#молекула

Ученые Томского политехнического университета представили новую математическую модель изотопологов метиленхлорида. Эта молекула участвует в процессах глобального потепления и разрушения озонового слоя. Модель ТПУ надежно предсказывает спектры и переходы внутри молекулы в возбужденном состоянии и в широком диапазоне частот. Благодаря этому технология политехников позволяет в 400 раз точнее, по сравнению с известными мировыми данными, предсказывать поведение молекулы.

Число устойчивых к антибиотикам инфекций растет на 15% в год, унося миллионы жизней. Схожая проблема есть в онкологии. Существующие методы лечения — комбинированная и точечная терапия — несовершенны: первая слишком токсична, а вторая теряет эффективность из-за мутаций. Перспективная альтернатива — молекулярные гибриды, атакующие болезнь сразу по нескольким направлениям. Однако их создание сдерживает фундаментальное ограничение: современные технологии не могут придать этим молекулам стабильную 3D-форму, необходимую для точного воздействия. Чтобы решить эту проблему, ученые Пермского Политеха разработали метод, который заставляет гибридную молекулу самостоятельно принимать нужную трехмерную структуру. Это позволило получить новые соединения с потенциальным противоопухолевым и противовоспалительным действием.

Современная биология и медицина достигли невероятных успехов в расшифровке генома, но столкнулись с фундаментальной проблемой. Она связана с пониманием того, как клетка принимает «решения» о своей судьбе: почему одна становится нейроном, а другая начинает бесконтрольно делиться, превращаясь в раковую опухоль? До сих пор наука искала ответ в точечном анализе, изучая отдельные белки и химические сигналы. Такой подход не раскрывал принципа, который обеспечивает одновременную перестройку тысяч генов. Ученые Пермского Политеха создали модель ДНК и с ее помощью впервые объяснили универсальный физический принцип, стоящий за управлением клетками и развитием раковых опухолей в организме. Это предлагает новый взгляд на методы лечения онкологических заболеваний.

Химики Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского (ННГУ) разработали комбинированную молекулу для борьбы с гипоксичными опухолями. Противоопухолевый комплекс сочетает преимущества фотодинамической и химиотерапии. Комбинированная молекула состоит из двух активных частей: химиопрепарата кабозантиниба и фотосенсибилизатора BODIPY («бодипай»). Они высвобождаются под воздействием красного света и одновременно атакуют опухолевые клетки. В будущем противоопухолевый комплекс может стать основой для новых лекарств, в том числе от одного из самых тяжелых видов рака — трижды негативного рака молочной железы.

Международный коллектив ученых из Университета Нагои, Университета электрокоммуникаций в Токио и МФТИ разработал уникальный метод, позволяющий с беспрецедентной точностью расшифровать один из самых фундаментальных квантовых процессов — туннельную ионизацию молекулы водорода в сверхмощном лазерном поле. Исследователям впервые удалось одновременно измерить две ключевые и ранее ускользавшие от прямого определения величины: реальную напряженность электрического поля лазера, действующего на молекулу, и ее эффективную энергию ионизации. Этот прорыв, основанный на анализе трехмерных «пончикообразных» распределений выбитых фотоэлектронов  по импульсу, превращает сложное явление в высокоточный измерительный инструмент и закладывает основу для нового направления в науке — количественной туннельной электронной спектроскопии, способной отслеживать сверхбыстрые процессы в веществе. 

Ученые из Московского физико-технического института и НИЦ «Курчатовский институт» разработали новую теоретическую основу для описания фотоэффекта — одного из фундаментальных процессов взаимодействия света и вещества. Они впервые показали, что если измерять вероятность перехода электрона не в обычное, а в закрученное состояние, обладающее собственным моментом вращения, то можно предсказать и наблюдать новые типы асимметрий, особенно важных для изучения «зеркальных» молекул. Этот подход, обобщающий классическое явление фотоэлектронного циркулярного дихроизма, открывает путь к созданию более чувствительных методов анализа сложных органических соединений.

В атмосфере коричневого карлика Wolf 1130C, расположенного на расстоянии около 55 световых лет от Земли, впервые надежно зафиксировали следы фосфина (PH₃) — молекулы, которую ученые считают потенциальным биомаркером. Речь, однако, не идет о наличии жизни — условия в атмосфере Wolf 1130C слишком суровы.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» ученые впервые получили «метеосводку» с коричневого карлика SIMP-0136 — объекта возрастом 200 миллионов лет, который совершает полный оборот вокруг своей оси всего за 2,4 часа.

Ученый НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива исследовал вольтамперные характеристики органического нанослоя, содержащего ионы рутения. Ожидается, что исследования в этой сфере помогут создать компоненты для производства электроники размером с молекулу, что в будущем позволит значительно увеличить производительность компьютеров.

Ученые ТПУ разработали универсальный программный комплекс для исследований спектров молекул. Он умеет определять положение линий спектра и их абсолютные интенсивности даже в молекулах типа ассиметричного волчка в несинглетных электронных состояниях — одного из наиболее сложных, с точки зрения математического описания, объектов. Полученные с помощью комплекса данные в несколько раз больше и в сотни раз точнее по сравнению с доступными сейчас. Такой подход заполнит «белые пятна» в знаниях о том, что происходит в молекулах.

Команда ученых провела всесторонний анализ метаболитов крови мышей после интенсивных занятий на беговой дорожке. Дополнительными моделями для изучения стали скаковые лошади и люди.

Слоистые структуры из металлов и диэлектриков используются для выявления веществ в низких концентрациях вплоть до отдельных молекул. Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ сравнили чувствительность тонких золотых пленок на разных слоистых структурах к модельной молекуле для поиска оптимальной основы сенсоров. Обнаруженные эффекты могут улучшить работу сверхчувствительных сенсоров, способных различать отдельные молекулы.

Премию в области химии в этом году присудили немцу Беньямину Листу и американцу Дэвиду Макмиллану — «за разработку асимметричного органокатализа».

Некодирующая РНК в клетке входит в некоторые важные органеллы, регулирует синтез белков, ускоряет отдельные реакции и участвует в других биологически важных процессах. Часто функционирование некодирующих РНК обеспечивается устойчивыми взаимодействиями нуклеотидов одной или нескольких молекул РНК. Биоинформатик из МФТИ и Института математических проблем биологии РАН описал известные структуры некодирующих РНК, связанных с аденином.

Если антитела к этой молекуле пройдут испытания, это даст новую надежду для иммунотерапии рака.

Физики впервые поместили две тысячи атомов в состояние суперпозиции и удерживали их в течение семи миллисекунд.

Ученые использовали точно настроенные импульсы лазерного света для съемки сверхбыстрого вращения молекулы карбонилсульфида.

Исследователи впервые измерили передачу тепла через одиночную молекулу. Открытие поможет создать молекулярные вычислительные схемы, которые позволят повысить быстродействие компьютеров до предела.

Впервые исследователям удалось создать молекулу железа, которая может выступать как фотокатализатор для производства топлива и электроэнергии и способна заменить более дорогие и редкие металлы, используемые сегодня.

Ученые обнаружили способ манипуляции отдельными молекулами на протяжении миллионной миллиардной секунды. Это открывает возможности для контроля над материей на совершенно новом уровне.