Автомобиль, телевизор или компьютер. Научные открытия в 20 веке оказали существенное влияние на всё человечество. В 20 веке было сделано больше научных открытий, чем за все предыдущие столетия. Знания человечества стремительно растут, поэтому можно с уверенностью сказать, что если такая тенденция сохранится, то в 21 веке будет совершено ещё больше научных открытий, что может в корне изменить жизнь человека.
Открытие клеточной физиологии
История клеточной физиологии началась в Англии в столетии, когда молодой научный всесторонний талант получил новый инструмент в руках, который мог выполнять некоторые специальные задачи с помощью линз. В течение пяти лет в паре очков стало показом мод. В 19 веке неясный голландский дизайнер по дизайну по имени Ганс Лапперши обнаружил, что комбинация различных линз в трубке может быть использована для создания инструмента для дистанционного зрения. Он считал, что защитник Нидерландов принц Морис де Нассау сможет признать ранние испанские армии, атакующие этот инструмент.
В 20 столетии произошёл существенный прорыв в основном в двух сферах: физике и биологии.
Научные открытия в области физики
В этой области революция началась в самом начале 20-го столетия, когда Макс Планк вывел формулу распределения энергии в спектре абсолютно чёрного тела, из которой следовало, что энергия излучается не равномерно, как предполагали раньше, а частями - квантами. На этой основе Альберт Эйнштейн в 1905 году развил квантовую теорию фотоэффекта. Дальше Нильс Бор предложил модель строения атома, где электроны вращаются по орбитам вокруг ядра атома, словно планеты вокруг солнца.
В акте диверсификации приложений, испугавшись коллег исследователей и церковников, так, что он навел свой телескоп от потенциальных полей сражений прочь и установить его на территории который был священным для религии и философии - небес. Там он узнал, что планеты не шары, перемещенные ангелами на кристаллических дорожках, но глобусы твердого вещества, похожие на наши.
Другой университетский лектор из Болоньи диверсифицировал устройство в противоположном направлении. Марчелло Мальфиги использовал инструмент, чтобы смотреть вниз, рассматривая такие скрытые вещи, как внутренние слои кожи, вмятины на языке, кровеносные капилляры и наружную ткань коры головного мозга. Поскольку изобретение распространения улитки распространялось, оно увеличивало скорость, с которой люди могли обмениваться данными до возраста разума. Англичанин Роберт Гук снова был членом другой группы, которая использовала постсистему для управления межконтинентальными - Британское королевское общество.
Но на этом революция не закончилась. Альберт Эйнштейн в 1916 году разработал общую теорию относительности , что практически перевернуло представления всех учёных того времени. В соответствии с этой теорией, гравитация - это не процесс взаимодействия полей и тел в пространстве, а результат искривления пространства-времени. Эта теория объяснила появление так называемых чёрных дыр, а также искривление световых лучей от звёзд при их прохождении рядом с Солнцем.
Гук принял изобретение Галилея, построил свой собственный телескоп, открыл звезду в Орионе и осмотрел поверхность Марса, затем перевернул ее вверх дном и сосредоточился на снежинки, комары, перья и грибы. Джекпот, однако, взломал, когда он выпрямил трубку на пробке. Там он увидел то, что он описал в своем бестселлере «Микрография» как «первые микроскопические поры», которые он когда-либо видел.
Поскольку эти поры напомнили ему о спящих камерах монахов, он назвал эти ячейки микрорешеток. Сеть людей продолжала строить свою арку свода. Каждое растение и животное состоит из клеток, объясняющих южногерманский и прусский. И клетки, в свою очередь, были приняты к их времени, а именно, заполненные водой каюты, стены которых закрывали пассивную «однородную прозрачную жидкость». Это осознание привело к тайне. Молекулы натрия были исключены изнутри клеток, а калий был включен, что, по-видимому, приводило законы физики к абсурду.
В 1932 г. Джеймс Чэдвик доказал существование нейтрона. Это научное открытие привело к бомбардировке Хиросимы и Нагасаки, к развитию гонки вооружения и к холодной войне. Но в то же время это открытие послужило толчком к развитию атомной энергетики, а также к использованию радиоизотопов в различных научных сферах. За открытие нейтрона Джеймс Чэдвик в 1935 г. получил Нобелевскую премию в области физики.
Как можно предотвратить проникновение двух клеточных мембран двух веществ, которые распространялись с одинаковой плотностью с обеих сторон клеточной мембраны? В девятнадцатом веке немецкий «Мориц Траубе», который был переписан винным торговцем как физиологический химик, предположил, что мембрана должна быть своего рода «атомным ситом», позволяющим пройти одну молекулу, но другая была отвергнута. Однако эта идея была полна дыр, но неправильного вида. Современные биологи объясняли сита Траубов более эффективными и объясняли им утечки насосов, с которыми была разбросана мембрана.
16-го декабря 1947 г. Уолтер Браттейн, Джон Бардин и Уильям Шокли открыли свойства полупроводника - управление большими токами при помощи малых. Так появился транзистор - прибор, который состоял из пары p-n переходов. Принцип работы транзистора послужил основой для развития многих сфер научной деятельности и не только. Его изобретение привело к появлению микросхем и микропроцессоров - основы для современных компьютеров и радиоэлектронной аппаратуры и т.д.
Этот вклад открыл для самого Линга «единственная проверенная, объединенная теория клеточной физиологии». И вот слово предостережения. Групповые мозги продвигаются вперед, прыгая туда-сюда. Ущерб, нанесенный темным возрастом, наконец-то был преодолен. Но такие моменты ограничений также имеют свои жертвы, и Гилберт Линг был одной из этих жертв.
Везде сети, но вряд ли капля напитка
Сложные адаптивные системы не приводятся в движение по разуму, а по биологии. Это может быть благословением, но и проклятием. Например, дистрибьюторы ресурсов, которые могут создать нас, но затем также смогут сбить их снова. Поскольку мысли Гилберлинга считались исключительно важными, они убедились, что Линг был на солнечной стороне жизни. Когда Линг завершил постдокторские исследования в Чикагском университете, он получил бюджет на исследования и обучение в Медицинской школе Джона Хопкинса в Балтиморе.
Научные открытия в области биологии
Революция в этой области связана с открытием двойной спирали ДНК. Еще в 1869 ДНК открыл швейцарский биолог Фридрих Мишер. Но тогда он не предполагал, что это носитель генетической информации, который объединяет все живые существа, начиная от человека до земляного червя.
В 20-м веке английский учёный Розалин Франклин, проводя рентгеновский дифракционный анализ молекул ДНК, пришла к выводу, что ДНК имеет форму двойной спирали, которая напоминает винтовую лестницу. Розалин рассказала о результатах своего анализа исследователям Кембриджского Университета Фрэнсису Крику и Джеймсу Уотсону, которые также изучали структуру ДНК. И в 1953 г. они предложили трёхмерную структуру молекулы ДНК, за что и получили Нобелевскую премию. Но, несмотря на это, Розалин и дальше продолжала изучать свойства ДНК, открывая всё новые её качества. Научные работы Розалин впоследствии подтолкнули учёных к разработке новых медицинских препаратов, появлению генной инженерии, клонированию животных, органов человека и даже к попытке клонирования самого человека.
Затем Медицинская школа Университета штата Иллинойс предложила ему полностью сосредоточиться на своей исследовательской работе, без необходимости преподавать. Между тем его работа привлекла все большее внимание. Когда Институт психиатрии в Восточном Пенсильвании основал новый отдел фундаментальных исследований в Филадельфии, Линг был нанят для создания и проведения отдельной лаборатории. Затем ему была предоставлена возможность создать лабораторию в больнице Пенсильвании. Внимание привлекает все больше внимания.
Как пояснил Линг, «толпа умных молодых студентов стекалась в мою лабораторию, чтобы работать в более высокой степени или участвовать в захватывающих исследованиях в других местах». Работа строк быстро перетекала в глобальный поток данных. Трошин, еще один клеточный физиолог, который выступил против идеи мембранного насоса и был директором Большого Ленинградского института цитологии. Он, очевидно, следовал за работой Линга наиболее тесно, и концепция Лина о биофизике соленой воды вскоре стала еще одним теоретиком Раби приехал в Соединенные Штаты в качестве иммигранта из Австро-Венгрии в возрасте трех лет и сыграл важную роль в разработке одного из важнейших инструментов современной биологии - обработки ядерного магнитного резонанса, который сегодня используется для изучения тела и мозга, Линг был уверен, что бактерии, которые убили его родителей, могут быть тонким ударом, если человек работал на основе своих идей и был оснащен улучшенной теорией люди строят новые инструменты для борьбы с бактериальными захватчиками, которые пытаются перестроить клетки, которые заставляют нас входить в их частные столовые.
Важную роль в развитии биологии сыграл известный ученый Сидни Бреннер, который сделал открытие в области генетической регуляции развития органов. Он изучал вопрос об ограниченной продолжительности жизни клетки. Впоследствии было высказано предположение о запрограммированной смерти клетки - апоптозе.
Ниже показано, почему Линг может быть прав. Жидкость внутри клетки - не что иное, как случайный намек. Атомы - это сети кварков и лептонов - три кварка и один лептон даже в самом маленьком атоме, который мы знаем. Молекулы, в свою очередь, являются сетями еще большей сложности. Каждая молекула имеет свои внешние боковые модули, которые можно сравнить с штепселем и розеткой. С помощью этих подключаемых соединений может быть создана гиперчувствительная решетчатая ткань, которую медицинская профессия называет «кооперативным статусом».
Линг утверждает, что молекула воды не является созерцательной частью материи, как мы ее себе представляем. Два атома кислорода и один атом водорода расположены таким образом, что один конец молекулы положительный, а другой отрицательно заряжен. Положительный заряд атома воды пристыковывается к отрицательному заряду другого. Таким образом, молекулы воды вынуждены организовываться в большие сплетения. Свободная молекулярная ткань позволяет воде оставаться жидкой, а плотная ткань заставляет ее замерзнуть до льда.
Бреннер совместно с Джоном Салстоном занимался расшифровкой генома человека . Выполняя исследовательскую работу на земляном черве - нематоде, Сталстон определил первый ген самоубийства клетки.
Роберт Горвиц в 70-е годы, продолжая работу в этом направлении, открыл два гена клеточного самоубийства. Позднее он открыл ген, который удерживает клетку от самоуничтожения. Он нашел соответствующие гены у других животных и человека. Эти научные открытия позволяют продолжить работы в сфере управления процессами старения организмов и предположить возможность контроля развития многих смертельных заболеваний. В 2002 г. Горвиц и Салстон получили Нобелевскую премию в сфере физиологии и медицины.
Внутри клетки ткань воды, белков, нуклеиновых кислот и углеводов вибрирует на промежуточной стадии, которую мы называем жизнью. Линии «Поляризованная многослойная теория клеточной воды» помогает объяснить, как и почему это условие достигается. Желе состоит почти целиком из воды, и все же эта желеобразная вода может «встать», поскольку ни одна нормальная, чистая и жидкая вода никогда не могла. Когда эти молекулы коллагена, покрытые водой, пристыковываются друг к другу, получают желе или мясо, из которого мы все состоим, потому что коллаген гарантирует, что сшитая вода наших мышц и волокон приобретает форму и силу.
Человек - царь природы?
Научные открытия 20 века стали непосредственной производительной силой, которая обусловила качественные перемены в жизни человека. Бесспорно, эти открытия существенно изменили не только материальную сферу человека, но в то же время повлияли на духовное развитие человека и даже привели к общему упадку уровня нравственности. Это проявляется в неудержимом стремлении человека к материальным благам в ущерб моральным принципам.
Это несмотря на то, что 80% этой ткани состоит из воды. Как и в межличностном взаимодействии, каждая из взаимосвязанных молекул воды смещает внутренний баланс своих соседей. Этот факт заставляет всю ткань наклониться в состояние, далекое от обычного звена, и в лингвальном голосе превращает его в «функционально-связную и сдержанную кооперативную конструкцию».
Взаимодействия этих клеточных компонентов делают структуры крупнейшего человеческого города сравнительно просто. Некоторые исследователи говорят, что микротрубки клеточной стенки имеют вычислительную мощность компьютера. Эти живые балки и поперечные пластины действуют на основе правил сложных адаптивных систем. Строительные центры, называемые кинетохорсами, каждый раз создают хаотические новые каналы.
Такое бурное и бесконтрольное развитие науки и техники в 20-м веке кроет в себе и большую опасность. Экологический кризис и создание оружия массового уничтожения, техногенные катастрофы и природные катаклизмы… причиной которых стал научно-технический прогресс. Что мы наблюдаем в настоящее время? Взрыв контейнера с радиоактивными отходами в 1957 г. под Челябинском, авария на химическом заводе в Бхопале (Индия) в 1984 г. авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г. огромный разлив нефти из танкера Вальде у побережья Аляски в 1989 г. поджог 732 нефтяных скважин в Кувейте в 1991г. распространение вирусов СПИДа, атипичной пневмонии, свинного гриппа, - и это далеко не полный перечень.
Диверсификация достигнута. Каналы производятся по аналогичным линиям, поэтому достигается определенная степень соответствия. Каждый канал действует как пробный зонд, в котором исследуются возможности внутренней камеры. Эта способность проверять гипотезы - это дар разнообразия. Микроканалы, которые находят точку подключения, внутренне получают заказы на затвердевание. Те, кто не в состоянии докровать, внутренне проинструктированы уничтожить себя. Этот внутренний механизм, который регулирует степень прочности или гарантирует, что бесполезный канал перерабатывается, действует как сортировочная машина полезности.
Эта ситуация требует разумного контроля развития достижений науки . Но формальное сдерживание правовыми, юридическими методами сейчас не сможет предупредить многие негативные явления, способные причинить неприятности человечеству в ближайшем будущем. Человек вынужден сделать шаг навстречу природе, стать на один уровень с ней, изменить своё сознание. Homo sapiens должен осознать, что он не царь природы, а лишь её часть.
Если микротрубки находятся в положении, когда они могут соединять точки, которые необходимы для работы клетки, они становятся суперзвездами в цитоскелете клетки. Они получают ресурсы через сотовые экономические центры поблизости или даже дальше. Некоторые из этих ресурсов - просто импульсы, другие - материальные. Импульсы, которые перемещают другие сотовые компоненты для продвижения активов в их направление, являются дистрибьюторами ресурсов.
Сами клетки также действуют как испытуемые, но они делают это в своей функции как строительные блоки своего организма. Подобно клеточным внутренним микроканалам, конкурирующие клетки подчиняются правилам сложных адаптивных систем. Они изучают возможности в своей среде и конкурируют за соединения, строительные материалы, топливо, а также возможность дублирования самих себя. Внутренний турнир между отдельными ячейками оказывает большое влияние на жизнь и смерть микроканалов, которые сами были в конкуренции, чтобы сформировать скелет одного из участников турнира.
20 САМЫХ ВАЖНЫХ ОТКРЫТИЙ 21 ВЕКА
2016 год запомнится историческими научными событиями. Бал правят физики и астрономы: они совершили самые обсуждаемые и волнующие общественность открытия, связанные с черными дырами, теорией относительности и иными мирами. Многого добились и биологи, модифицирующие геномы и экспериментирующие на людях.
Если ячейка, в которой расположены микроканалы, является эмбриональным нейроном и обнаруживает связи, клетка будет процветать, и ее микроканалы выживут. Если эмбриональный нейрон не может состыковать, он убьет его внутренние утилиты, и микроканалы умрут вместе с ним, независимо от того, насколько они успешны в самой клетке. Те же сложные адаптивные системные правила организуют иммунную систему, организмы, колонии бактерий и человеческие общества - так как Линг сначала должен осознать свое восхищение, а затем и разочарование.
Линг продемонстрировал ряд впечатляющих экспериментов, что насосы не обязательно должны располагаться на периферии ячейки. Суетливые ткани внутреннего клеточного города очень легко исключают натрий. Если отказаться от теории мембранного насоса, можно представить себе препараты, которые могут быть намного эффективнее, чем существующие фармацевтические препараты против бактериальных врагов, поэтому, по крайней мере, Линг представил это. Однако до того, как эта возможность могла быть протестирована, Линг стал жертвой усилителей соответствия.
Третий не лишний
В апреле 2016 года в Мексике появился на свет ребенок, зачатый с участием митохондриальной ДНК третьего человека. Метод «трех родителей» заключается в пересадке ДНК митохондрий от женщины-донора в яйцеклетку матери. Ученые полагают, что это позволяет избежать влияния мутаций со стороны матери, способных вызвать такие заболевания, как диабет или глухота.
Операцию проводил американский хирург Джон Чан (John Zhang). Мексику он выбрал потому, что в США применение этой методики запрещено. Ребенок родился здоровым, никаких негативных последствий у него на настоящий момент не отмечено.
Генная революция
16 ноября журнал Nature сообщил, что китайские ученые впервые модифицировали геном живого человека. Конечно, не весь, а небольшую его часть. Пациенту с метастазирующим раком легких модифицировали T-лимфоциты с помощью технологии CRISPR, отключив ген, кодирующий белок PD-1, который снижает активность иммунных клеток и способствует развитию рака.
По словам исследователей, все прошло успешно, и пациент в ближайшее время получит вторую инъекцию. Кроме того, в испытаниях примут участие еще 10 человек, каждому из которых сделают от двух до четырех инъекций. Все добровольцы будут наблюдаться в течение шести месяцев для проверки, может ли лечение вызвать серьезные побочные эффекты.
По минимуму
В марте в журнале Science ученые сообщили, что им удалось создать бактерию с синтетическим геномом, убрав из него все гены, без которых организм мог обойтись. Для этого использовали микоплазму M. mycoides, чей изначальный геном состоял примерно из 900 генов, которые были классифицированы как необходимые или несущественные. На основе всей доступной информации и с помощью постоянных экспериментальных проверок ученые смогли определить минимальный геном — необходимый набор генов, жизненно необходимых для существования бактерии.
В результате был получен новый штамм бактерий — JCVI-syn3.0 с геномом, сокращенным вдвое по сравнению с предыдущей версией — 531 тысяча спаренных оснований. Он кодирует 438 белков и 35 видов регуляторной РНК — всего 437 генов.
Превратить в яйцо
Еще одно достижение биотехнологий связано со стволовыми клетками, полученными от мышей. Японские ученые из Университета Кюсю в Фукуоке впервые добились их трансформации в яйцеклетки (ооциты). Фактически они получили из стволовых клеток многоклеточный живой организм.
Ооцит относится к клеткам, обладающим тотипотентностью — способностью делиться и превращаться в клетки всех других видов. Ученые подвергли полученные ооциты экстракорпоральному оплодотворению. Клетки затем переносились в тело суррогатных самок, где развивались в здоровых детенышей.
Созданные в лабораторных условиях мыши обладали фертильностью и могли рожать здоровых грызунов. Кроме того, эмбриональные стволовые клетки могли быть повторно воспроизведены из яйцеклеток, полученных в культуре и оплодотворенных в пробирке.
Зика - смертоносное оружие
Комар жёлтолихорадочный
Малоизвестный и впервые выявленный в Уганде в 1947 году вирус Зика перерос в конце прошлого года в международную пандемию, когда быстро распространяющееся с комариными укусами заболевание проникло через границы Латинской Америки. Несмотря на малую симптоматику или полное ее отсутствие, распространение вируса сопровождалось резким всплеском микроцефалии, редкого заболевания у детей, чья характерная особенность заключается в значительном уменьшении размеров черепа и, соответственно, головного мозга. Это открытие заставило исследователей искать связь между Зикой и развитием этих анатомических аномалий. И доказательства не заставили себя долго ждать.
В январе 2016 года вирус Зика нашли в плаценте двух беременных женщин, чьи дети впоследствии родились с микроцефалией. В тот же месяц Зика был обнаружен в мозге у других новорожденных, которые умерли вскоре после рождения. Эксперименты с чашкой Петри, результаты которых были опубликованы в начале марта, рассказали о том, как вирус Зика напрямую атакуют клетки, принимающие участие в развитии мозга, существенно замедляя его рост. В апреле подтвердились опасения, о которых ранее говорили многие ученые: вирус Зика на самом деле вызывает микроцефалию, а также ряд других тяжелых дефектов развития мозга.
К настоящему моменту лекарства от вируса Зика не существует, ведутся клинические испытания вакцины на основе ДНК.
Первые генно-модифицированные люди
CRISPR - это революционный инструмент для генной модификации, обещающий не только излечить все болезни, но и наделить человека улучшенными биологическими способностями. В этом году китайская команда ученых впервые использовала его для лечения пациента, страдавшего агрессивной формой рака легких.
Для его лечения из взятой крови пациента сначала были удалены все иммунные клетки, а затем использован метод CRISPR для «выключения» особого гена, который может использоваться раковыми клетками для еще более быстрого распространения по организму. После этого модифицированные клетки были помещены обратно в организм пациента. Ученые считают, что подвергшиеся редактированию клетки смогут помочь человеку побороть рак, однако всех результатов этого клинического испытания пока не раскрывают.
Независимо от результатов этого конкретного случая, использование метода CRISPR для лечения людей открывает новую главу в персонализированной медицине. Здесь по-прежнему остается множество нерешенных вопросов - в конце концов, CRISPR является новой технологией. Однако становится понятно, что использование технологии, позволяющей модифицировать свой собственный генетический код, уже не является просто очередным примером научной фантастики. И за право обладания этой технологией уже начались настоящие патентные войны.
Самое долгоживущее позвоночное
В конце концов может оказаться так, что секрет долголетия мы узнаем не из крупных мировых научных центров, а от гренландской акулы. Согласно исследованию, опубликованному в этом году в журнале Science, это удивительное глубоководное позвоночное может жить более 400 лет. Радиоуглеродный анализ 28 самок гренландской акулы показал, что эти животные являются самыми долгоживущими позвоночными на нашей планете. Возраст старейших представителей составляет от 272 до 512 лет.
Так в чем же заключается секрет столь невероятного долголетия гренландской акулы? Ученые точно пока не знают, но догадываются, что, вероятнее всего, это связано с тем, что это позвоночное обладает экстремально медленным процессом метаболизма, что приводит к медленному росту и половому созреванию. Еще одним оружием в борьбе со старением у этих акул, по всей видимости, является экстремально низкая температура окружающей среды. Никто не хочет провести пару лет на дне Арктического океана и потом вернуться с отчетом о том, как все прошло?
Мышь пошла
Спинальная травма — одна из самых остро стоящих проблем современной нейронауки. Пока никто не смог полноценно справиться с перебитым спинным мозгом. Однако именно в 2016 году вышло несколько экспериментальных работ, которые показывают, что не всё так плохо. В одной из них важную роль сыграли учёные из Санкт-Петербурга.
Учёные из лаборатории нейропротезов Института трансляционной биомедицины Санкт-Петербургского государственного университета под руководством профессора, доктора медицинских наук Павла Мусиенко разработали технологию нейростимуляции спинного мозга ниже места травмы и опробовали её на крысах.
Похожие статьи
