18.08.2014 Почему до сих пор не придумали лекарство от ВИЧ/СПИДа?

Отвечает старший лаборант института цитологии и генетики СО РАН Валерия Юрьевна Михальская.

Скажите, пожалуйста, почему за столько лет не придумали лекарство от ВИЧ/СПИДа?

Это волнует человечество уже многие годы. Для начала следует сказать, что СПИД — это одна из последних стадий проявления иммунодефицита (ВИЧ). СПИД является болезнью иммунной системы, которая сопровождается развитием у больных иммунной недостаточности. В результате безопасные для здорового человека микроорганизмы приобретают способность вызывать тяжелые заболевания.

Последние 30 лет ученые многих стран пытаются разработать вакцину против ВИЧ, но эта задача является очень сложной, так как данный вирус является уникальным, и до сих пор медицина с таким не сталкивалась. Сложность заключается еще и в том, что при репликации болезнетворной структуры с очень большой частотой возникают ошибки, которые приводят к возникновению мутантных форм. На первых стадиях заражения происходит активная наработка вируса, которая сопровождается интенсивным Т-клеточным иммунным ответом. В результате происходит отбор вариантов ВИЧ, и в организме появляется форма , отличная от той, которая вызвала заражение.

Ещё один фактор, осложняющий разработку вакцины, состоит в том, что ВИЧ может находиться в форме профага (вирус, который встраивается в хромосомную ДНК клеток инфицированного). В данной форме он защищен от атаки иммунной системы. Как видно, это действительно уникальное явление, и работать с ним очень тяжело.

В настоящее время в процессе изготовления лекарства идут испытания на лабораторных животных, но тут возникает еще одна проблема: вирус иммунодефицита человека способен поражать лишь шимпанзе, но у них не наблюдается симптомов угнетения иммунитета, в связи с чем возможно лишь наблюдать подавление репликации вируса.

Создание вакцины — процесс очень сложный, трудоемкий и не имеет четких критериев оценки эффективности. Однако в ближайшем будущем разработка оптимального средства против вируса иммунодефицита человека возможна, но только лишь после большого количества экспериментов.
 

24.07.2014 Можно ли сделать искусственное меромиктическое озеро (например, на даче)? Дорого ли это? И насколько сложно?

Отвечает ученый секретарь Института биофизики СО РАН (Красноярск), кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев.

На самом деле на Земле довольно часто возникают новые меромиктические «озера» – чаще всего это заброшенные рудники и шахты, которые отвечают всем перечисленным требованиям (небольшая площадь, большая глубина, поступление (вымывание) солей на дно водоема). Во многих странах это даже рассматривается как экологическая проблема, с которой нужно бороться. Так в Германии после остановки добывающей промышленности (угольные и рудные шахты), многие карьеры были затоплены водой и превратились в меромиктические. Из-за неперемешивания глубинные воды богаты сероводородом и другими токсичными газами, в них зачастую нет рыбы, и существует опасность ухудшения качества воды в случае внезапного взбалтывания. Немецкие ученые проводили специальные исследования, направленные на разработку способов «перевода» меромиктических водоемов в обычные озера. 

03.07.2014 Какое прикладное значение имеет изучение водных экосистем?

Отвечает ученый секретарь Института биофизики СО РАН (Красноярск), кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев.

Какое прикладное значение имеет изучение водных систем, цепей питания в них и так далее? Или это делается исключительно ради приращения знаний?

Я не очень люблю подобные вопросы  и даже придумал для себя универсальный ответ во время научных семинаров: «К счастью, мои исследования не имеют никакого значения для народного хозяйства». Действительно, чаще всего фундаментальные работы делаются в первую очередь для «приращения знаний». Почти всегда это приводит к тому, что новые результаты рано или поздно меняют нашу жизнь. Что же очевидного или перспективного вытекает из водных наук?

1. Начиная с 2009 года на прилавках магазинов и рынков количество рыбы и других морепродуктов, выловленных в природе и выращенных в условиях аквакультуры, сравнялось. Успехи современного промышленного разведения рыбы связаны с исследованием цепей питания в водных экосистемах. Перспективы в этой области огромны. Уже сейчас мы знаем, что многие соединения, которые способны синтезировать только такие организмы, крайне важны для нашего питания и здоровья (например, полиненасыщенные жирные кислоты). Нам нужно знать и понимать, как функционируют трофические цепи, чтобы обеспечивать себя качественной пищей в большом количестве, не нарушая природного баланса.
 
2. Почему важно сохранять водные экосистемы? Это тоже имеет простое и практическое значение. Океанские и морские сообщества — огромные машины, осаждающие (захоранивающие) гигантские количества углерода на дне. То есть они играют важнейшую роль в цикле этого вещества, а значит, и в поддержании климата на планете. Совсем недавно (даже с точки зрения истории человека) мы поняли масштаб процессов, протекающих в океане. Многое ещё остается неизвестным. До сих пор модели глобального климата не способны точно оценить скорости процессов в биосфере, в том числе из-за недостатка знаний о «работе» океана.

3. «Маленькие» водные экосистемы (озера, реки) не менее важны для человека. Оценить стоимость работы, которую они производят, например, по очистке воды, очень просто. Допустим, у нас есть чистое озеро, и мы знаем объем воды в нём. Возьмем стоимость строительства и обслуживания сооружений, которые будут фильтровать схожее количество жидкости за 10 летний период: получится примерная цена работы, которую за нас делает водоём, причем, делает совершенно бесплатно. Если мы рассмотрим все болота, озера, заливные луга, реки и заводи, то поймем, что построить схожие объемы очистных сооружений человек не в состоянии. Дешевле исследовать принципы работы водных экосистем и поддерживать их.
 
4. На сегодня мы лучше знаем, что находится на обратной стороне Луны, чем на дне океана. Почти каждый глубоководный исследовательский проект приносит информацию о десятках и сотнях новых видов организмов. Да что там океан, мы плохо осведомлены о подводной жизни в соседних озерах, лужах и прудах. Разнообразие условий, в которых обнаружены живые организмы, поражает – в воде с кислородом и без кислорода, на огромных глубинах при высоченном давлении, при солености в несколько сотен грамм на литр, при температурах, близких к кипению, и в условиях постоянного переохлаждения. Каждый новый и гиперприспособленный организм — это уникальные наборы генов и биохимических реакций, которые, безусловно, пригодятся для биотехнологий и биомедицины будущего. Одно лишь открытие зеленого флуоресцентного белка в морских медузах не только принесло нобелевскую премию авторам, но и перевернуло современное состояние этих сфер, дав универсальную метку для исследования внутриклеточных процессов в живых организмах. А сколько еще уникальных белков, генов и биохимических механизмов мы не знаем?

Список прикладных «полезностей» от водных наук можно было бы продолжать, но, мне кажется, и вышеприведенного вполне достаточно для оправдания наших работ.

Фото: 1  — globalpartnershipforoceans.org, 2 — sands-international.org.
 

28.05.2014 Облеплена ли материей черная дыра?

Отвечает .сотрудник Института ядерной физики им.Г.И.Будкера кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин.

Если для стороннего наблюдателя время вблизи черной дыры замедляется вплоть до остановки, то мы должны видеть любую из них «облепленной» видимой материей?

При приближении тела, которое посылает периодические сигналы, к чёрной дыре уделённый наблюдатель будет видеть, что время между ними будет увеличиваться и, в конце концов, станет таким большим, что можно «устать» в ожидании следующего. То есть станет происходить смещение спектра излучения в красную область всё дальше и дальше, и в итоге это излучение перестанет фиксироваться, так как потребуется «антенна» побольше.

Фото: NASA/JPL-Caltech