Автор Тема: хайтек ньюс  (Прочитано 344 раз)

шарманщег

  • Гость
хайтек ньюс
« : 19 Ноябрь 2018, 06:45:19 »
NASA представило технологию ускоренного роста сельскохозяйственных культур

Технологию NASA по ускоренному выращиванию растений могут применить в сельском хозяйстве развивающихся стран. Ученые из Центра Джона Иннеса и Университета Квинсленда улучшили технику, известную как ускоренный рост, адаптировав ее для работы в огромных стеклянных домах и в уменьшенных камерах размером с рабочий стол.

Эта технология дает ученым больше возможностей разводить устойчивые к болезням и изменениям климата питательные растения.  Возможно, в будущем она позволит увеличить урожайность культур в развивающихся странах, чье население страдает от голода.

NASA использует улучшенное светодиодное освещение длительностью до 22 часов в сутки, чтобы оптимизировать фотосинтез и способствовать быстрому росту сельскохозяйственных культур. Это ускоряет цикл размножения растений: например, можно выращивать восемь поколений пшеницы в год, по сравнению с двумя поколениями в традиционном сельском хозяйстве.

Сокращая циклы размножения, метод позволяет ученым и селекционерам ускорить генетические улучшения, такие как повышение урожайности, устойчивость к болезням и изменениям климата. Успешные опыты уже проводились с пшеницей, ячменью, рапсом и горохом.

Компактная теплица позволяет сделать эту технологию доступной в любой части мира, а также экспериментировать с различными культурами, несмотря на их удаленность от Европы и США.

«Быстрый рост позволяет исследователям мобилизовать генетическую вариацию, найденную в диких родственниках сельскохозяйственных культурах, и ввести ее в элитные сорта, которые выращивают фермеры», — отметили исследователи.

Сотрудники агентства в Австралии — стране, которая сейчас переживает одну из самых сильных засух в истории, уже используют технологию для быстрого цикла генетических улучшений, чтобы сделать культуры более устойчивыми к засухе.

Исследователи считают, что технология станет нормой в научно-исследовательских институтах: «мы знаем, что все больше и больше институтов по всему миру будут внедрять эту технологию, и, делясь этими данными, мы обеспечиваем путь для ускорения исследований сельскохозяйственных культур».

Также ученые надеются, что их открытие поможет исследователям оптимизировать технологию как инструмент исследования. Они смогут отслеживать изменения в составе почвы и среды, освещении, температуре, интервалах между сборами растений и преждевременном росте.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #1 : 23 Апрель 2019, 00:40:12 »
Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали первый полноценный биосинтетический двухъядерный процессор, основанный на модифицированной системе CRISPR. Устройство может работать с любым количеством входящих в него сигналов в форме молекул РНК, пишет Phys.org.

Ученые давно занимаются изучением возможности создания клеточного нанокомпьютера, который бы работал через переключатели генов. В основе обычных устройств лежат логические цепочки, которые можно построить и при помощи белковых переключателей.

По словам швейцарских ученых, им удалось создать первое подобие компьютера, состоящего из клеток. Вместо ядра служит измененный белок Cas9, который может регулировать экспрессию определенного гена в ответ на сигнал, подающийся через цепочки РНК. В итоге создается заданный белок, который позволяет программировать цепи внутри клеток — как в ответ на входящие, так и исходящие сигналы.

После создания модели для перепрограммирования белков ученые создали биологический двухъядерный процессор, объединив в клетку два ядра. Для этого инженеры использовали генные модификаторы от двух разных бактерий.

В дальнейшем ученые намерены исследовать возможности использования подобных биосинтетических компьютеров.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #2 : 23 Апрель 2019, 00:41:02 »
Астрофизики доказали наличие молекулярных ионов HeH+ в космическом пространстве. Теория предсказывает, что это соединение было первым связанным состоянием атомов во Вселенной. Несмотря на лабораторное подтверждение существования таких молекул еще в 1925 году, их так и не удавалось обнаружить в космосе. При помощи спектроскопических наблюдений в терагерцовом диапазоне молекулу впервые удалось зафиксировать в планетарной туманности NGC 7027, пишут авторы в журнале Nature. Обнаруженное соединение не является реликтом Большого взрыва, а заново образовалось при подходящих условиях в современной Вселенной.

Согласно теории горячего Большого взрыва, примерно между 10 секундами и 20 минутами от появления нашей Вселенной протекал процесс первичного нуклеосинтеза, в течение которого образовались все составные ядра. По массе первичное вещество состояло на 75 процентов из водорода, на 25 процентов — из гелия-4, и примерно по 0,01 процента приходилось на дейтерий и гелий-3, также присутствовали следовые количества лития. Однако в это время температура была слишком велика для образования атомов или молекул, поэтому вся материя находилась в состоянии плазмы.

Когда температура упала до примерно 4000 кельвинов, начали образовываться первые нейтральные атомы, причем из-за бо́льшего потенциала ионизации первыми с электронами стали объединяться ядра гелия. Затем появились условия для появления первой молекулы — гидрида гелия HeH+, — которая образовалась из нейтрального атома гелия и иона водорода. Соединение обладает исключительно высокой химической активностью и наименьшим известным сродством к протону — выделяющейся при присоединении этой частицы энергией. На основе этого параметра можно оценить степень кислотности соединения, которая в данном случае оказывается беспрецедентно высокой, а значит, гидрид гелия должен быть наиболее сильной известной кислотой. Вещество появилось еще до рекомбинации водорода, то есть до перехода преобладающей доли вещества в прозрачное состояние, отщепления света от материи и появления реликтового излучения.

Последующее охлаждение Вселенной и образование нейтрального водорода привело к разрушению гидрида гелия, так как он вступает в реакцию с любыми нейтральными молекулами или атомами. Таким образом получились ионы молекулы водорода H2+, одной из основных форм материи в текущую эпоху. Несмотря на столь большую значимость в химической эволюции Вселенной, HeH+ не удавалось обнаружить в космическом пространстве. В лаборатории данное вещество было получено еще в 1925 году, но лишь в 70-х годах ученые начали всерьез рассматривать возможность существования соединения в доступной для непосредственного наблюдения плазме.

В работе под руководством Рольфа Гюстена (Rolf Güsten) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка описаны спектроскопические наблюдения в терагерцовом диапазоне, в которых была обнаружена наиболее сильная линия излучения гидрида гелия на длине волны 0,149 миллиметров. Такое излучение непрозрачно для земной атмосферы, поэтому для сбора данных была задействована инфракрасная обсерватория SOFIA, расположенная на самолете «Боинг 747SP».

Астрофизические модели предсказывали, что наилучшим местом для поиска HeH+ являются планетарные туманности, то есть протяженные газовые оболочки, сбрасываемые похожими на Солнце звездами в процессе превращения в белого карлика. В таком случае интенсивное излучение горячей компактной звезды будет ионизировать все вещество в близкой окрестности, что создаст благоприятные условия для длительного существования гидрида гелия, которые в ином случае сразу бы прореагировал с любой молекулой или атомом. Именно там соединение и нашли — в планетарной туманности NGC 7027.

«Открытие HeH+ является волнующей и красивой демонстрацией стремления природы формировать молекулы, — говорит соавтор работы Дэвид Ньюфелд (David Neufeld) из Университета Джонса Хопкинса. — Несмотря на малообещающие доступные ингредиенты — смесь водорода и инертного благородного газа гелия — и агрессивную среду с температурой в тысячи градусов, хрупкая молекула все-таки образуется. Стоит отметить, что это явление не только можно наблюдать астрономическими методами, но и понять с использованием теоретических моделей».

Обнаруженное соединение не является реликтом Большого взрыва, а заново образовалось при подходящих условиях в современной Вселенной. Тем не менее, его регистрация указывает на правильное понимание космической химии в том числе ранних эпох. В дальнейшем авторы намерены воспользоваться более чувствительными приборами, такими как массив антенн ALMA, для поиска сигнала данной молекулы в далеких галактиках ранней Вселенной.

Спектроскопические методы являются основой поисков разнообразных веществ вдали от Земли, что мы подробно описывали в тексте «Космическая химия». Гелий как химический элемент был сперва открыт как набор линий излучения в спектре Солнца и лишь спустя 27 лет его непосредственно выделили на Земле.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #3 : 23 Апрель 2019, 00:43:30 »
Тайваньские ученые кардинально улучшили память MRAM

Вполне возможно, что массовое производство MRAM высокой плотности начнется уже в этом году

Магниторезистивная память с произвольным доступом (MRAM) считается наиболее подходящим кандидатом на роль универсальной памяти следующего поколения. Однако до недавнего времени эффективное управление MRAM было сложной задачей. Если верить сообщению тайваньского национального университета Цин Хуа (NTHU), междисциплинарной исследовательской группе во главе с профессором Чих-Хуан Лаем и профессором Сюу-Хау Лин удалось совершить «революционный прорыв».

В настоящее время в качестве оперативной памяти с произвольным доступом в цифровых устройствах в основном используется динамическая память (DRAM), но ее потенциал по части снижения энергопотребления и повышения плотности близится к исчерпанию.

К достоинствам MRAM относится высокое быстродействие и маленькие размеры ячейки, а также возможность произвольного доступа и сохранение состояния в отсутствие питания.

Разработки в области MRAM ведут такие крупные компании, как Samsung, Intel и TSMC. Вполне возможно, что массовое производство MRAM высокой плотности начнется уже в этом году.
----

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #4 : 23 Апрель 2019, 00:46:14 »
Ученые восстановили функции мозга свиньи через четыре часа после смерти

Ученые создали систему, подключение к которой мозга крупных млекопитающих позволяет восстановить отдельные функции органа и сохраняет его структурную целостность. Успешный эксперимент, который длился шесть часов, был проведен со свиными мозгами через четыре часа после смерти. Технология дает ранее недоступную возможность исследования ряда функций головного мозга на целом изолированном органе. Статья опубликована в журнале Nature. Авторы сообщали о своих экспериментах на собрании этического комитета Национальных институтов здоровья США в апреле 2018 года, но тогда подробности не разглашались.

Головной мозг многих млекопитающих высокочувствителен к отсутствию кислорода. После прекращения циркуляции (перфузии) крови в течение нескольких минут в нем начинается процесс смерти клеток и повреждения нервных волокон. Это, а также образование тромбов в мелких сосудах, мешает изучению функций мозга в динамике ex vivo, на изолированном органе. Замораживание и консервация позволяют лишь статическое исследование.

Ряд наблюдений ставит под вопрос неизбежность смерти нервных клеток в течение минут и даже часов после прекращения кровообращения и говорит в пользу того, что указанные ограничения для исследований потенциально можно обойти. Так, ученым уже удавалось получить образцы жизнеспособных клеток и тканей как животных, так и человека, а также зафиксировать электрофизиологическую активность спустя длительное время после смерти. Известно, что митохондрии коры головного мозга человека могут функционировать 10 часов после смерти. Также через час полной ишемии у обезьян удавалось восстановить электрическую активность и работу нейронов. Описан случай полного восстановления функций мозга у человека в условиях пониженной температуры после продолжительной остановки сердца. И, наконец, недавние данные показывают, что удаление тромба в течение 16 часов увеличивает шансы на хороший исход ишемического инсульта.

Группа ученых под руководством Ненада Сестана (Nenad Sestan) из Йельского университета разработала высокотехнологичную систему для защиты изолированного головного мозга от быстрого разрушения, а также раствор для питания мозга и специальную хирургическую процедуру для его выделения. Исследователи показали, что определенные функции мозга могут сохраняться через продолжительное время после смерти и существует как минимум частичная возможность их восстановления.

Система, которую авторы назвали BrainEx (BEx), может поддерживать в головном мозге циркуляцию специального раствора для перфузии, которая сходна по параметрам с физиологической. При помощи аппарата можно проводить перфузию с давлением 20–140 миллиметров ртутного столба, частотой 40–180 ударов в минуту и температурой 3–42 градуса Цельсия. Система снабжена механизмами для обогащения раствора кислородом и очищения от токсинов. Мозг помещается в сферическую камеру, в которой поддерживается относительная влажность 95 процентов, чтобы орган не пересыхал и не «купался в жидкости». Ученые создали раствор для перфузии на основе гемоглобина, без клеточных элементов. Для облегчения исследований в нее были добавлены эхогенные вещества. Хирургическая процедура, которую разработали авторы, заключалась в выделении головного мозга и его сосудов на уровне выше продолговатого мозга.


Схема устройства системы BrainEx

Sestan et al. / Nature, 2019

Поделиться
   

Для экспериментов ученые использовали около трехсот голов свиней в возрасте шести-восьми месяцев, которые они получали с мясоперерабатывающих предприятий. После наладки технологии в исследовании использовались 32 свиных мозга. Ученые выделили четыре экспериментальных группы: перфузия с контрольной жидкостью, перфузия с жидкостью BEx, без перфузии и мозги, исследованные через час после смерти. Мозги подключали к системе BEx через четыре часа после смерти, время наблюдения составляло шесть часов, соответственно, мозг жил 10 часов после смерти.



Исследуя мозг свиньи перед подключением к системе, ученые обнаружили, что специфические клеточные функции сохранены: ткани реагировали на фармакологические и иммунологические пробы, отмечалась спонтанная активность синапсов и активный метаболизм при отсутствии деятельности мозга. Исходя из этого, ученые отметили, что способность восстановления функций мозга крупных млекопитающих при определенных условиях недооценена.

В мозгах, подключенных к системе с раствором для перфузии BEx, сохранялась анатомическая и клеточная структура, сосуды обеспечивали циркуляцию питательного раствора, восстанавливалась функция нейроглии, поддерживались метаболизм тканей и электрическая активность нейронов. Ученые обнаружили, что сохранность клеток и волокон в разных отделах мозга отличалась. Так, в поле СА1 гиппокампа, особенно чувствительном к отсутствию кислорода, наблюдались признаки вакуолизации, повреждения мембран и цитоплазматического лизиса даже при исследовании через час после смерти. В тканях мозгов, через которые пропускали контрольный раствор, наблюдалось быстрое разрушение.


Иммунофлуоресцентная окраска нейронов (зеленый), астроцитов (красный) и клеточных ядер (синий) в поле CA3 гиппокампа в головном мозге, остававшемся без перфузии (слева) и получавшем перфузию при помощи технологии BrainEx. В мозге, не получавшем раствор для перфузии, астроциты и нейроны подверглись разрушению.

   

Ученые указывают, что при помощи внутричерепной электроэнцефалографии не удавалось обнаружить глобальную электрическую активность в головном мозге, что говорит об отсутствии сознания и восприятия.

«Это направление исследований могло бы привести к появлению нового метода посмертного изучения головного мозга. Новая технология открывает возможности изучать сложные взаимодействия клеток и сетей нейронов, которые теряются при других способах сохранения тканей. Также она могла бы стимулировать исследования по разработке методов восстановления мозга после прекращения кровоснабжения мозга, например, при инфаркте миокарда», — сообщила Андреа Бекель-Митченер (Andrea Beckel-Mitchener), лидер проекта Исследование мозга путем продвижения инновационных нейротехнологий (BRAIN Initiative) Национальных институтов здоровья США в пресс-релизе организации.

В выводах ученые пишут, что их технология потенциально может помочь наводить мосты между клиническими исследованиями и теоретической неврологией. Также они отмечают, что новые возможности поднимают новые этические вопросы: требуются четкие стандарты, которые предотвратят вероятность восстановления сознания и других функций головного мозга, поддержание которых может неумышленно вызвать страдание.

Почти все о методах изучения тканей головного мозга ex vivo можно узнать из нашего большого материала «Из головы вон». Также ранее ученые описали гибель нейронов в головном мозге в результате того, что клетки микроглии не справлялись устранением нейронов, которые погибли ранее. В 2017 году врачи рассказали, как смогли частично восстановить сознание человека, который провел 15 лет в вегетативном состоянии, но умолчали о его скорой гибели, не связанной с лечением. Кроме того, нам теперь известна формула хорошей смерти: соблюдение пожеланий умирающего, безболезненность и эмоциональное благополучие.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #5 : 30 Апрель 2019, 22:57:45 »
Создан мозговой имплант для синтезирования речи

Возможность мозга управлять нашим телом уже никого не удивляет – однако возможность управлять мозгом с этой целью представляется концептуальной иной задачей, несоизмеримо более сложной. Впрочем, у команды специалистов-нейробиологов из Университета Калифорнии и Сан-Франциско имеется свое видение того, как этого можно достичь – потому как сегодня команда ученых представила свое новое уникальное устройство для конвертации мозговых сигналов в синтезированную человеческую речь. Конечно, звучит это действительно необычно, однако на самом деле связано с достаточно прогнозируемыми мозговыми процессами.

В основе самой разработки лежит использование специального алгоритма-машины, считывающего при помощи технологии электроэнцефалографии активность тех или иных мозговых участков – а соответственно, и регистрирующие различные изменения, которые происходят при чтении какого-либо текста.

Сама разработка тестировалась на нескольких людях, которые вслух читали различные тексты художественного содержания – во время этого процесса, разработка активно замеряла уровень мозговой активности и в буквальном смысле отслеживала взаимосвязь этих отделов с движением губ, языка и гортани, что и позволяет в конечном счете сформировать синтезированную человеческую речь – даже если человек во время чтения не совершает открытого произнесения слов, достаточно лишь механических движений языка внутри рта. Конечно, сама разработка-имплант пока носит экспериментальный характер и не претендует на высокую точность – пока что в пределах 69% слов – однако вскоре получит очередное расширение своего функционала.

Стоит отметить, что представленный имплант в мозгу все еще активно тестируется на своей изначальной стадии – поскольку предполагается, что его коммерческая версия будет доступна лишь в ограниченном формате. Кроме того, сами разработчики говорят о том, что скорее всего разработка будет своего рода научно-исследовательской базой, на основе которой будут создаваться другие подобные разработки. Нам лишь остается дожидаться последующих известий относительно данного проекта.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #6 : 03 Май 2019, 20:44:41 »

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #7 : 04 Май 2019, 08:55:43 »
Китайские государственные СМИ заявили о планах китайского правительства создать лунную базу уже через 10 лет. Речь идет про обитаемую станцию, а не автоматическую тестовую станцию.

Кроме того, Пекин собирается запустить автоматическую миссию на Марс к 2020 году, а возвращаемая лунная станция Chang’e-5 будет отправлена к своей цели уже в конце этого года.

Космическая станция «Небесный дворец» по плану должна выйти на орбиту Земли к 2022 году, о чем сообщили представители китайского космического агентства. «Дворец» станет альтернативой МКС, которая появилась в результате совместной работы США, России, Канады, Европы и Японии. Ее должны вывести из эксплуатации к 2024 году.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #8 : 05 Май 2019, 00:23:07 »
В Швеции построят дорогу длиной 1 милю, которая будет заряжать электротранспорт в движении. Финансировать строительство будет правительство Швеции.

шарманщег

  • Гость
Re: хайтек ньюс
« Ответ #9 : 13 Май 2019, 16:47:24 »
Химики из MIT создали систему освещения для умных домов будущего, в основе которой лежат настоящие люминесцентные растения. Об этом говорится в сообщении университета.

Профессор Майкл Страно из MIT имплантировал флуоресцентные наночастицы в растение, что позволило его листьям излучать свет. Планируется, что химическая реакция будет протекать по аналогии с излучением светлячков.

Первые светящиеся растения MIT разработали еще в 2017 году. Тогда ученые вырастили несколько поколений люминесцентного водяного кресса, в который накачали конденсатор света — компонент нанобиотических растений. Он позволяет растениям не создавать слишком яркий свет, что приводит к увеличению продолжительности их жизни.



Ученые отмечают, что светящиеся растения не только позволят заменить искусственный свет, но и сократят углеродный след, который остается за человечеством.

Сейчас это растение находится в Смитсоновском музее дизайна в Нью-Йорке, в дальнейшем инженеры собираются создать и другие виды нанобиотических цветов.

шарманщег

  • Смотрящий
  • ***
  • Сообщений: 214
Re: хайтек ньюс
« Ответ #10 : 18 Май 2019, 13:21:41 »
Создан первый полностью искусственный живой организм

Ученые совершили невозможное и полностью переработали геном кишечной палочки, исключив из него все лишнее и заменив оригинальные гены их синтетическими аналогами.

При всем огромном разнообразии жизнь на Земле использует один и тот же «язык» — ДНК. Горстка условных химических «букв» используется для создания десятков трехбуквенных последовательностей, каждая из которых сообщает белковым структурам определенный набор информации. Четыре буквы неклеиновых кислот — аденин, цитозин, гуанин и тимин (A, C, G, T) — можно объединить в 64 комбинации трехбуквенных «слов», так называемых кодонов.

Современные формы жизни представлены лишь 61 кодонами, которые формируют 20 аминокислот. Остальные три — это своего рода знаки пунктуации, обозначающие конечную точку шаблона конкретного гена в сплошной цепи. Таким образом, наши гены часто используют несколько разных фрагментов для обозначений одного и того же признака. Это создает огромную избыточность информации, но на то есть веские причины. В природе это позволяет организму быстро приспособиться к изменениям окружающей среды, но можно ли свести число кодонов к минимуму в контролируемых лабораторных условиях?

Чтобы выяснить это, исследовательская группа из Кембриджского университета изучила весь генетический код штамма E. coli и выделила каждый раз, когда появляется один из трех разных кодонов. Два из них означают аминокислоту «серин», а третий играет роль стоп-кодона. Потом каждый из этих триплетов был заменен одним из четырех других кодонов, которые также кодируют серин, и даже стоп-кодон был заменен одним из двух аналогов.

На бумаге внести все эти правки (а их порядка 18 000) выглядят так же просто, как автозамена одного слова другим в электронном документе. Но на практике это чрезвычайно кропотливая работа, поскольку исследователям было необходимо собрать химическую копию отредактированного генома и заменить ей оригинал, не убив при этом живой организм. Команда делала это поэтапно, и после замены каждого сегмента ученые убеждались, что бактерии продолжают функционировать как и прежде. Удивительно, но это сработало!

В итоге самым жизнеспособным оказался вариант Syn61 — при нем клетки длиннее визуально и при этом размножаются в 1,6 раз медленнее. При всем при этом «отредактированная» кишечная палочка кажется здоровой и работает с тем же диапазоном белков, что и оригинальная версия. Для исследователей это очень хорошая новость, убедительно доказывающая то, что генетическая инженерия способна в буквальном смысле подменять живую природу синтетической ровной в той мере, в которой это нужно человеку, при этом сохраняя саму жизнь.