Текст уведомления здесь

Суперкомпьютер «Ломоносов» помог найти средство против пестицидов и бактерий

Химики из МГУ использовали расчеты на университетском суперкомпьютере, чтобы помочь избавить почвы от загрязнений.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова ускорили распад молекул фосфорорганических пестицидов в почве, а также снизили устойчивость обитающих там бактерий к антибиотикам с помощью фермента органофосфатгидролазы. Способы повысить его активность определяли с помощью компьютерных алгоритмов. Результаты этой работы отражены в трех научных статьях, опубликованных в журналах International Journal of Environmental Research and Public Health, Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products и Catalysts.

Фосфорорганические соединения (ФОС) можно разложить на более простые молекулы с помощью фермента органофосфатгидролазы. Он присутствует во многих живых клетках и наиболее эффективно работает именно в них. Поэтому просто получить большое количество фермента и ввести его в почву, в которую попали ФОС, недостаточно. Нужно стабилизировать молекулы органофосфатгидролазы таким образом, чтобы они сохраняли свою активность вне клеток. Способы сделать это ученые смоделировали на суперкомпьютере «Ломоносов», принадлежащем МГУ.

Расчеты показали, что наилучший способ стабилизировать органофосфатгидролазу — присоединить к ее молекулам цепочки из множества аминокислот, а конкретно глутаминовой и аспарагиновой кислот. Комплексы фермента с такими цепочками нанесли на дешевый и распространенный носитель — цеолит. Он позволил увеличить площадь поверхности, на которой происходит реакция разложения ФОС с участием органофосфатгидролазы, и таким образом ускорить ее. Тесты проводили в почве, содержащей ФОС-пестицид хлорпирифос в концентрации 100 мг/кг. После погружения в нее цеолита с ферментом содержание хлорпирифоса в почве измеряли каждые несколько часов. Всего за трое суток весь пестицид разложился.

Также химики проверяли, поможет ли их способ стабилизации органофосфатгидролазы усилить действие противомикробных препаратов. Для этого они помещали в почву цеолит с нанесенным на него ферментом с дополнительными цепочками аминокислот, а также антибактериальные вещества — лактоны. Их способность уничтожать микроорганизмы проверяли на бактериях Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa, часто встречающихся в почве.

Использованные бактерии генетически модифицировали так, чтобы они вырабатывали флуоресцентные белки, то есть светились в темноте. Снижение светимости образцов почвы говорило о том, что численность Escherichia и Pseudomonas снизилась. Для того чтобы гибель бактерий началась, при применении цеолитов с органофосфатгидролазой требовались дозы антибиотиков, в 8,5 раза меньшие, чем без использования этого фермента.

Фосфорорганические соединения — это молекулы органических веществ, в состав которых входят атомы фосфора (как правило, в виде ионов фосфата PO43-). Они широко используются для борьбы с сорняками, вредителями сельскохозяйственных растений и паразитами животных. Один из самых известных препаратов этого класса — гербицид глифосат. Хотя фосфороорганические соединения сравнительно легко разлагаются до безопасных веществ (фосфорной кислоты, углекислого газа и воды), они весьма токсичны для людей и других животных, не относящихся к вредителям. Поэтому скорость распада фосфороорганических пестицидов крайне желательно дополнительно увеличить. Судя по результатам, полученным химиками МГУ, это вполне реально.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Российские палеонтологи открыли новый вид древних хрящевых рыб

Описать его ученым помогли три зуба, обнаруженных при раскопках в Белоруссии на глубине в 200 метров.
Добавить в закладки
Комментарии

Палеоихтиологи из Санкт-Петербургского государственного университета в сотрудничестве со своими белорусскими коллегами обнаружили в скважине Туров-106, расположенной около города Житковичи (Гомельская область, Белоруссия), окаменелые зубы ископаемого морского хищника. Впоследствии их датировали палеозойской эрой. Дополнительный анализ показал, что они принадлежали ранее неизвестной хрящевой рыбе, являющейся предком современных акул из рода Tamiobatis Eastman. Ученые назвали ее Tamiobatis elgae — в честь известного эстонского палеоихтиолога Эльги Марк-Курик. Об этом сообщается в пресс-релизе СПбГУ, поступившем в распоряжение редакции.

В палеозойской эре на территории современной Белоруссии находился океан, в котором обитали хрящевые рыбы из отряда ктенакантообразных. По современным представлениям, они были предками другого отряда хрящевых рыб — гибодонтообразных и, вероятно, предками (или родственниками) современных акул.

Найденные в белорусской скважине зубы оказались уникальными по своему строению. На оборудовании Научного парка СПбГУ палеоихтиологи провели микротомографические исследования найденных зубов. Трехмерная рентгенография показала удивительно разветвленную систему каналов в зубах древней рыбы. Там были как крупные, так и мелкие каналы — горизонтальные и восходящие. Ничего подобного у современных акул и других хрящевых рыб ранее ученые не наблюдали.

Особенно палеонтологов удивило количество вершин у зубов: четыре основных, несколько вершинок первого и второго порядков — всего более двадцати. Такого сложного строения, по словам исследователей, не было ни у одной из известных ископаемых хрящевых рыб. [ ... ]

Читать полностью

Роскосмос выйдет на рынок спутниковых данных

Объем этого сегмента рынка на порядок больше, чем у запусков ракет, которыми Роскосмос занимался раньше.
Добавить в закладки
Комментарии

Холдинг «Российские космические системы» (входит в госкорпорацию «Роскосмос») объявил о создании дочерней компании TERRA TECH (АО «ТЕРРА ТЕХ»), которая впервые в истории отечественной государственной космонавтики будет предлагать широкому рынку геоинформационные сервисы на основе спутниковых данных. О происходящем сообщает Роскосмос.

До сих пор Роскосмос получал доходы от космической деятельности только в роли «извозчика» — выводя в космос чужие спутники или же доставляя на МКС американских космонавтов. Обе эти экономические ниши постоянно сужаются: к 2017 году одна только частная компания SpaceX опередила нашу страну по количеству коммерческих пусков, а в 2018—2019 годах ожидается и сертификация кораблей SpaceX для доставки американских астронавтов на МКС.

Более того, оба рынка исходно были сравнительно умеренной емкости. Стоимость запуска составляет лишь малую долю от стоимости полезной нагрузки ракеты — как правило, спутника дистанционного зондирования Земли. Компания-оператор продает данные со своего спутника сразу множеству коммерческих потребителей. За счет этого объем рынка продаж спутниковых данных примерно на порядок больше рынка запусков.

Теперь Роскосмос планирует исправить ситуацию. Работа нового коммерческого оператора будет ориентирована на широкий потребительский рынок. Компания предложит сервисы как в области навигации, так и геолокации. Генеральный директор АО «ТЕРРА ТЕХ» Милана Элердова отмечает: «Разрабатываемые нами геосервисы позволят найти, объединить и проанализировать любую доступную пространственную информацию на территории земного шара за любой период времени. Точная верификация получаемых данных о различных объектах на Земле и их актуальность существенно упростят и ускорят работу государственных служб, повысят эффективность бизнеса добывающих компаний, сельхозпроизводителей, лесозаготовителей, строителей, а частным лицам позволят, например, быстрее отстаивать свои права в суде в земельных спорах и вопросах собственности». [ ... ]

Читать полностью

Гигантские планеты вышвырнули маленьких соседей из зоны обитаемости

Системы, в которых существует несколько планет-гигантов, часто выталкивают более мелкие планеты из зоны обитаемости в космос, где те обречены на скитания в вечной тьме.
Добавить в закладки
Комментарии

Астроном Соня Цеппеур (Sonja Seppeur) из Франкфуртского университета имени Гете (Германия) с помощью моделирования выяснила, как влияет наличие гигантских планет в той или иной системе на шансы землеподобных планет стать обитаемыми. Оказалось, что чем больше крупных планет в системе, тем ниже там вероятность жизни: гиганты просто выкидывают более мелких собратьев в холод межзвездного пространства. С текстом соответствующей работы можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета (США).

Исследовательница провела 423 симуляции орбитальной эволюции для планет из 153 различных моделируемых систем. Каждая из них так же, как и Солнечная, содержала планеты размером с Землю и более крупные — вплоть до газовых гигантов типа Юпитера и Сатурна. Оказалось, что чем больше газовых гигантов в системе, тем хуже там для землеподобных планет. Как только гигантов становится больше двух, их гравитационное взаимодействие становится столь энергичным, что сильно дестабилизирует как их собственные орбиты, так и орбиты других тел в системе. Если гигантов шесть и более, то землеподобные планеты оказываются выброшены из системы в межзвездное пространство практически во всех случаях.

Выяснилось также, что если орбита хотя бы одной из планет-гигантов вытянута чрезмерно — когда самая близкая и самая удаленная к звезде точки ее орбиты соотносятся как 2 к 5 или более, то это верный признак того, что система дестабилизирована и землеподобные планеты там уже выброшены вовне. То же самое относится к системам, где хотя бы одна из планет-гигантов имеет орбитальную плоскость, наклоненную на 20 и более градусов относительно плоскости вращения ее звезды.

Несколько неожиданным результатом работы оказалось то, что системы звезд спектрального класса G (желтые, как, например, Солнце) в этом отношении заметно опаснее, чем системы звезд классов К (оранжевые) и М (красные светила). Скорее всего, причина этого в том, что у более тусклых звезд расстояние от светила до планет, как правило, заметно меньше, чем у более ярких. Во многих системах красных карликов все планеты (до семи тел) находятся ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. «Прижатие» к массивному светилу стабилизирует землеподобные планеты и мешает им стать жертвой «гравитационного бильярда», вышибающего их из системы из-за воздействия силы тяжести от планет-гигантов.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы