонстрация значимости митоген-активируемых протеинкиназ (MAPK).

При искусственном их блокировании учёными клетки молодых мышц переставали восстанавливаться – и наоборот, при запуске данного ключа (биохимическими методами) старые клетки начинали регенерацию (в данном случае учёные работали уже со взятыми образцами клеток).

Цепочки MAPK уже хорошо знакомы генетикам как фермент, необходимый для формирования органов у таких разнообразных видов, как нематоды, плодовые мушки и мыши. Теперь же фермент приобретает дополнительное значение — как важный положительный регулятор деятельности Notch-рецепторов, необходимых человеческим мышцам для регенерации.

В мышечной ткани стариков уровень МАРК снижен, из-за чего Notch не активируются, и, следовательно, стволовые клетки уже не могут, как раньше, выполнять свою работу по восстановлению организма.

“Тот факт, что биохимическая цепочка МАРК сохранялась на протяжении всего процесса эволюции, от червей и мух до людей, показывает нам её важность, — говорит Конбой в пресс-релизе университета. — Теперь мы знаем, что именно она играет ключевую роль в регуляции старения человеческих тканей. С практической точки зрения мы отныне знаем, что для повышения уровня регенерации и восстановления здоровья можем работать напрямую с МАРК или Notch. Конечная цель, разумеется, перенести в ближайшее время исследования из лаборатории в прикладную область”.

Результаты исследования Карлсона и его коллег опубликованы в EMBO Molecular Medicine. Некоторое время назад, кстати, выяснилась роль MAPK в формировании долговременной памяти.


Сен 16 2009

Sony разработала телевизор с беспроводным питанием

Tag: Роботы идут, ЭнергетикаNewsmaker @ 17:33

За последние полтора года в мире было создано как минимум две различных технологии, позволяющих передавать электричество без проводов - буквально по воздуху. В основе обеих разработок лежит физическое свойство магнитного резонанса. В Sony сегодня представили прототип коммерческой разработки на базе одной из технологий. В компании говорят, что в принципе питать телевизор током можно и по старинке - через кабель, но организовать безкабельное подключение куда эффектнее и эстетичнее.

По словам пресс-службы Sony, созданный прототип системы питания может передавать достаточно электричества для питания жидкокристаллического 22-дюймового телевизора. В тестах компания показала, что система способна передавать без проводов переменный ток на 100 вольт на расстояние в 50 см.

“Технология работает за счет свойства магнитного резонанса. Питание обеспечивается за счет взаимодействия двух индукционных катушек, каждая по 40 см в поперечнике. Между двумя катушками создается магнитное поле. Условная первичная катушка инициирует заряд и производит поле, вторая принимает электроны, завершая передачу”, - рассказали в компании.

Обе катушки должны быть настроены на одну и ту же частоту резонанса для передачи. В будущих версиях устройств компания обещает убрать непременное требование синхронизации, уменьшить размеры катушек и увеличить расстояние их взаимодействия.

Одним из самых серьезных недостатков системы является высокий процент затухания - почти 20%, то есть их 100% электричества переданного первой катушкой, до второй доходит лишь 80%. Кроме того, в компании говорят, что обе катушки должны беспрепятственно “видеть” друг друга. В принципе, между ними можно разместить како-либо предмет, но он будет нагреваться и может загореться.


Сен 07 2009

Американцы начали продажу серийных ДНК

Компания Ginkgo BioWorks не первая пробует продавать ДНК под заказ, но первая, которая намерена довести технологию производства генетических кодов на стандартизированные рельсы. На снимке – часть оборудования фирмы (фото Ginkgo BioWorks).

Искусственно спроектированные ДНК в серийном (по меркам отрасли) масштабе начала продавать недавно созданная американская компания Ginkgo BioWorks. Данная новация сулит постепенный перевод на промышленные рельсы не просто биотехнологий, но их самой молодой части — синтетической биологии.

Говоря упрощённо, она представляет собой смесь генной инженерии с селекцией, сдобренную возможностью синтеза принципиально новых генетических последовательностей из органических соединений.

Эта наука нацелена на множество практических секторов — от поиска и промышленного производства новых лекарств до получения биотоплива. Её рассматривают как следующий шаг генной инженерии в целом, поскольку речь идёт не просто об усовершенствовании организмов, но о конструировании фактически новых.

Ginkgo BioWorks основана пятью учёными из Массачусетского технологического института (MIT), собаку съевшими на манипуляциях с ДНК. Они отмечают, что в настоящее время большое количество как фундаментальных, так и чисто прикладных исследований, связанных с генной инженерией и синтетической биологией, тормозятся достаточно рутинными процедурами производства новых генетических последовательностей, которые затем внедряют в организмы (обычно — бактерии), далее производящие нужные белки или иные соединения.

Для разбивки и сшивания кусков генетических кодов учёные применяют специализированные ферменты. Сейчас в институтах и компаниях эту часть работ выполняют техники-лаборанты или аспиранты. И дело продвигается не слишком быстро, особенно если для опытов нужно получить сотни немного отличающихся версий кода. К тому же каждый раз применяются свои методы и тонкости, не подходящие для других случаев.

Ситуация напоминает зарю автомобилестроения, когда горстка мастеров вручную вытачивала оригинальные детали и вручную же собирала автомобиль, который никогда не будет в точности повторён. Это потом уже появились и точные чертежи с допусками, и стандартные для целой отрасли детали, и массовый выпуск легковушек на конвейере. Ginkgo BioWorks намерена совершить аналогичную революцию в биотехнологии.

Один из основателей компании — Том Найт (Tom Knight) – совместно с несколькими коллегами из MIT ещё в 2003 году разработал технологию стандартизованного сшивания блоков ДНК, названных “биокирпичами” (BioBrick, мы говорили о них). Каждый такой “кирпичик” отвечает за синтез определённого белка и снабжён с двух концов молекулами-коннекторами, позволяющими легко соединять “кирпичи” между собой, словно элементы Lego.

Потому помещение новой компании заполнено машинами для проведения полимеразной цепной реакции (они меняют температуру в колбах по заданному алгоритму), роботами-манипуляторами для обращения с реактивами и тому подобной техникой.

“Думайте об этом как о быстром прототипировании в биологии. Мы делаем детали, тестируем их, а затем соединяем, — поясняет Решма Шетти (Reshma Shetty), ещё один из основателей Ginkgo BioWorks. — Теперь вы можете тратить больше времени на размышление о дизайне (организма), а не на тяжёлую работу по производству нужной ДНК”.

Потенциальные покупатели серийных синтетических ДНК — промышленные химические и фармацевтические компании, а также академические институты. Для одного из частных заказчиков Ginkgo BioWorks, к примеру, делала сложный код, составленный из 15 генов и имеющий длину 30 тысяч оснований. Функция этого кода не разглашается.

Узнайте также о том, зачем химический гигант начал массовую продажу модифицированных крыс, познакомьтесь с машиной эволюции и читайте о первой двойной трансплантации генома между надцарствами.


Сен 06 2009

Ученые все ближе к созданию синтетических форм жизни


Создание синтетических форм жизни все ближе, говорят ученые. На днях группа западных специалистов смогла создать искусственный инженерный штамм бактерий на базе синтетических клеток. Иными словами, исследователям впервые удалось из набора химических веществ создать живой органическим штамм микроорганизма.

В публикации в последнем номере научного журнала Science говорится, что группа исследователей под управлением биолога Крейга Вентера смогла успешно перенести геном одного вида бактерии в дрожжевые клетки, изменить его, а затем пересадить в другую бактерию. Это, по словам ученых, открывает путь к созданию синтетического организма, так как при помощи генома создаются живая клетка заданного вида.

Ранее биологам не удавалось заставить старый набор генов работать в среде новой клетки, теперь это препятствие преодолено и так называемая “клетка-приемник” без проблем “ожила” с новым набором генных данных. Санджай Ванши, один из авторов работы, рассказывает, что сейчас их группа пытается провести несколько раундов деления созданных бактерий для получения устойчивого штамма.

“Даже у бактерий есть иммунная система, которая защищает их от внешних ДНК, воспринимаемых как вирус. Нам удалось заблокировать иммунную систему, состоящую из ряда протеинов, называемых ограничительными ферментами”, - говорит Ванши.

Биолог рассказывает, что бактерии могут создавать и другие защитные механизмы для собственного генома. Эти механизмы представляют собой процессы добавления химических элементов, называемых метиловыми группами, в них есть так называемые ферменты нападения, атакующие чужеродные соединения.

В институте им Вентера биологам удалось модифицировать оригинальный геном бактерии Mycoplasma mycoides таким образом, чтобы метиловые группы на него не реагировали, а другие методы воздействия блокировались. Для этого была проведена мутация в дорожжевой среде.

В публикации отмечается, что одна из конечных целей работы заключается в пересадке полностью синтетического генома в бактериальную клетку с тем, чтобы создать бактерии пригодные для каких-либо целей, например переработки биологического материала для производства топлива.

Одновременно с этими работами в Институте Вентера идут работы под созданию полностью синтетических бактерий. Впрочем, пока здесь нет конкретных успехов, так как от использования живого материала биологи пока никак не могут отказаться. Кроме этого ученые признают, что работать им приходится в условиях общественного прессинга, так как теория создания синтетической жизни воспринимается в обществе совершенно неоднозначно. “Многие опасаются, что данные технологии могут попасть в неправильные руки”, - признает Ванши.


Сен 06 2009

Ученые разрабатывают спрей для улучшения памяти

Специалисты из Любекского и Кильского университетов (оба — Германия) показали, что небольшая молекула, связанная с иммунной системой человека, может способствовать откладыванию информации в память (консолидации памяти) во время сна.

Структура интерлейкина 6 (иллюстрация Science Photo Library).

Структура интерлейкина 6 (иллюстрация Science Photo Library).

Речь идет об интерлейкине 6цитокине, который синтезируется клетками иммунной системы человека: макрофагами и Т-лимфоцитами. Интерлейкин 6 стимулирует иммунный ответ при травматических поражениях ткани, ожогах и других повреждениях, ведущих к воспалению.

В экспериментах приняли участие 17 здоровых молодых мужчин. Испытуемые провели в лаборатории две ночи; перед сном им давали прочитать короткий рассказ (с нейтральным содержанием или с яркой эмоциональной окраской), а затем вбрызгивали в нос жидкость, содержащую интерлейкин 6, или плацебо. Исследователи наблюдали за изменениями электрической активности головного мозга мужчин в течение всей ночи; во второй ее половине у волонтеров, принявших интерлейкин, на электроэнцефалограмме были отмечены четкие изменения показателей медленной (0,5–4 Гц) активности.

Утром следующего дня испытуемых просили выписать как можно больше слов, которые они запомнили из прочитанных рассказов. Оценив результаты, ученые пришли к выводу, что интерлейкин 6 оказывает выраженное положительное влияние на процесс консолидации памяти, но только в случае эмоционально окрашенной информации.

«Это чрезвычайно интересные данные, поскольку ранее интерлейкин 6 никогда не рассматривался в качестве вещества, каким-либо образом воздействующего на процессы познания», — комментирует Джеральд Вайссман (Gerald Weissmann), главный редактор издания The FASEB Journal.

Полная версия отчета ученых опубликована в The FASEB Journal.

Подготовлено по материалам Федерации американских обществ экспериментальной биологии.


Сен 04 2009

Искусственный мозг человека может появиться уже через десять лет

Tag: ИИ, мозгNewsmaker @ 17:34

Источник РИА Новости

Модель, которая будет воспроизводить функции человеческого мозга, может быть создана уже через десять лет, сообщил профессор Генри Маркрам (Henry Markram), основатель швейцарского Института мозга.

“Я полностью уверен, что это технически и биологически возможно. Единственная неопределенность связана с финансами. Это крайне дорогой проект, и его успех не полностью гарантирован”, - сказал Маркрам, слова которого приводятся в сообщении на сайте фонда “АльфаГалилео”.

Ученый, который также является профессором швейцарского Технологического федерального института в Лозанне, утверждает, что сложность человеческого мозга не является барьером для создания его точной реплики.

“Конечно, мозг имеет чрезвычайно сложную структуры, поскольку состоит из триллионов синапсов, миллиардов нейронов, миллионов белков и тысяч генов. Но все эти числа конечны. Современные технологии достаточно изощренны и это позволит нам быстро воссоздать конструкцию мозга”, - считает Маркрам. Например, по его словам, современные роботы способны перерабатывать информацию в десятки тысяч раз быстрее, чем ученые и инженеры.

Профессор считает, что препятствием к моделированию мозга человека может стать разрозненность огромного количества открытий за последние 100 лет в нейрологии и нейрофизиологии, которые до сих пор не собраны в целостную картину.

“Нет никого, кто знал бы все то, что мы сейчас понимаем в работе мозга. Модель мозга поможет собрать все это вместе и позволит любому проверить теории о природе процессов в мозге”, - говорит Маркрам.

Самая сложная задача, по его мнению, - понять, как электрические, магнитные и химические схемы взаимодействия превращаются в наше восприятие реальности.

“Мы думаем, что видим глазами, но на самом деле большую часть того, что мы “видим”, генерирует наш мозг”, - сказал ученый.

Для него наиболее волнующая часть исследований состоит в том, чтобы соединить сотни тысяч фрагментов данных, собранных за последние 15 лет, и увидеть, на что похожи “микросхемы” нашего мозга.

По мнению Маркрама, будущая модель мозга вместе с большим суперкомпьютером будет служить для образовательных и диагностических целей.

“Мы будем производить больше данных, чем кто-либо сможет отследить, а любой компьютер - сохранить. Поэтому модели, которые смогут усвоить это все, просто неизбежны”, - считает он.

Кроме того, по его данным, модель мозга поможет осуществлять эксперименты, которые сейчас проводятся на животных.




Лунная АЭС взяла низкий старт в тестах на Земле