Биологическая жизнь и космическое пространство.

[sychbird]

Аналитическая методика, описанная ниже на мой взгляд проста и незатейлива в реализации. В этом качестве, ИМХО, подходит для космических аппаратов, ориентированных на поиск следов метаболизма на других планетах.

Флуоресценция в определении взрывчатых веществ
Новый полимер, разработанный исследователями из США, позволяет определять пикограммовые количества взрывчатых веществ.

Исследовательская группа Уильяма Троглера (William Trogler) из Университета Калифорнии в Сан Диего получила сополимер силафлуорена с флуореном, способный идентифицировать азотсодержащие взрывчатые вещества. Полимер представляет собой первое соединение, способное играть роль переключаемого сенсора для определения пикограммовых количеств взрывчатки.
Полимер Троглера способен к обнаружению взрывчатых веществ в количествах, меньших по сравнению с существующими системами, поскольку он определяет не пары, а микрочастицы веществ. Процесс обнаружения строится следующим образом: раствор пол мера распыляют над тестируемой поверхностью, высушивают, после чего облучают ультрафиолетом. Микрочастицы взрывчатки гасят флуоресценцию полимера, давая голубую окраску.
Полимер позволяет также различать различные типы взрывчатых веществ, таких как тринитроглицерин и нитроароматика. Первоначально пятна обоих типов соединений проявляются в ультрафиолете в виде синего свечения, однако дальнейшее облучение приводит к тому, что пятна, свидетельствующие о наличии нитроглицерина, становятся желто-зелеными, а пятна-свидетели тротила сохраняют голубую окраску. Изменение цвета происходит благодаря процессам фотоокисления флуоренильных групп полимера.
Права на предложенную авторами технологию принадлежат компании RedXDefense, которая уже поставила производство полимера на широкую ногу, сам метод Троглера уже был прорекламирован в одном из эпизодов телесериала CSI: Miami.

Источник: J. Mater. Chem., 2008, DOI: 10.1039/b802623h

[sychbird]

Меня в этой ветке уже неоднократно пытались подергать за бороду за название темы. Этот материал привожу специально для скептиков и желающих поупражняться в изобретении формулировок.

Синтетическая копия клетки: можно ли обмануть клетку живую?[/size]
Исследователи из Университета Ноттингема сделали первые шаги в создании синтетической копии живой клетки.

Исследователи использовали полимер для получения капсулоподобных структур, обладающих свойствами, подражающими свойствам живых клеток. (Камерон Александр (Dr Cameron Alexander) и его аспирант Джордж Паспаракис (George Pasparakis) использовали гидрофильные блок-сополимеры для конструирования капсулообразных структур, свойства которых подражают свойствам настоящих клеток.
В ходе работы они смогли заставить искусственные мембраны «говорить» с настоящими, природными бактериальными клетками, перенося молекулярную информацию.
Прорыв в области создания искусственных клеточных мембран может иметь серьезные последствия для медицины. Новая методика может быть использована для разработки новых направленных систем доставки лекарств, в котором капсулы могут быть использованы для переноса необходимых молекул для атаки специфических пораженных клеток в теле, оставляя при этом здоровые клетки неповрежденными, что может сократить побочные эффекты, зачастую ассоциированные с лечением таких опасных заболеваний, как рак.
Камерон Александр отмечает, что лабораторный подход к созданию «искусственных клеток» находится в самом начале, и мы все еще находимся в начале длинного пути от близкого синтетического шаблона к биологической клетке, однако работа демонстрирует возможность переноса определенных молекул из синтетической капсулы в бактерию в результате физического контакта, что уже само по себе – замечательное достижение. Английские ученые полагают, что пройдя этот путь, они смогут получить синтетическую модель, которую клетка живая вполне примет за подобную себе.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2008 DOI: 10.1002/anie.200801098

[sychbird]

Команда исследователей из Пенсильванского университета (США) обнаружила в Гренландии новый вид бактерий, которые смогли выжить, проведя 120 тысяч лет под трехкилометровым слоем льда. Ученые сообщили о своей находке на конференции Американского общества микробиологии в Бостоне.

Обнаружение микроорганизмов, способных существовать при низкой температуре, высоком давлении, недостатке кислорода и питательных веществ, важно, в частности, для исследования возможности существования жизненных форм в экстремальных условиях на Земле и других планетах Солнечной системы, отмечается в сообщении университета.

Источник: доклад на конференции по микробиологии в Бостоне.

[avp]

Они не жили, а были в замороженном виде. Это большая разница.

[sychbird]

Они не жили, а были в замороженном виде. Это большая разница.

Ну насколько я понял они ожили.

[avp]

Ну и что. Главное что на других планетах они не смогут жить.

[sychbird]

Из чего это следует? Если есть вода с определенной минерализацией,  содержанием кислорода и диапазоном температур. Они же не симбиоического типа.
Да и не это важно. Интересен диапазон физико-химических условий, сохраняющий возможность оживления, при попадании в подходящие условия. Расширяется вероятность панспермии.

[avp]

Если есть вода с определенной минерализацией,  содержанием кислорода и диапазоном температур

Нет нигде такого. Даже если и было бы то этого мало.

[sychbird]

Если есть вода с определенной минерализацией,  содержанием кислорода и диапазоном температур

Нет нигде такого. Даже если и было бы то этого мало.

Подождем данных Феникса.

[sychbird]

Нет нигде такого. Даже если и было бы то этого мало.

Мало для чего? Для вымывания фрагментов ДНК из погибших микробов. Для насышения микробъемов воды органическими молекулярными фрагментами?

[sychbird]

Опубликована  компьютерная модель спонтанного образования  мицел, могущих выполнять роль биологических мембран.
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature07018.html

[SAV]

Исследователи из США и Европы утверждают, что обнаруженные на метеорите Мурчисон (Murchison), который упал в Австралии в 1969 молекулы, входящие в состав ДНК и РНК живых организмов, имеют внеземное происхождение. Полученные результаты об изотопном составе свидетельствуют, что азотистые основания, обнаруженные на метеорите, образовались не на нашей планете.
Полный текст сообщения:
http://www.lenta.ru/news/2008/06/14/extraterrestrial/
Там есть ссылка на абстракт публикации

[Boo]

SAV
Ерунда, сплошные догадко-гипотезы. Особенно последний абзац - вообще абзац...

[sychbird]

В открытом космосе возможна высокоорганизованная жизнь
 
Многоклеточное способно переносить длительное пребывание в открытом космосе без вреда для жизни.
Как сообщает Space, результаты очередной серии экспериментов, проведенных на российской орбитальной лаборатории "Фотон M3", подтверждают, что даже высокоорганизованные формы жизни способны переносить без вреда для себя длительное пребывание в открытом космосе.
Ранее проведенные в космосе эксперименты продемонстрировали способность лишайников различных видов переносить длительное, в течение недель, путешествие в открытом космосе за бортом космического корабля без каких-либо средств защиты, в "открытом" грунте, безо всякого вреда для себя.
Поразительные результаты привели к возобновлению интенсивных биологических исследований в космосе.

Эксперименты, результаты которых были обнародованы только сейчас, были поставлены в сентябре 2007 года на борту российской автоматической орбитальной лаборатории "Фотон M3" исследовательской группой шведского университета Кристианшдадта под руководством Ингемар Йонссон (K. Ingemar Jonsson). Запуск был проведен по заказу Европейского космического агентства ESA.
В рамках новой серии экспериментов небольшие шестиногие животные "тихоходки" (water bears, tardigrades), выставлялись в открытое космическое пространство на длительные промежутки времени без каких бы то ни было средств защиты.
При этом особи подвергались воздействию характерных для космического пространства и казавшихся мало совместимыми с жизнью факторов (проникающая радиация, вакуум, невесомость, значительные перепады температур и т.д.), причем в их совокупности.
Часть особей погибла. Однако абсолютное большинство – выжило в открытом космосе, перенесло посадку и продолжило развиваться уже на Земле. Выжившие в открытом космосе существа исследовались затем в условиях земных лабораторий.
Характерный размер тихоходки – около 1,5 мм. Как правило, они обитают на влажных мхах и лишайниках. Известна способность тихоходок переходить в состояние анабиоза при ухудшении условий внешней среды – например, засухе – но впоследствии восстанавливать свою жизнедеятельность.

Тем не менее, выживание в условиях открытого космоса – открытие экстраординарное.

Особенно неожиданной, по мнению исследователей, видится способность живых организмов переносить воздействие жесткого космического ультрафиолетового излучения, способного не только разрушать живые ткани, но и приводить к деградации жизненно важного генетического материала.

Информация о результатах исследований феномена выживания организмов в условиях открытого космоса будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews.

[SAV]

http://www.lenta.ru/news/2008/10/10/monosystem/

В заброшенных африканских шахтах ученым удалось обнаружить экосистему, состоящую всего из одного организма. Об этом сообщает Nature News. Работа была выполнена группой ученых под руководством Дилана Чивиана (Dylan Chivian) из Национальной лаборатории Лоренса Беркли. Статья опубликована в журнале Science.

Несколько лет назад другая группа ученых установила, что в воде, поступающей в шахты из разлома на глубине 2,8 километров, обитают организмы. В рамках нового исследования биологи провели анализ более 5600 литров этой воды. Ученым удалось установить, что среди обитающих в ней организмов 99,9 процента составляет вид Desulforudis audaxviator.

Анализ ДНК показал, что геном этого организма состоит из 2157 генов. По словам ученых, у D. audaxviator присутствуют гены, которые указывают на то, что он способен получать углерод, разлагая органическую материю (включая мертвых сородичей). Когда органики рядом не оказывается, организм "добывает" углерод из альтернативных источников: углекислого газа, оксида углерода (угарного газа) и эфира муравьиной кислоты.

Несмотря на то что у микроорганизма присутствует особый фермент (нитрогеназа), позволяющий ему использовать атмосферный азот, свои потребности в этом элементе он восполняет при помощи молекул аммиака и ионов аммония, присутствующих в окружающей породе и воде. Энергию D. audaxviator получает из химических реакций с участием водорода, который образуется в результате распада молекул воды под воздействием радиации залегающих вблизи урановых руд.

Исследователи предполагают, что предки этого микроорганизма обитали на поверхности миллионы лет назад. В ходе эволюции им удалось адаптироваться к экстремальным условиям "подземного мира". Температура воды, в которой обитают D. audaxviator, может достигать 60 градусов по Цельсию. Кроме этого в окружающей среде почти отсутствует кислород и повышенное содержание щелочи.

По словам ученых, это первый случай, когда удалось обнаружить экосистему, состоящую всего из одного организма. Исследователи предполагают, однако, что подобная система является достаточно неустойчивой: любые изменения в окружающей среде могут вывести ее из равновесия и стать причиной гибели D. audaxviator.

Кандидат в марсиане.
На Марсе:
Радиация есть.
Вода есть.
Углекислота есть.
Азот есть.
Осталось найти тепло.
Ищем где на Марсе тепло и находим виды подобные D. Audaxviator
Однако здесь возможны иные биохимические реакции, основанные на Н2О2 или с участием хлора.
Если жизнь не попала на Марс извне, то для возникновения подобных организмов там должна была пройти биологическая эволюция. А это пока под вопросом.

[sychbird]

Наследие Миллера: новая информация о происхождении Жизни[/size]
Исследователи повторно изучили сухие остатки из колб 50-летней давности, оставшихся от классических экспериментов по моделированию «первичного бульона». Пересмотр результатов позволяет по-новому взглянуть на происхождение жизни на Земле.

В 1953 Стэнли Миллер (Stanley Miller) и Гарольд Урей (Harold Urey) из Университета Чикаго провели серию классических экспериментов по выяснению происхождения жизни, в которых они продемонстрировали, что при пропускании электрического разряда, моделировавшего грозовые явления в атмосфере добиотической Земли синтез аминокислот мог происходить при наличии в газовой смеси лишь газов-восстановителей – метана, аммиака и водорода, и паров воды.
Группа исследователей из США и Мексики под руководством Джеффри Бады (Jeffrey Bada) проанализировали содержимое 11 колб, принадлежавших Миллеру после смерти последнего в мае 2007 года, и обнаружили 10 аминокислот, о которых сам Миллер не сообщал.

В соответствии с работой Бады, унаследовавшего лабораторию Миллера со всем его содержимым, Миллер сохранял результаты каждого эксперимента, однако до недавнего времени Бада не представлял, что его наставник хранил колбы с результатами наиболее важных экспериментов в старой картонной коробке, положенный в дальний угол ящика письменного стола.
Один из соавторов Бады, Антонио Лацкано (Antonio Lazcano) предупредил его об этих колбах, однако по словам Бады, первоначально он не поверил в это, и посчитал, что Лацкано просто разыгрывает его. Тем не менее, после проверки были обнаружены тщательным образом промаркированные колбы с результатами экспериментов 1953 и 1954 годов.
В обнаруженных остатках от экспериментов полувековой давности содержались новые смеси, полученные с помощью модифицированных устройств, в экспериментах доселе не воспроизводившихся. Эти аппараты воспроизводили электрические разряды, возникающие при вулканических извержениях, добавляя к первичному бульону струю горячего водяного пара.

По словам Бады, пар способствует генерации гидроксильных радикалов, которые взаимодействуют с аминокислотами или их предшественниками, добавляя к описанному в учебниках набору аминокислот гидроксилированные аминокислоты. Наличие этих аминокислот представляет особый интерес, так как именно эти аминокислоты отличаются особенно высокой реакционной способностью.
Существует мнение, что при подборе газовой смеси Миллер недостаточно точно воспроизвел состав атмосферы добиотической Земли, основными компонентами которой были диоксид углерода и азот. Тем не менее, исследователи полагают, что именно вулканы могли быть теми локальными центрами, осуществлявшими синтез органических молекул, появление которых предшествовало возникновению Жизни.
Андрэ Брак (Andr

[sychbird]

Данный материал указывает, что пора серьезно начинать составлять базы данных для возможных комбинаций физико- химических условий, способных поддержиать энергетический обменн на уровне, достаточном для воспроизведения наноструктур, способных сохранять и передавать генетическую информацию. И примеривать к подобным базам данных все новооткрываемые планетные системы.
Открывается принципиально иной подход к вопросу вероятности существования жизни во Вселенной, в том числе и не белкового типа.

Построим наночастицы на фундаменте из вирусов[/size]
Исследователи используют дизайнерские подходы природы для получения наноразмерных материалов.

Международная группа исследователей из Великобритании, США и Франции идентифицировали стабильный, модифицируемый вирус, который может быть использован в качестве строительного блока для получения наноразмерных структур.
Наночастицы вирусы [viral nanoparticles (VNP)] обладают идеальными размерами, могут быть получены в больших количествах, отличаются высокой стабильностью и конформационной жесткостью. Эти наночастицы могут самоорганизовываться с высокой точностью, их можно модифицировать с помощью химических реакций или генетической инженерии.
Для применения VNP в некоторых областях требуется, чтобы эти системы могли выдерживать достаточно жесткие условия. При использовании VNP в электрических системах они могут подвергаться воздействию высоких температур, при использовании в биомедицинских приложениях – подвергаться воздействию сильнокислотной среды, что приводит к необходимости сохранения стабильности VNP в этих условиях. Исследователи идентифицировали ряд вирусов, обитающих в горячих кислотных серосодержащих источниках Исландии. Один из вирусов, SIRV2, оказался подходящим для использования в качестве строительного блока для наночастиц.

Вирус SIRV2 поражает одноклеточный организм Sulfolobus islandicus, оптимальными условиями для жизни которого является температура 80°C и pH 3, поэтому этот вирус может выдерживать и другие жесткие условия, которые могут быть созданы в лаборатории. Все эти обстоятельства говорят о высокой стабильности капсулы вируса SIRV2, что важно для использования его в качестве строительного блока. Для использования в качестве VNP также необходимо, чтобы капсула вируса могла быть относительно легко модифицирована химическими методами.
Было обнаружено, что в зависимости от условий проведения реакции, модификация вируса может быть проведена по его концам, по его телу или и по концам и по телу. Контролируемая модификация достаточно уникальна для данной VNP и открывает широкие возможности для организации наноструктур в сложные системы или слои.

Источник: Advanced Functional Materials, 2008 DOI: 10.1002/adfm.200800711

[sychbird]

Это к вопросу на каких принципах строить агентов для межзвездных путеществий. А может и межпланетных тоже.

Компьютеры из РНК растут на дрожжах[/size]
Исследователи из США смогли организовать рибонуклеиновые кислоты в настраиваемые логические системы, которые могут быть запрограммированы для распознавания и реагирования на определенные молекулы в живых дрожжевых клетках.

Работа открывает дорогу к созданию искусственных компьютерных приборов, которые могут отслеживать условия внутри живой клетки и реагировать на изменения состояния клетки соответствующим образом – например, высвобождать лекарства для лечения заболевшей клетки.
В природе биологические компьютеры на основе РНК контролируют процесс трансляции. До настоящего времени исследователи могли изменить «настройку» лишь м-РНК зеленого флуоресцирующего белка для того, чтобы дрожжевые клетки могли светиться зеленым цветом в качестве отклика на содержание определенных молекул.
В соответствии с заявлением Кристины Смольке (Christina Smolke) из калифорнийского института технологии, можно сделать так, чтобы отклик происходил в ответ на любую молекулярную функцию.
Хотя биологические логические устройства получали и ранее, Смольке подчеркивает, что ее работа описывает общую теоретическую концепцию создания биокомпьютеров на основе РНК. По ее словам, такие системы легко программировать, так как они состоят из трех компонентов, каждый из которых может быть настроен по отдельности по аналогии с электронными модулями plug-and-play.
Сенсор каждого из приборов состоит из аптамера РНК, короткой последовательности, связывающей специфические молекулы-мишени. Этот аптамер с помощью другой цепи РНК спарен с рибозимом, способным к расщеплению м-РНК. При связывании «молекулы-ввода» с сенсором она вызывает конформационное изменение рибозима, которое может как приводить к расщеплению м-РНК, так и к ее блокировке.
Смольке с соавторами использовала новую систему для создания биомолекулярных логических ворот, подобных электронным логическим приборам. Новые устройства на основе РНК являются первыми, которые могут одновременно распознавать две и более молекулы. В простом примере – логическом элементе И флуоресценция в клетках дрожжей наблюдалась лишь при совместном присутствии теофиллина и тетрациклина.

Источник: Science, 2008, 322, 456 (DOI: 10.1126/science.1160311).

[sychbird]

Обнаружены следы древнего «Мира РНК»
Некоторые бактериальные клетки могут плавать, принимать новые формы и даже становиться опасно вирулентными – все это без вовлечения ДНК в эти процессы. Исследователи из Йельского Университета смогли описать то, как это удается бактериям, полагая, что это открытие сможет пролить свет на то, как выглядели самые ранние формы жизни на Земле.
 
Руководитель исследования Рональд Брикер (Ronald Breaker) отмечает, что для реализации многих биологических функций бактерии используют древние формы РНК, в настоящее время являющейся посредником – переносчиком информации от ДНК к матрице белкового синтеза. В настоящее время практически все функции в клетке реализуются за счет белков, однако многие исследователи наряду с Брикером считают, что так было не всегда, и в последнее время уже было обнаружено достаточное количество примеров выполнения молекулами РНК достаточного количества функций в клеточной активности. Новое исследование иллюстрирует, что, по крайней мере в бактериальных клетках, белки отнюдь не всегда нужны для инициирования фундаментальных изменений на клеточном уровне. Брикер полагает, что такой процесс был обычным 4 млрд. лет назад, задолго до появления ДНК. В группе Брикера была решена загадка, интересовавшая исследователей десятилетиями – исследователи расшифровали способ активации и дезактивации генов крошечными циклическими молекулами РНК, названными di-GMP. Эти манипуляции с генами определяют, будет ли бактерия двигаться или находиться в покое, останется в гордом одиночестве или объединится с другими бактериями в биопленку. Например, циклические di-GMP возбудителя холеры, Vibrio cholerae, отключают выработку белков, необходимых для крепления бактерии к стенкам кишечника. Молекула РНК, состоящая лишь из двух нуклеотидов, активирует большую молекулу РНК – рибосвич. Рибосвичи были обнаружены в группе Бикера шесть лет назад, и с тех пор было показано, что эти структуры ДНК могут регулировать самые различные типы биологической активности. Рибосвичи, локализованные в матричной РНК, могут независимо «решать», какие гены активировать; ранее считалось, что эта функция доступна лишь белкам-регуляторам. В группе Брикера были искусственно синтезировано большое количетво рибосвичей и определена их эффективность в экспрессии генов, что предсказало возможность существования таких РНК в природе. С 2002 года на участках ДНК, не отвечающих за генетическое кодирование, было обнаружено около 20 классов различных рибосвичей. Использование бактериями РНК для запуска изменений в клетках без участия белков стимулирует пересмотреть ключевое положение о происхождении современной жизни: «Если для выполнения жизненных функций необходимы белки, а для синтеза белков необходима молекула ДНК, как могла появиться молекула ДНК?» Ответом на вопрос о «биохимической курице и биохимическом яйце» является концепция «Мира РНК» Сторонники этой концепции считают, что миллиарды лет назад моноцепи нуклеотидов, образующие РНК, представляли первые формы жизни и выполняли ряд сложных клеточных функций, в настоящее время выполняемых белками. Источник: Science, 2008, 321, 5887, 411; DOI: 10.1126/science.1159519

[sychbird]

Отпраляясь покарять далекие планеты не забудь захватить пару коробок "Персила"

Гусеницы обороняются от муравьев с помощью ПАВ[/size]
Гусеницы и родственные им насекомые могут бороться с хищными насекомыми, отрыгивая раствор поверхностно-активного вещества на атакующего хищника.

Давно было известно, что травоядные насекомые обороняются от хищных насекомых, срыгивая на них жидкость, однако, до настоящего времени исследователи полагали, что отпугивающий эффект обуславливается лишь наличием токсинов в «отрыжке» гусеницы, появившихся там в результате поедания гусеницей ядовитых растений.

Однако Микаэль Ростас (Michael Rost