#молекулы

Хантавирус Андес способен прикрепляться к человеческим клеткам, используя особый участок на своей поверхности. Однако он практически недоступен антителам, мешающим заражению. Теперь ученые выяснили, как устроена такая защита и почему вирус все же можно остановить.

Слушатели узнают, как изменится работа ученого и почему участником поиска новых веществ вскоре сможет стать почти каждый.

Ученые Томского политехнического университета в составе международного коллектива впервые подробно изучили, как молекулы двух редких изотопов германия поглощают инфракрасное излучение. На основе этих данных ученые составили подробную «карту линий» — специальный набор спектроскопических признаков, по которым вещество можно будет узнать даже в сложной газовой смеси.

Слушатели узнают о химии, скрытой за блеском драгоценностей.

Наблюдая холодное газопылевое облако в созвездии Тельца, ученые выявили признаки едва уловимого этапа рождения звезды. Наблюдения показали, что вещество начинает отделяться от магнитного поля и двигаться к центру будущего светила. Именно этот процесс считается одним из ключевых механизмов, запускающих звездообразование.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили универсальный подход для определения с высокой точностью так называемой внутримолекулярной потенциальной функции — информация о ее свойствах позволяет делать прогноз поведения молекулы в различных условиях. Новый подход подходит для самых разных многоатомных молекул. В будущем он позволит точнее предсказывать спектры и динамику молекул как в условиях атмосфер планет Солнечной системы, а также более точно моделировать химические процессы на квантовом уровне.

Ученые усовершенствовали инструмент для моделирования химических реакций и предсказания свойств молекул, который использует нейросети для тонкой подстройки параметров. В отличие от полностью нейросетевых подходов, новый алгоритм не нарушает фундаментальные законы физики и снижает ошибку в расчетах энергии химических реакций почти на 26%. Благодаря этому он позволяет точнее описывать поведение электронов в сложных химических системах, что необходимо для предсказания их свойств, например при разработке новых лекарств, катализаторов и материалов.

Исследователи продолжают изучать доставленные на Землю образцы с астероида Рюгу. Ранее это небесное тело прославилось наличием крупиц старше Солнечной системы. Теперь же в нем обнаружили все пять «букв» генетического алфавита: цитозин, тимин, урацил, аденин и гуанин. Открытие подкрепляет гипотезу о том, что «строительные блоки» жизни сформировались в космосе и были занесены на раннюю Землю.

Слушатели узнают о молекулярной революции в систематике.

Слушатели узнают, как устроена иммунная система бактерий.

Устойчивость бактерий к антибиотикам выросла на 40% за последние пять лет. По данным ВОЗ, каждая шестая бактериальная инфекция в мире не поддается лечению, ежегодно унося около 5 миллионов жизней. Мы рискуем вернуться в эпоху, когда обычная пневмония или заражение крови могли стать смертельным приговором. Появился способ обмануть бактерии, ставшие неуязвимыми для антибиотиков. Новые «зеркальные» пептидные антибиотики остаются невидимыми для защиты микробов. Но есть сложность: чтобы быть эффективным и безопасным, лекарство не должно содержать примесей знакомых патогенам молекул. Ученые Пермского Политеха нашли решение этой проблемы, протестировав различные системы и выбрав наиболее эффективную. Она разделяет молекулы всего за десять минут. Этот подход позволяет создавать невидимые для бактерий антибиотики, повышать эффективность лечения и снижать риск побочных эффектов.

Слушатели узнают, что такое генетический код .

В густой оранжевой дымке Титана, где температура опускается до минус 180 градусов Цельсия, происходят невозможные по земным меркам химические реакции: молекула циановодорода (HCN), рожденная в атмосфере из азота, метана и этана, могла сформировать кристаллы, объединяющие вещества противоположной природы.

Слушатели узнают о тех веществах, с которыми связаны хранение, передача и реализация наследственной информации.

Ученые обнаружили, что общепринятые константы, с помощью которых химики предсказывают свойства молекул, содержали ошибки. Исправленные значения констант теперь объясняют ранее непонятные химические аномалии и позволяют предсказывать свойства новых материалов для квантовых технологий, датчиков и умных покрытий.

Российские ученые представили расчеты и контрольные эксперименты для подтверждения существования сегнетоэлектрического фазового перехода в воде, объясняющего ее аномальные свойства. Это исследование открывает перспективы для создания новых вычислительных моделей водных растворов, что важно для биологических, химических и физико-химических исследований.

Исследователи факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ улучшили метод обучения генеративных потоковых нейросетей для работы с неструктурированными задачами. Это поможет искать новые лекарства эффективнее.

В МФТИ создали высокочувствительные SERS-сенсоры на основе двумерного материала MXene, который может заменить дорогие и нестабильные сенсоры из золота и серебра. SERS-сенсоры — это специальные поверхности или материалы, которые усиливают слабые сигналы молекул при анализе методом рамановской спектроскопии. С их помощью, например, можно обнаружить следы наркотиков, ядов, биомаркеров болезней даже в сверхмалых количествах.

Группе исследователей из Южной Кореи впервые удалось проследить и задокументировать катализ одного из важнейших в организме человека фермента. Ученые получили структурные данные на каждом этапе реакции и реконструировали их, «кадр за кадром», в хронологическом порядке. Так получился молекулярный замедленный фильм, раскрывающий детали сложного многоступенчатого химического процесса.

Слушатели узнают о происхождении жизни на Земле.

Слушатели узнают про создание моделей для изучения патогенеза и поиска перспективных способов лечения психических заболеваний.

Различные живые существа — от акул до утконосов и пчел — способны улавливать электрические сигналы в воде или воздухе. Теперь к ним присоединились личинки дрозофилы фруктовой (Drosophila melanogaster) — распространенного во всем мире вида плодовой мушки.

Слушатели узнают, как насекомые стали одной из групп ракообразных.

Механизм взаимодействия простых неорганических полимеров (полифосфатов) с ДНК может пролить свет на формирование «архитектуры» генома, однако ученые до сих пор не могли его объяснить. Теперь, проведя ряд новаторских экспериментов, исследователи обнаружили, что при определенной концентрации ионов магния ДНК и полифосфаты образуют новые тонкие структуры. Открытие столь своеобразной «зоны Златовласки» может привести к разработке новых инструментов клеточного контроля.

На Красной планете находят все больше мест, в которых могли сохраниться органические следы древней жизни. Авторы нового исследования, однако, в успехе поисков сомневаются: оказалось, потенциальные признаки жизни разрушаются под действием космической радиации быстрее, чем считалось ранее. Более того, соленая среда, которую нередко рассматривают как перспективную для сохранения признаков жизни, эти процессы ускоряет.

Исследовательская группа из Боннского университета (Германия) обнаружила, что иммунные клетки «вынюхивают» патогенные микроорганизмы с помощью специальных компонентов врожденного иммунитета — так называемых Толл-подобных рецепторов, которые позволяют организму распознавать инфекции и запускать иммунный ответ.

Ученые СПбГУ разработали метод соединения двух простых веществ с помощью катализатора на основе золота, прикрепленного к полимеру. Такой процесс позволяет получить молекулы, на базе которых можно создавать новые лекарственные препараты, а также соединения для применения в сельском хозяйстве.

Ученые разработали простой и доступный метод получения диазепинов — молекул, широко представленных среди природных веществ и лекарственных препаратов. Для этого исследователи синтезировали молекулы-предшественники, нагревание которых при 80 градусах Цельсия в присутствии соединений родия позволило с высокой эффективностью получить ряд диазепинов редкого класса. Полученные продукты подавляли рост раковых клеток, практически не снижая жизнеспособность здоровых. Благодаря этому они могут найти применение при разработке противоопухолевых средств.

Измерение расстояний между белками, то есть непосредственно в нанометровом масштабе, обычно производят с помощью специальных микроскопов. Такие приборы позволяют увидеть положение макромолекул друг относительно друга. Группа исследователей из Германии создала «линейку», которая может проникнуть внутрь макромолекул и измерить внутримолекулярные расстояния с высокой точностью. Этот подход будет полезен в медицине.

Исследовательская группа из Лестерского университета (Великобритания) выявила химические следы табака, проанализировав молекулы, оставшиеся в костной ткани жителей Англии, умерших с 1700 по 1855 год. Новаторский метод позволил определить 45 молекулярных особенностей, отличающих курильщиков от тех, кто не употреблял табак.

Ученые из ИОХ РАН, МФТИ и ИНЭОС РАН синтезировали новые соединения — краун-гидроксиламины и их устойчивые комплексы с переходными металлами. Они также изучили их структуру, физические и химические свойства, выяснив, что новые координационные соединения при комнатной температуре могут активировать содержащийся в воздухе кислород и ускорять реакции окисления органического сырья. Это позволит повысить уровень экологической безопасности процессов нефтепереработки.

Слушатели узнают, к каким неожиданным выводам привело использование молекулярных методов в систематике животных.

Нанороботы — это микроскопические устройства, которые человек использует для управления отдельными атомами, молекулами. Ученые уже научили таких ботов находить раковые клетки и уничтожать их, бороться с кариесом, доставлять лекарства, распространять кислород по телу, очищать воду от зловредных бактерий и микропластика. В перспективе нанотехнологии позволят создавать совершенные материалы, составлять цепочки ДНК и клонировать их, проводить точнейшие хирургические операции на труднодоступных органах — головном мозге и сердце. Игорь Безукладников, кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ, поделился интересными фактами о нанороботах, объяснил, как они устроены, каким образом могут передвигаться по организму человека и представляют ли опасность для здоровья.

Российские исследователи объяснили, почему анализ нефти, межзвездной среды и некоторых более приземленных материй обнаруживает ряд типичных соединений углерода, азота и водорода, в то время как молекулы с другими сочетаниями тех же трех атомов не встречаются. Эта работа превращает набор стихийно скопившихся в органической химии наблюдений и обобщений касательно поведения веществ в стройную систему, в основе которой — принципы квантовой физики.

Доктор биологических наук Елизавета Бонч-Осмоловская расскажет про невидимый мир крошечных организмов.

Исследователи Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) НИЯУ МИФИ смоделировали и рассчитали свойства трехмерных кристаллов из «четырехмерных» молекул гиперкубана.

Исследователь из России открыл механизм «молекулярной коммутации» ДНК, который меняет наше представление об одной из главных парадигм биологии. Более 70 лет считалось, что ДНК хранит и обрабатывает информацию за счет структуры двойной спирали – однозначно соответствующих друг другу (комплементарных) молекулярных цепей. Руководитель направления «Нанобиомедицина» Университета «Сириус», заведующий лабораторией МФТИ Максим Никитин экспериментально доказал, что для эффективной обработки генетической информации ДНК совершенно не обязательно образовывать двойную спираль. ДНК может хранить и передавать информацию за счет слабоаффинных взаимодействий, реализующийся в том случае, когда молекулы имеют низкое сродство друг к другу. Более того, он показал, что короткая ДНК, даже максимально некомплементарная гену, может регулировать его работу.

Биоинженер Егор Мусин расскажет, как были устроены первые живые клетки.

Российские исследователи из Высшей школы экономики и Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН предложили новый способ повысить избирательность реакции получения производных гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), входящих в состав успокоительных. Ученые использовали фторидную добавку, которая увеличила долю полезной формы продукта реакции более чем в два раза, а общий выход реакции — в 2,5 раза. Такой подход может повысить эффективность производства компонентов лекарств и сделать его дешевле.

Тюменские физики научились точнее определять коэффициент селективности для мембран, то есть во сколько раз лучше проходят сквозь мембраны одни молекулы, чем другие.

Участники мероприятия смогут узнать новое о превращениях веществ и роли электрона в них, изящной архитектуре молекул и свойствах, которые зависят от этой архитектуры.

Международная группа ученых из России и Германии открыла механизм работы на атомном уровне важного клеточного белка бактериородопсина. Оказывается, с помощью света белок организует «протонные провода» для создания потенциала на мембране и подзарядки клетки. К открытию ученые шли несколько лет, проверяя и суммируя всю накопленную информацию и разрабатывая собственную уникальную методику исследований.

Российские ученые создали уникальные ДНК-сенсоры на основе красителя акридинового желтого. Благодаря его специфическому взаимодействию с молекулами ДНК можно будет выявлять даже небольшие количества низкомолекулярных и трудно определяемых молекул, например антибиотиков. При этом на точность анализа не влияют часто мешающие стабилизаторы лекарственных форм и белки пациента.

Исследователи из лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ и научных центров Испании предложили методику изучения свойств единичных органических молекул и нанометровых молекулярных слоев, основанную на применении клиновидных структур из графена и металлической пленки.

Современные методы квантовой химии не позволяли полностью и точно описывать характеристики межмолекулярных взаимодействий, что затрудняло эффективность тех или иных разработок — например, в лекарственной терапии. Но ученые из Университета ИТМО и их коллеги из РАН предложили новый метод статистического анализа силы этих взаимодействий и размеров атомов.

Неуловимый гидрид гелия ранее удавалось синтезировать только в лабораторных условиях, однако теперь его обнаружили в Млечном Пути, не так далеко от Солнечной системы.

Голландские ученые разработали прибор, способный обнаруживать живые растения на расстоянии нескольких километров. Более мощная версия этого устройства в дальнейшем может помочь при поисках внеземной жизни.

Порой кажется странным, почему атомы и молекулы ведут себя определенным образом. Например, почему мы не можем проходить сквозь стены, но инфракрасное излучение через них проходит. Все может объяснить один принцип — принцип исключения Паули.

Этот нанопинцет может извлекать ДНК и другие отдельные молекулы из живой клетки, не убивая ее.

Изучая тайну молекулярной хиральности в природе, ученые предложили новую экспериментальную схему для получения зеркальных молекул. Она может заставить обычные молекулы вращаться так быстро, что они потеряют нормальную симметрию и форму и образуют зеркальные версии друг друга.