Завдяки подвоєнню одного з генів 2,5 мільйони років тому людські нейрони набули здатності формувати більше міжклітинних контактів, що ускладнило архітектуру нейронних ланцюжків у мозку. Саме подвоєння цього гена, вважають учені, дозволило людині вийти на новий рівень розумності. Цього тижня наукова спільнота обговорює також нову програму Європейської космічної агенції та причини вад зору в азійських школярів.
На тему гена, який сприяв набуттю людиною надзвичайно розвинутого мозку, цього тижня у журналі Cell вийшло відразу дві публікації. Перша, яку підготували дослідники з Університету штату Вашингтон у Сіетлі у США, присвячена описові цього гена, названого SRGAP2. Керівник групи дослідження Іван Айклер разом із колегами раніше вже пояснив, що SRGAP2 існує у чотирьох копіях: ферменти, які копіюють ДНК, іноді помиляються і вставляють у хромосому кілька копій одного й того самого гена. Вважається, що такі дублі складають 5% геному людини.
Цього тижня дослідники з Сіетла спробували описати їх детальніше. Всі чотири варіанти (три копії й один оригінальний ген) розташовані у першій хромосомі, однак між ними є помітні відмінності: у них у всіх не вистачає частинки первинного, «батьківського» гена SRGAP2, тож вірогідно, що лише одна його копія кодує працездатний білок. Таку працездатну копію вчені знайшли у кожному з проаналізованих геномів людини (вчені опрацювали їх близько 2 тисяч), що, на їхню думку, свідчить про його особливу важливість.
«Десять років минуло з часу, коли людство, як воно вважало, розкрило послідовність геному і заявило про його усталеність, а ми досі знаходимо нові гени, надзвичайно важливі для еволюції та функціонування людського мозку», – зазначає Іван Айклер. Разом із колегами він підрахував, що вік SRGAP2C – близько 2,4 мільйона років, отже, період його виникнення припав якраз на виникнення роду Homo, представники якого мали більший мозок і почали використовувати кам’яні знаряддя праці, із його предків-австралопітеків із маленькими черепами.
У другому дослідженні науковці з американського Інституту Скіппса вирішили відштовхуватися від факту, що людина відрізняється від мавп перш за все розміром мозку. Навряд чи, пишуть вони, ген SRGAP2C міг вплинути на його збільшення, однак цілком може бути, що він розвинув нові можливості вже збільшеного мозку. «Цей ген мав би відігравати якусь важливу функцію», – наголошує нейробіолог Франк Полльо.
Когнітивні здібності людини залежать від кількості нервових зв’язків: чим їх більше, тим більше нервових ланцюжків можна організувати. Однак для цього нервові клітини повинні вміти встановлювати між собою контакти. Полльо і його колеги з Інституту Скріппса встановили, що ген SRGAP2C здатен забезпечити це вміння.
Вчені пересадили згаданий ген людини зародкам мишей. З’ясувалося, що хоч кількість нейронів у тварин, яким імплантували ген, не збільшилася, але на нервових клітинах з’явилося значно більше дендритних шипів (специфічних відростків, які забезпечують зв’язки між сусідніми нейронами). «Якщо ви збільшуєте загальну кількість зв’язків, ви збільшуєте здатність мережі працювати з інформацією. Це як збільшити кількість процесорів у комп’ютері», – розповідає Полльо.
Крім того, пояснює він, наявність у мишей імплантованого гена пришвидшувала швидкість міграції нейронів під час розвитку їхнього мозку. Вчені вважають, що швидкість переміщення нейронів у предків людини могла вплинути на вдосконалення їхніх мозкових здібностей.
В опублікованих статтях загалом описано не лише ефект від роботи SRGAP2C, але й можлива історія його еволюції. Це, як вважають навіть опоненти авторів вищеописаних статей, цілком може пояснити досі не відомі сторінки формування людини розумної.
Європейська космічна агенція досліджуватиме Юпітер
Європейська космічна агенція обрала свою чергову місію: у найближчі десятиліття науковці цього об’єднання займатимуться дослідженням Юпітера і його «крижаних» супутників. Проект називається JUICE – JUpiter ICy moon Explorer. Спочатку він був частиною міжнародної програми EJSM (місії дослідження системи Юпітера), однак віднині розроблятиметься окремо.
Загалом проект JUICE передбачає запуск до системи Юпітера автоматичного апарата, який дослідить орбіту супутника Каллісто, двічі наблизиться до Європи (зокрема, щоб заміряти товщину її льодяного покриття) й опісля досягне кінцевої мети – супутника Ганимеда, що є найбільшим в усій Сонячній системі. Вчених цікавить його магнітне поле, підлідний океан та в цілому внутрішня структура.
Видання Science нагадує: вчені вважають супутники потенційним середовищем зародження й існування примітивного життя. Особливу зацікавленість у цьому контексті викликають саме супутники Юпітера, на яких багато води. Окрім того, як наголошує представник Європейської космічної агенції Альваро Хіменес Каньєте, Юпітер є класичним зразком планет-гігантів. «JUICE дасть нам можливість розібратися у тому, як формуються газові гіганти та об’єкти, які обертаються навколо них, і чи можуть вони бути придатними для життя», – каже вчений.
Космічний апарат планують запустити у 2022 році. За планом, він досягне системи Юпітера у 2030 році, його робота триватиме щонайменше 3 роки. Вартість місії – 1 мільярд євро.
Проект JUICE під час відбору мав двох конкурентів: місію пошуку гравітаційних хвиль NGO та проект космічного телескопа ATHENA. У повідомленні агенції йдеться про те, що розробка цих програм, які програли JUICE, зрештою все одно проводитиметься – з огляду на їхню «високу наукову цінність».
В Азії школярі масово потерпають від короткозорості
У великих азійських містах до 90% школярів страждають на короткозорість. Загострення цієї проблеми, вважають учені, пов’язане з надмірною зайнятістю дітей у країнах Південно-Східної Азії. Якими б не були їхні досягнення у навчанні, пишуть науковці у своїй статті у Lancet, ці проблеми несуть величезну загрозу: від різкого погіршення зору до сліпоти.
Як розповідає автор дослідження, професор Іян Морґан із Національного університету Австралії, проблеми з зором в Азії розпочалися близько двох поколінь тому: до цього лікарі не помічали ніяких відмінностей у цьому плані між жителями азійських і, наприклад, європейських країн. «За цей період показник короткозорості серед молодого населення зріс із близько 20 до 80–90 відсотків», – наголошує Морґан.
Короткозорість у пацієнта фіксують тоді, коли він погано бачить предмети, розташовані на відстані від двох метрів. Причиною такої вади зору часто є видовження очного яблука, що трапляється переважно у юному віці. Спричиняє проблеми з зором переважно завантаженість у навчанні та нестача денного світла.
Іян Морґан зазначає: діти у країнах Південно-Східної Азії проводять у школі та за домашніми завданнями дуже багато часу, що призводить до значного навантаження на очі. Однак, за словами вченого, 2–3 години денного світла можуть стати противагою цьому і посприяти збереженню хорошого зору.
Дослідники вважають, що особливу роль у цьому процесі відіграє дофамін – біологічно активна хімічна речовина, яка у мозку людини передає емоційну реакцію, а також почасти є відповідальною за рух. Доступність денного світла збільшує рівень дофаміну в очах, що попереджає видовження очного яблука. Іян Морґан додає: під час перебування на денному світлі не обов’язково має бути сонячно, око потребує такої кількості світла, яка доступна навіть у хмарний день.
На тему гена, який сприяв набуттю людиною надзвичайно розвинутого мозку, цього тижня у журналі Cell вийшло відразу дві публікації. Перша, яку підготували дослідники з Університету штату Вашингтон у Сіетлі у США, присвячена описові цього гена, названого SRGAP2. Керівник групи дослідження Іван Айклер разом із колегами раніше вже пояснив, що SRGAP2 існує у чотирьох копіях: ферменти, які копіюють ДНК, іноді помиляються і вставляють у хромосому кілька копій одного й того самого гена. Вважається, що такі дублі складають 5% геному людини.
Цього тижня дослідники з Сіетла спробували описати їх детальніше. Всі чотири варіанти (три копії й один оригінальний ген) розташовані у першій хромосомі, однак між ними є помітні відмінності: у них у всіх не вистачає частинки первинного, «батьківського» гена SRGAP2, тож вірогідно, що лише одна його копія кодує працездатний білок. Таку працездатну копію вчені знайшли у кожному з проаналізованих геномів людини (вчені опрацювали їх близько 2 тисяч), що, на їхню думку, свідчить про його особливу важливість.
«Десять років минуло з часу, коли людство, як воно вважало, розкрило послідовність геному і заявило про його усталеність, а ми досі знаходимо нові гени, надзвичайно важливі для еволюції та функціонування людського мозку», – зазначає Іван Айклер. Разом із колегами він підрахував, що вік SRGAP2C – близько 2,4 мільйона років, отже, період його виникнення припав якраз на виникнення роду Homo, представники якого мали більший мозок і почали використовувати кам’яні знаряддя праці, із його предків-австралопітеків із маленькими черепами.
У другому дослідженні науковці з американського Інституту Скіппса вирішили відштовхуватися від факту, що людина відрізняється від мавп перш за все розміром мозку. Навряд чи, пишуть вони, ген SRGAP2C міг вплинути на його збільшення, однак цілком може бути, що він розвинув нові можливості вже збільшеного мозку. «Цей ген мав би відігравати якусь важливу функцію», – наголошує нейробіолог Франк Полльо.
Когнітивні здібності людини залежать від кількості нервових зв’язків: чим їх більше, тим більше нервових ланцюжків можна організувати. Однак для цього нервові клітини повинні вміти встановлювати між собою контакти. Полльо і його колеги з Інституту Скріппса встановили, що ген SRGAP2C здатен забезпечити це вміння.
Вчені пересадили згаданий ген людини зародкам мишей. З’ясувалося, що хоч кількість нейронів у тварин, яким імплантували ген, не збільшилася, але на нервових клітинах з’явилося значно більше дендритних шипів (специфічних відростків, які забезпечують зв’язки між сусідніми нейронами). «Якщо ви збільшуєте загальну кількість зв’язків, ви збільшуєте здатність мережі працювати з інформацією. Це як збільшити кількість процесорів у комп’ютері», – розповідає Полльо.
Крім того, пояснює він, наявність у мишей імплантованого гена пришвидшувала швидкість міграції нейронів під час розвитку їхнього мозку. Вчені вважають, що швидкість переміщення нейронів у предків людини могла вплинути на вдосконалення їхніх мозкових здібностей.
В опублікованих статтях загалом описано не лише ефект від роботи SRGAP2C, але й можлива історія його еволюції. Це, як вважають навіть опоненти авторів вищеописаних статей, цілком може пояснити досі не відомі сторінки формування людини розумної.
Європейська космічна агенція досліджуватиме Юпітер
Європейська космічна агенція обрала свою чергову місію: у найближчі десятиліття науковці цього об’єднання займатимуться дослідженням Юпітера і його «крижаних» супутників. Проект називається JUICE – JUpiter ICy moon Explorer. Спочатку він був частиною міжнародної програми EJSM (місії дослідження системи Юпітера), однак віднині розроблятиметься окремо.
Загалом проект JUICE передбачає запуск до системи Юпітера автоматичного апарата, який дослідить орбіту супутника Каллісто, двічі наблизиться до Європи (зокрема, щоб заміряти товщину її льодяного покриття) й опісля досягне кінцевої мети – супутника Ганимеда, що є найбільшим в усій Сонячній системі. Вчених цікавить його магнітне поле, підлідний океан та в цілому внутрішня структура.
Видання Science нагадує: вчені вважають супутники потенційним середовищем зародження й існування примітивного життя. Особливу зацікавленість у цьому контексті викликають саме супутники Юпітера, на яких багато води. Окрім того, як наголошує представник Європейської космічної агенції Альваро Хіменес Каньєте, Юпітер є класичним зразком планет-гігантів. «JUICE дасть нам можливість розібратися у тому, як формуються газові гіганти та об’єкти, які обертаються навколо них, і чи можуть вони бути придатними для життя», – каже вчений.
Космічний апарат планують запустити у 2022 році. За планом, він досягне системи Юпітера у 2030 році, його робота триватиме щонайменше 3 роки. Вартість місії – 1 мільярд євро.
Проект JUICE під час відбору мав двох конкурентів: місію пошуку гравітаційних хвиль NGO та проект космічного телескопа ATHENA. У повідомленні агенції йдеться про те, що розробка цих програм, які програли JUICE, зрештою все одно проводитиметься – з огляду на їхню «високу наукову цінність».
В Азії школярі масово потерпають від короткозорості
У великих азійських містах до 90% школярів страждають на короткозорість. Загострення цієї проблеми, вважають учені, пов’язане з надмірною зайнятістю дітей у країнах Південно-Східної Азії. Якими б не були їхні досягнення у навчанні, пишуть науковці у своїй статті у Lancet, ці проблеми несуть величезну загрозу: від різкого погіршення зору до сліпоти.
Як розповідає автор дослідження, професор Іян Морґан із Національного університету Австралії, проблеми з зором в Азії розпочалися близько двох поколінь тому: до цього лікарі не помічали ніяких відмінностей у цьому плані між жителями азійських і, наприклад, європейських країн. «За цей період показник короткозорості серед молодого населення зріс із близько 20 до 80–90 відсотків», – наголошує Морґан.
Короткозорість у пацієнта фіксують тоді, коли він погано бачить предмети, розташовані на відстані від двох метрів. Причиною такої вади зору часто є видовження очного яблука, що трапляється переважно у юному віці. Спричиняє проблеми з зором переважно завантаженість у навчанні та нестача денного світла.
Іян Морґан зазначає: діти у країнах Південно-Східної Азії проводять у школі та за домашніми завданнями дуже багато часу, що призводить до значного навантаження на очі. Однак, за словами вченого, 2–3 години денного світла можуть стати противагою цьому і посприяти збереженню хорошого зору.
Дослідники вважають, що особливу роль у цьому процесі відіграє дофамін – біологічно активна хімічна речовина, яка у мозку людини передає емоційну реакцію, а також почасти є відповідальною за рух. Доступність денного світла збільшує рівень дофаміну в очах, що попереджає видовження очного яблука. Іян Морґан додає: під час перебування на денному світлі не обов’язково має бути сонячно, око потребує такої кількості світла, яка доступна навіть у хмарний день.
