Биотехнологии

СЕГОДНЯ, 27 октября, в 20:00 в наших соцсетях выступит Алсу Миссарова — PhD по системной биологии (functional genomics in yeast) из Университета Ponepu Fabra в Барселоне.
Сейчас Алсу PhD в лаборатории JOhn Marioni (EBI, Cambridge, UK) и занимается single cell RNA-seq и интеграцией со spatial transcriptomics.

Сознание — рефлексия субъектом действительности, своей деятельности, самого себя. Оно порождается не природой, а самим человеком и окружающим миром, семьей, обществом.
В свое время Г. В. Ф. Гегелем были высказаны идеи о трех слоях в его учении о субъективном духе, который выделял три ступени в развитии субъективного духа: антропологию, феноменологию и психологию. Сегодня этот подход вполне применим к сознанию.

Обсудим, что изучают магистры, обучающиеся по направлениям «Биоэкономика и управление ресурсами» и «Пищевая биотехнология». Расскажем, как они развиваются и где работают — от энергетики до разработки белковых продуктов и технологий пивоварения.

В текущей пандемии COVID-19 появилось много проблем, на которые хакеры с удовольствием набрасывались. От лицевых щитков, распечатанных на 3D-принтере и медицинских масок домашнего изготовления до замены полноценного механического аппарата искусственной вентиляции лёгких – этот поток идей вдохновлял и радовал душу. В то же самое время были попытки продвинуться и в другой области: в исследованиях, нацеленных на борьбу непосредственно с самим вирусом.

Судя по всему, наибольший потенциал для остановки текущей пандемии и опережения всех последующих есть у подхода, пытающегося докопаться до самого истока проблемы. Этот подход из разряда «узнай своего врага» исповедует вычислительный проект Folding@Home. Миллионы людей зарегистрировались в проекте и жертвуют часть вычислительных мощностей своих процессоров и GPU, создав таким образом крупнейший [распределённый] суперкомпьютер в истории.

Но для чего конкретно используются все эти экзафлопы? Почему нужно бросать такие вычислительные мощности на фолдинг [укладку] белков? Какая тут работает биохимия, зачем вообще белкам нужно укладываться? Вот краткий обзор фолдинга белков: что это, как он происходит и в чём его важность.

В попытках объяснить ребенку термин «молекула», можно сказать, что это гроздь винограда, а виноградинки — отдельные атомы. Утрировано, но вполне понятно. Когда же речь идет о макроциклах, то тут скорее подойдет сравнение с бусами, ибо такие молекулы состоят из колец, состоящих из атомов. Уникальность подобных структур заключается в их форме, которая определяет их свойства. Если форму можно контролированно менять, то можно менять и свойства. Ученые из Монреальского университета (Канада) разработали новую методику, позволяющую получить контроль над макроциклами посредством вполне естественного процесса под названием биокатализ. Как именно работает новая методика, какие результаты она показала во время испытаний и какое будущее ждет данное открытие? Ответы на вопросы мы будем искать в докладе ученых. Поехали.

Одним из самых распространенных и эффективных методов диагностики ЖКТ (желудочно-кишечного тракта) является эндоскопия. Пациент приходит на процедуру, ложится на бочок (как правило, но не всегда), а добрый доктор вводит ему в организм через естественные пути эндоскопический зонд. Приятного в этом процессе мало, для пациента так точно. Однако такой метод позволяет выявить те или иные повреждения тканей или проявления заболеваний внутри ЖКТ.

В 1997 году Габи Иддан и Пол Свэйн создали новый вид эндоскопии — капсульную, когда пациент проглатывает «пилюлю» с камерой, делающую несколько десятков тысяч снимков за пару часов работы. Однако процедура внедрения в организм человека чужеродного тела всегда сопряжена с определенными рисками. Одноразовая капсула, выполнив свою работу, естественным образом выводится из организма, но случаются и казусы, когда она решает задержаться в гостях. В таких плачевных ситуациях приходится проводить специальную операцию для ее удаления. Точнее сказать, раньше приходилось, ибо ученые из МТИ (Массачусетский технологический институт, США) разработали новый тип капсул, которые разрушаются, если на них воздействует свет. Какой материал послужил основой нового устройства, как именно активируется режим самоуничтожения и что происходит дальше? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Начнем сразу с вопроса: почему на конференцию о науке вы приглашаете айтишников? И продолжим сразу ответом: потому что вклад айтишников в создание лунных спутников, лекарства от рака, беспилотников и даже современной архитектуры намного больше, чем нам всем казалось раньше.

24 января в Москве на конференции Mieloconf соберутся известные ученые, популяризаторы наук и айтишники, чтобы рассказать, что происходит на стыке науки и IT сейчас и чего нам ждать через 5 лет.

Мы будем говорить про космос, нейротехнологии, математику, биоинформатику, искусственный интеллект, архитектуру, про то, как изменится наша жизнь и работа в ближайшем будущем, и какую роль в этом сыграют айтишники. А главное — на что обратить внимание уже сейчас, чтобы не остаться на обочине прогресса.

Под катом все подробности.

Как сейчас помню, утро буднего дня, спешишь на учебу. Подходишь к остановке общественного транспорта, смотришь на толпу людей, напоминающую в своих движениях марш пингвинов. Смотришь на дорогу, где велосипедист идет рядом со своим велосипедом быстрее, чем движутся машины. Понимаешь, что ловить тут нечего, разворачиваешься и идешь пешком. Пробки есть везде: на дорогах они тренируют буддийское терпение у водителей, а в общественном транспорте позволяют провести занятие по йоге, хотите вы того или нет. Основной причиной задержек в движении является наличие слишком большого числа транспорта или людей для конкретного пути движения, который не может справиться с таким потоком. Среди представителей дикой природы тоже случаются большие скопления особей, и каждый вид борется с пробками своим уникальным методом. Одними из лучших в вопросах организованности и кооперации по праву называют муравьев. Эти маленькие трудоголики живут в многотысячных, а то и в многомиллионных колониях, но при этом не испытывают никаких «прелестей» пробок. Естественно, возникает вопрос — как они это делают? Именно на этот вопрос искали ответ ученые из университета Аризоны (США) и Тулузы (Франция). Как именно муравьи борются с пробками и какие из их методов можно применить нам, а какие — нет? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.

«Социальные активисты борются путем организации людей, инженеры борются — изобретая».
— Брет Виктор, Inventing on a Principle

Вот раньше-то были Дмитрий Менделеев и Владимир Вернадский, Клод Шеннон и Джон фон Нейман, Альберт Эйнштейн и Нильс Бор, Андрей Колмогоров и Лев Ландау, Сергей Королёв и Вернер фон Браун, Джозеф Ликлайдер и Ваннивар Буш, Игорь Курчатов и Роберт Оппенгеймер. Ричард Фейнман, Деннис Ритчи, Стив Джобс.

Люди, который определили и сформировали будущее человечества, придали форму науке и технологии, логике социального взаимодействия. Оставили вмятину на вселенной.

Я вот задумался, кто есть сейчас? Кто из живущих реально создал разницу, которая имеет значение, а не кто заработал много денег и/или репутационного капитала? (Как, например, Джеф Безос, Ричард Докинз или Илон Маск). Кто-то, кто чуть больше, чем нобелевский лауреат.

Айда поразмышляем, какой список ныне живущих «гениев» можно назвать? Задачка не такая простая как кажется. (Попробуйте накидать свой список за 5-10 минут, не подглядывая под кат). Я над «своим» списком думал полгода.

Эскиз фрески для города Кембридж, штат Массачусетс. Автор — Даниэла Гамба.

Игра EyeWire, про которую я уже писал здесь статью, продолжает нарабатывать новый материал. Ученые в лаборатории Себастьяна Сеунга не полагаются только на игру и только на усилия добровольцев от науки, чтобы продвигать исследования в области изучения мозга, но она безусловно имеет научную ценность.

Под катом мы собрали свежие статьи нашего новостного портала — речь пойдет о медицинских достижениях, последних ИТ-разработках, геймдеве и научных исследованиях.

Сегодня мы с вами немного отойдем от рассмотрения исследований на базе нашей любимой физики/химии и переключим свое внимание на исследования человеческого организма. Точнее сказать на исследование мозга. Этот орган настолько сложен, что все предыдущие исследования давали один ответ и 10 новых вопросов, так сказать. Конкретнее говоря, сегодня мы рассмотрим исследование, намеренное ответить на вопрос — как мозг предсказывает будущее? И нет, мы не будем говорить о картах таро, кофейной гуще, астрологии и прочих ненаучных вещах. Мы будем говорить о том, как мозг человека, используя имеющиеся знания, выстраивание логических цепочек и анализ ситуации, способен предвидеть недалекое будущее. Исследователи уделили этому аспекту внимание не из праздного любопытства, а ради того, чтобы лучше понять процессы в мозге человека во время развития некоторых болезней, в том числе и болезни Паркинсона. Что именно узнали ученые, как они проводили эксперименты и что это может означать для медицины в будущем? Доклад поможет нам найти ответы на эти вопросы. Поехали.

В XXI веке, когда компьютерные технологии все теснее срастаются с человеческой жизнью, использование 3D-печати уже перестало быть чем-то сверхъестественным и вполне органично вошло в повседневные будни.
Вполне ожидаемо, что своё применение 3D-печать нашла и в медицине: стоматологии, изготовлении имплантов, создании моделей предоперационного планирования, создание искусственных костей, тканей и кровеносных сосудов.

Эластичный бандаж-киригами может служить платформой для носимой электроники, позволяет вводить в организм лекарственные препараты

На локтевые и коленные суставы очень сложно накладывать бандаж. Даже, если сделать все верно, через несколько циклов сгибания-разгибания бандаж сползает. Кроме того, обычная ткань любого типа по прошествии нескольких часов причиняет коже известные неудобства. Сейчас инженеры MIT попробовали найти новое решение, и у них, кажется, получилось.

Основа этого решения киригами, японское искусство изготовления фигурок при помощи ножниц. В оригами бумагу лишь складывают без использования ножа или ножниц. Так вот, в MIT разработали новый тип бандажа, который, благодаря разрезам на поверхности, может выдержать больше 100 циклов сгибания-разгибания. Секрет — расположение продольных разрезов относительно друг друга.

Интервью с профессором Игорем Баскиным, доктором физико-математических наук, ведущим научный сотрудник физического факультета МГУ.

В чем самая большая сложность для нейронных сетей, чтобы научиться устанавливать взаимосвязь между структурой вещества и его физическими и химическими свойствами?

Самая большая сложность и ключевая особенность применения нейронных сетей, как и любого другого метода машинного обучения, для поиска соотношений между структурой и свойствами химических веществ заключается в том, что в этом случае они должны моделировать реальную природу с ее чрезвычайно сложной и порой неизвестной организацией, управляемую строгими, но не всегда применимыми на практике законами.

В этом состоит фундаментальное отличие от стандартных задач, решаемых при помощи нейронных сетей, например, распознавания изображений. Действительно, то, что цифра 8 изображается в виде двух соприкасающихся окружностей, не является следствием каких-либо законов природы – это просто предмет соглашений между людьми. А вот римляне в свое время решили, что для них лучше изображать это же число как VIII. Поскольку такие соглашения делаются ради удобства, их форма выбирается такой, чтобы естественные нейронные сети в голове у человека очень легко на подсознательном уровне их распознавали.

За последние годы ученые пробовали для печати на 3D принтерах разные необычные чернила. Одни чернила были изготовлены из термочувствительных полимеров и нужны были для печати объектов, меняющих форму под влиянием тепла. Другие печатали светочувствительные полимерные структуры, которые сжимаются и растягиваются в ответ на потоки света. Специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) сделали «живую» татуировку. Термин «татуировка» не совсем точен. Узор из бактерий не накалывается на кожу, а наклеивается с помощью сжиженного геля после послойной печати, и бактерии живут внутри напечатанных стенок узора пока есть пищевые ресурсы. Бактерии могут реагировать на внешние раздражители, меняя проницаемость, вибрируя или изменяя свой цвет (ниже даны более корректные специализированные термины) и тем самым сигнализируя владельцу о проблемах со здоровьем или окружающей средой или передавая информацию некоему устройству. В показанном примере «живой сенсор» использовал механизм флюоресценции (светился).

Руководство сообщества Longecity проводит регулярные серии подкастов, беседуя с известными сторонниками и исследователями в научном сообществе по продлению жизни. Последний подкаст – это разговор с исследователем Дэвидом Шпигелем из Йельского Университета о разрушении глюкозепановых сшивок. Его исследовательская группа, частично финансируемая фондом SENS, работает над разрушением глюкозопановых сшивок, как одной из причин старения. Например, потеря эластичности ткани лежит в основе жёсткости сосудов, гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний, но это лишь одна из многих проблем, вызванных растущим числом постоянных межбелковых сшивок в старых тканях. Ранее я излагал нынешнее состояние исследований в этой сфере, поэтому не буду рассматривать его здесь, а сразу выложу текст подкаста:

Представляем вам одиннадцатую лекцию курса «Биология поведения человека» Роберта Сапольски про генетику поведения.

В начале этой лекции Патрик Хаус рассказывает о воспоминаниях и механизме их формирования, затем Дана Теркер читает лекцию о вегетативной нервной системе и ее функциях.

Под катом вы можете найти предыдущие лекции этого курса.

Представляем вам десятую лекцию курса «Биология поведения человека» Роберта Сапольски.
В этой лекции ассистенты Нейтан Вудлинг и Энтони Чанг-Минг в общих чертах расскажут о нейронауках и их связи с поведением человека. Они познакомят нас с долями головного мозга, его клетками, нейрофармакологией и обратным захватом.

Весь список уже переведённых на сегодняшний день лекций вы найдёте под катом.

Человечество знает о биологической основе своих умственных способностей очень немногое, — оно даже не может последовательно согласовать, какой способ лучше всего проходит для их проверки. Но некоторые вещи кажутся очевидными. Первая заключается в том, что высокие результаты по ряду стандартизированных тестов, предназначенных для измерения уровня интеллекта, как правило, коррелируют с результатами, которые мы связываем с интеллектом, например, с достижениями в школе или университете. Вторая — в том, что эти высокие результаты, скорее всего, по большей части заслуга генетики.

Предыдущие исследования показали, что влияние любого отдельного гена на интеллект не так уж велико: изучая сравнительно небольшие группы людей, ученые не смогли обнаружить маленькую групппу генов, которые в теории могли бы повлиять на интеллект.Однако 22 мая 2017 года команда европейских и американских ученых объявила о достижении значительного прогресса в изучении умственных способностей. Учёные идентифицировали 52 гена, связанных с интеллектом, почти у 80 тысяч человек.