Свет цветов, перспективы плесени и пластик отшельников: новости науки
Рокфор-светофор
Рокфор, горгонзолу и подобные сыры с плесенью узнают по характерным голубым прожилкам. Исследователи выяснили, как грибы, придающие сырам изысканный вкус, создают этот цвет, не самый типичный для еды.
Необычный цвет, как и вкус — дело плесневого грибка Penicillium roqueforti, который добавляют на ранних этапах сыроварения. Затем, во время созревания в сыр вводятся металлические шипы, создающие в сыре небольшие заполненные воздухом ходы, по которым гриб может расти и выделять сине-зеленые споры, придающие сыру голубизну. Разрастаясь, за пару месяцев созревания сыра плесень производит до 200 летучих соединений, в частности, метилкетонов, придающих голубым сырам тот самый вкус со множеством оттенков.
Оказалось, что за сине-зеленый цвет отвечают целых шесть генов, и при поломке каждого из них цвет меняется — на белый, желтый, зеленый, бежевый. А вкус при этом остается прежним, «что открывает захватывающие перспективы использования в будущем производстве сыра», пишут авторы исследования. Впрочем, не все эксперты, попробовавшие разноцветные сыры, согласны, что вкус остался прежним.
Как опознать бобра
Хвост нужен бобру чтобы маневрировать во время плавания или шлепать по воде для оповещения сородичей об опасности. А еще он может послужить удостоверением личности. Чтобы отслеживать миграции и динамику популяции бобров, искусственный интеллект научили распознавать их по рисунку на коже хвоста, как людей по отпечаткам пальцев.
Сейчас восстановление популяции евразийского бобра, почти истребленного в XIX веке, отслеживают при помощи ушных бирок и радиоошейников. Но чтобы их установить, бобра нужно поймать, — в общем, чипирование бобрам совсем не по душе.
Теперь появилась альтернатива: чтобы опознать бобра, достаточно качественно сфотографировать его хвост (как будто это так просто), и нейросеть узнает его с точностью 96%. В исследовании команда немецких ученых показала, как четырехкратно увеличить качество фотографий хвостов и бобров с помощью добавления к объективам фотоловушек небольшой пластиковой линзы.
Свет цветов
Создатели первых в мире светящихся растений, Карен Саркисян, Илья Ямпольский и их коллеги, опубликовали новое исследование. Но сначала об их предыдущей работе.
В природе светящихся растений не существует. А ведь нечасто людям удается создать что-то совсем новое и невиданное. Хотя светящихся живых существ в природе немало: к биолюминесценции способны светлячки, некоторые виды бактерий и планктона, многие глубоководные обитатели, грибы, медузы.
В начале нулевых «трансгенный художник» Эдуард Кац инсталлировал ген зеленого флуоресцентного белка, позаимствованный у медузы, в геном крольчихи по имени Альба. Фотографии светящейся крольчихи обошли мировые СМИ. Художник, казалось, приоткрыл дверь в далекое будущее.
А сейчас в аквариумах у обычных людей плавают стайки неразлучных светящихся, генетически модифицированных барбусов. Это уже никого не удивляет. Но на растениях фокусы с генами медузы и светлячка не сработали: свечение удавалось вызвать, но едва заметное.
Тем временем в 2017 году исследователи из Института биоорганической химии РАН с коллегами установили структуру люциферина (в переводе — «несущего свет») – молекулы, ответственной за свечение грибов. Ученые синтезировали несколько искусственных аналогов люциферина, которые испускают свет разных цветов. В следующем году они полностью описали механизм, позволяющий грибам светиться в темноте. Испускание света обеспечивают всего четыре фермента, перенос которых в любые другие организмы делает их светящимися. Чтобы это проиллюстрировать, наши герои создали светящиеся в темноте дрожжи.
В 2020-м все та же команда исследователей создает первые живые растения, устойчиво светящиеся в темноте. Эти цветки табака производят более миллиарда фотонов в минуту. На вид как обычные, только от листьев, стеблей, цветов и даже корней исходит яркое зеленое свечение. И физиология как на ладони, видны процессы, происходящие внутри растения — это не только красивое зрелище, но и перспективный метод для наблюдения за реакциями растений на стресс, болезни, лекарства и т.д.
А теперь про новое исследование, вышедшее 8 марта. Все та же команда докладывает, что усовершенствовала метод, сделав люминесценцию гибридной — теперь часть генов, обеспечивающих свечение, берется у грибов, а для другой части нашли аналоги у растений. Получился более компактный генетический аппарат, который теперь можно доставить в клетки растения с помощью вируса-вектора, то есть совсем легко.
Кстати, этой весной биотех-стартап Light Bio, основанный Кареном Саркисяном, начинает продавать светящиеся в темноте цветы петуньи. Пока только в США, и не слишком дешево — по $29. Но ведь это только начало. Возможно, пройдет еще несколько лет, и учительницам биологии начнут приносить светящиеся букеты в подарок.
Как сделать из протеза киберпротез
Можно ли почувствовать температуру и отличить стекло от пластика с помощью протеза? Теперь да. Исследователи разместили небольшой датчик «MiniTouch» на указательном пальце протеза — и мужчина, лишившийся руки 37 лет назад, смог отличить холодную воду от горячей, стекло от пластика и даже человеческую руку от искусственной. В 75% случаев он правильно определял температуру и материал.
Как удалось это сделать? Если кратко: на кончике пальца протеза кисти (самого обычного) разместили термодатчик, а на плечо испытуемого — элемент, способный нагреваться под действием электричества. Когда датчик на пальце касался объекта, он генерировал электрические сигналы, зависящие от температуры объекта. Сигналы передавались на датчик на плече, кожа под ним нагревалась, и вскоре испытуемый начинал фантомно чувствовать температуру пальцем, а не плечом.
И не только температуру. Оказалось, небольшая разница в температуре позволяет довольно точно отличать разные материалы друг от друга. Вот отзыв другого испытуемого: «Самым впечатляющим для меня был момент, когда экспериментатор поместил датчик на свое тело. Я мог чувствовать тепло другого человека своей фантомной рукой. Это похоже на ощущение связи с кем-то».
Датчик «MiniTouch» — это важно, как минимум потому, что он маленький, дешевый, и его легко интегрировать в уже существующие протезы. А еще это шаг к следующей ступени в эволюции протезов — киберпротезам. В мире уже распространились бионические протезы, которыми можно в той или иной степени управлять. Но полноценной заменой конечностей станут киберпротезы, обладающие чувствительностью, без нее невозможно совершать точные движения.
Пластик пригодился ракам
Раки-отшельники знамениты тем, что не выращивают собственные панцири, а селятся в раковинах мертвых моллюсков или других существ. Новое исследование польских ученых показало, что 10 из 16 видов раков-отшельников используют как раковины мусор со дна океана. Исследовали не раков на пляже, а посты в соцсетях: всего нашли около 30 000 снимков раков-отшельников, из них 386 оказались с искусственными панцирями.
Чаще всего раки выбирают крышки от пластиковых бутылок (их просто очень много), хотя и от металлических или стеклянных контейнеров они не отказываются. Ученые предполагают, что дело не только в доступности — такие искусственные раковины помогают ракам-отшельникам лучше маскироваться в загрязненных местах обитания, а еще они легкие и прочные.
В общем, раки-отшельники не считают пластик мусором, но еще неизвестно, чем для них это обернется.