Бесчеловечный человеческий клей

Ученые из Висконсина нашли способ производить искусственный коллаген в лабораторных условиях.

В медицине коллаген животного происхождения, преимущественно коровий, используется для восстановления тканей после ран и ожогов, в косметической пластической хирургии; так, за счет коллагена можно увеличить объем губ или убрать сосудистые «звездочки» с кожи щек. Кроме того, из выработанного из желудков лошадей и коров коллагена изготавливают рассасывающийся шовный материал.

Вот уже 30 лет ученые пытаются научиться синтезировать искусственный коллаген с целью использовать его в самых широких сферах – от облегчения артрита до новых технологий излечивания ран.

Коллаген –

возможно, самый важный и распространенный белок в человеческом организме. Название этого фибриллярного белка группы склеропротеинов происходит от греческого слова kolla – «клей»: коллаген составляет основу соединительной ткани, участвует в формировании костей, зубов, сухожилий и связок, а также присутствует, например, в чешуе рыб.

Но попытки оставались безуспешными. Биомедицине удавалось создать короткие фрагменты белка, но не получалось соединить их в длинные волокнистые молекулы, из которых и состоит настоящий коллаген. Поэтому и приходится либо пользоваться животными и растительными аналогами, либо использовать гигроскопичные (удерживающие вокруг себя множество молекул воды) молекулы, например гиалуроновую кислоту. Между тем в клиническом отношении человеческий коллаген был бы предпочтителен по сравнению с остальными, которые могут вызвать нежелательную аутоиммунную реакцию в организме пациента и стать источником инфекции и транспортировать патогенные микроорганизмы.

На прошедших в понедельник слушаниях Национальной академии наук США коллектив исследователей из университета Висконсина-Мэдисона заявил, что сумел обойти все существующие препятствия и создать метод, открывающий дорогу для широкого производства коллагена, подобного натуральному, в лабораториях.

Ученые сумели модифицировать кончики кусочков белка так, чтобы они соответствовали друг другу и приобрели способность собираться в единое волокно.

Причем волокно даже более длинное, чем природные. Искусственный висконсинский коллаген не совсем идентичен оригиналу, но отклонения только улучшают его свойства.

По словам профессора биохимии Рональда Рейнеса, синтезировать полностью аутентичный коллаген не составляет теперь труда, но ученые предпочли «изменить природу там, где оказалось возможным ее улучшить».

Профессор сообщил также, что осталось решить последнюю проблему – как управлять процессом самосборки атомов коллагена, чтобы они образовывали молекулу строго заданного размера.

Метод синтезирования коллагена, разработанный в Висконсине, можно использовать не только для нужд медицины, заменив ныне применяемый животный коллаген, но и в нанотехнологиях (благодаря тому, что он тоньше углеродных нанотрубок). А если волокна искусственного коллагена покрыть слоем золота или серебра, то их можно сделать основой электрических датчиков, вживляемых непосредственно в организм. Добавив к конструкции определенные биологические молекулы, можно создать датчики, информирующие о проникновении опасных вирусов или бактерий, например. Или, в частности, сигнализирующие их владельцу-диабетику о падении в крови уровня сахара.

Посмертное кольцо вселенского размера

Система радиотелескопов Very Large Array (VLA) разглядела самое большое кольцо в природе. Открытие сделала международная группа астрономов, представляющих Индию, Бразилию и Францию. В своей работе они также использовали рентгеновский телескоп ЕКА XMM Newton.

По данным авторов, диаметр кольца – 6 миллионов световых лет. Кольцеобразные структуры окружают скопление галактик Abell 3376, расположенное в 600 миллионах лет от нас. Как считают астрономы, открытие очень многообещающее: оно поможет понять механизмы, собирающие галактики в скопления, а также узнать много нового о магнитных полях вокруг скоплений.

Не исключено, что дальнейшее изучение этого кольца, а также поиск ему подобных сможет пролить свет и на происхождение космических лучей, единой теории происхождения которых пока что нет.

Как полагают, гигант породили ударные волны, возникшие после столкновения небольших групп галактик внутри скопления. По предварительным расчетам, энергия столкновения должна быть достаточной, чтобы разогнать ядра легких элементов до энергий, свойственных космическим лучам. Полная энергия столкновения групп галактик оказалась такой, что ее достаточно было бы для свечения нашего Солнца в течение 20 секстиллионов (2х10²²) лет.

Исследование опубликовано в журнале Science 3 ноября.

В 2006 году при помощи VLA сделано еще несколько очень важных открытий. Изучая с её помощью скопления галактик, астрономы обнаружили в некоторых из объектов волокноподобные структуры и значительное количество холодного газа. Как полагают ученые, такая межгалактическая газовая сеть играет значительную роль в эволюции галактик. Кроме того, возможно, дальнейшее изучение этой структуры позволит прояснить вопрос с другой загадкой Вселенной – темной материей, ведь некоторые современные ее теории предсказывают существование такой сети.

Кроме того, в «соавторстве» с другим известным космическим рентгеновским телескопом VLA открыл «каннибализм» среди черных дыр. Астроном Крейг Саразин и его коллеги из Университета Вирджинии случайно заметили рентгеновское излучение от спиралевидных траекторий двух гигантских черных дыр, которые в будущем могут столкнуться. Это открытие сделано в другом скоплении галактик – Abell 400.

Отчет ученых опубликован в последнем выпуске журнала Astronomy & Astrophysics.

Таким образом, впервые обеспечено доказательство, что одним из способов образования сверхмассивных черных дыр является слияние и поглощение. Или, проще говоря, пожирание друг друга. В целом, по словам Саразина, черные дыры бывают двух видов. Первые «весят» в десятки раз больше Солнца и сформировались в результате взрыва сверхновой. Вторые намного массивнее, их масса превышает солнечную от миллиона до десяти миллиардов раз. Они крайне медленно возникают в центрах галактик, поглощая соседние объекты. Открытие вирджинских астрономов дарит надежду на то, что такого рода черные дыры удастся обнаружить и впредь.