Антон Чугунов 267,3

Нобелевский комитет вручил премию по химии за создание уникальных наночастиц — квантовых точек. В отличие от других материалов, их электрические, оптические и иные физические свойства меняются при увеличении размеров частиц. Для сравнения, вода в кристаллике льда любого размера не меняет цвет и температуру плавления. Это открытие важно с разных сторон. Оно фундаментально изменило химию, потому что ввело в использование новый класс материалов. Эти частицы расширили возможности для развития технологий, к примеру, цветных экранов QLED. Наконец, квантовые точки помогают биологам окрашивать нужные молекулы в живых клетках, а хирургам — находить опухоль во время операций. В статье мы сначала разберем особенности квантовых точек, а затем обсудим их применение в биологии и медицине.

В восьмой «Науке на завтрак» Артур Залевский и Дмитрий Лебедев, как водится, делают обзор свежих новостей науки из журналов Science и Nature по материалам предшествующих дайджестов «биомолекулы». Почему голые землекопы могут так долго обходиться без воздуха? Как выглядит единственный в России виварий, где выращивают этих удивительных существ? Как устроена искусственная матка? Что общего у ферментов и стереоселективных катализаторов нового поколения? И, наконец, сенсация: неужели первые люди появились в Америке 130 000 лет назад?

Как известно, митохондрии представляют собой эндосимбиотические бактерии, которые обосновались в эукариотических клетках и так прижились, что отдали бóльшую часть своих генов в ядерный геном клетки-хозяина. Но при этом митохондрии оставили за собой право регулировать экспрессию этих генов, ведь без подобного контроля она не была бы согласована с жизнедеятельностью самих митохондрий. И конечно, митохондрии научились сообщать ядру, что у них что-то пошло не так. Для этого они используют особые белки ретроградного транспорта, которые при определенных условиях перемещаются из митохондрий в ядро. Такие белки обнаружили у дрожжей Saccharomyces cerevisiae и нематод Caenorhabditis elegans, а вот у млекопитающих найти их аналоги долгое время не удавалось. И вот наконец появился подходящий кандидат — транскрипционный кофактор GPS2: он перемещается из митохондрий в ядро в ответ на деполяризацию митохондриальной мембраны, которая обычно свидетельствует о крайне напряженной обстановке в этих органеллах. Каким же образом GPS2 может обеспечивать молекулярный диалог митохондрий и ядра в клетках млекопитающих?

Многочисленные спектроскопические методы, появившиеся во второй половине XX века, — электронная и атомно-силовая микроскопии, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, масс-спектрометрия — казалось бы, давно отправили традиционную оптическую микроскопию «на пенсию». Однако умелое использование явления флуоресценции не раз продляло «ветерану» жизнь. В этой статье речь пойдет про квантовые точки (флуоресцентные полупроводниковые нанокристаллы), вдохнувшие в оптическую микроскопию новые силы и позволившие заглянуть за пресловутый дифракционный предел. Уникальные физические свойства квантовых точек делают их идеальным средством для сверхчувствительной многоцветной регистрации биологических объектов, а также для медицинской диагностики.

На этой неделе в номерах ведущих научных журналов довольно много статей о физиологии нашего организма, о том, как устроены альвеолы легких, почему хочется пить, как регулируется мочеиспускание и что нужно для работы сердца. Кроме того, есть амбициозный план по разработке нового лекарства от ВИЧ длительного действия. И, конечно, не обошлось без молекулярной и клеточной биологии: регуляция длины теломер и рекомбинации, позиционирование клеток и осознание ими своего размера.