Julia Sianto: Серотонин.

Серотонин.  Начну с главного - погрузившись в это исследование, я выяснила три принципиально новых для себя вещи.

Первое - серотонин, оказывается, совсем не тот "гормон счастья", как его обычно называют. По крайней мере, не того "счастья", которое я за него держу - знаете, такое пузыристое, подпрыгивающее, радостно-летне-мороженовое счастье. Нет, это не оно.
Второе - степень базовой активации серотониновой системы в теле имеет генетическую природу. Так же, как и в случае с дофамином, из моей предыдущей статьи. Логично, да?..
Ну, и третье, удивительное - причины депрессии могут быть совершенно никак не связаны с низким уровнем серотонина.

Теперь давайте подробней, по порядку и, как я люблю - начнем с небольшой зарисовки.

У моего мужа есть родственники на севере Португалии. Большинство из них живет в двух-трех деревнях недалеко от областного центра - причем, уже многими поколениями. Португальские деревни - это, конечно, совсем не то, что русские или украинские. Современные дома, хорошие машины, приличные школы и сады, магазины за углом. Дороги там такие, что, живя в 30км - весь их путь на работу занимает те же 30, только минут. Природа, щедрая земля и теплые зимы, речка. В общем, отличное место.

Вот только я бы никогда не смогла там жить. Почему? Из-за людей и их представлений об идеальной жизни.

Теория Лесли Орджела о происхождении жизни на Земле в результате «творения» извне

ЛЕСЛИ ОРДЖЕЛ (1927-2007) — британско-американский генетик и биохимик, известный своей нестандартной теорией происхождения жизни на Земле в результате «творения» извне — осознанного или случайного, но — внешнего вмешательства. Это единственно, что способно объяснить многие загадки современной эволюционной теории. 

Лесли Илизер Орджел родился 12 января 1927 года в Лондоне. После школы поступил в Оксфорд, где занялся изучением химии. В 1948 году с отличием окончил университет, с 1951 по 1953 год проходил магистратуру в Колледже Магдалины, результатом чего явилась его первая публикация о полуэмпирическом расчёте дипольного момента сопряжённых гетероциклических молекул. С 1954 по 1955 год проходил постдокторантуру в Калифорнийском технологическом институте под руководством Лайнуса Полинга. Работая там, он сблизился с Александром Ричем и Джеймсом Уотсоном, которые сильно повлияли на развитие его интересов и дальнейшую карьеру. Став доктором наук, Орджел вернулся в Великобританию как замдиректора факультета теоретической химии в Кембридже. Интересы учёного постепенно перемещались от неорганической химии к биохимии, и в 1964 году Орджел окончательно перебрался в США и занялся исследованием проблемы абиогенеза (происхождение жизни из неживой природы) в Биологическом институте имени Джонаса Солка. Там он и создал свою знаменитую теорию о появлении жизни на Земле, о которой — ниже.

ГЕОХИМИЯ

Начинал Лесли Орджел с исследований по неорганической химии. Важным достижением считается работа, написанная в 1952 году в соавторстве с Джеком Дунитцем, в которой в терминах орбитального взаимодействия объясняется стабильность ферроцена. Интересно отметить, что Орджел фактически предсказал существование дибензолхрома и бис(циклобутадиенил)никеля. 

В 1957 году в своей статье «Ion compression and the colour of ruby» он объяснил, почему рубин красный. Нетривиальность задачи состояла в том, что рубин является корундом (Al2O3), в котором замещена часть ионов. При этом сам корунд бесцветен, оксид хрома Cr2O3, аналогичный по структуре, имеет зелёную окраску. И тем не менее... В том же году были опубликованы работы Орджела, объяснившие образование нормальных и обратных шпинелей (редкий минерал кубической сингонии, смешанный оксид магния и алюминия красивых нежно розовых и зеленоватых оттенков). Научное объяснение этим фактом можно найти здесь: https://ru.wikipedia.org/wiki/Орджел,_Лесли_Илизер 


БЛИЖЕ К ЖИЗНИ

Интерес Орджела к биохимии начал формироваться в середине 1950-х годов, когда он проходил постдокторантуру в Калифорнийском технологическом институте. Там он познакомился с Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком, и стал одним из первых учёных, кому выпала возможность проверить на прочность двухцепочечную модель строения ДНК. 

В 1964 году Орджел окончательно перебрался в США и сосредоточил все усилия на изучении проблемы возникновения жизни на Земле. Его внимание особенно привлекали рибонуклеиновые кислоты, поскольку к тому времени уже было известно, что они являются и носителями, и передатчиками генетической информации. 

Серьезным результатом его исследований в этой области стала статья 1968 года, в которой была высказана гипотеза, что жизнь на ранней Земле могла быть представлена исключительно рибонуклеиновыми кислотами, которые и хранили генетическую информацию, и были способны к самостоятельной (без участия белков) репликации. Эта гипотеза была серьёзно проработана Орджелом, окончательно сформулирована в работе Уолтера Гильберта и ныне носит название «гипотезы РНК-мира». Проверка данной гипотезы определила направление дальнейшей научной деятельности Орджела. (Научные подробности там же: https://ru.wikipedia.org/wiki/Орджел,_Лесли_Илизер).


ТАК ОТКУДА МЫ ВЗЯЛИСЬ?..

На основе своих исследований др. Орджел также развил новаторскую (для классической науки) идею о том, что жизнь на Землю могла быть занесена из космоса (панспермия). 

Происхождение химических элементов в Солнечной системе и в человеческом теле

Знаменитая фраза Карла Сагана гласит, что мы все сделаны из звездной пыли. Это утверждение, в общем-то, близко к истине. Сразу после Большого взрыва Вселенная состояла из водорода, гелия и небольшого количества лития. Однако эти элементы не годятся для формирования каменных планет — в «водородно-гелиевой» Вселенной Земля никогда бы не появилась.

К счастью для нас, недра звезд являются настоящей «химической кузницей». В ходе реакций термоядерного синтеза внутри них могут формироваться элементы вплоть до железа. Когда звезда превращается в красного гиганта, а затем сбрасывает внешние слои своей атмосферы (стадия планетарной туманности), синтезированные в ее недрах атомы разлетаются по всей Галактике и со временем входят в состав газово-пылевых облаков, из которых рождаются следующие поколения звезд и планет.

Все, что тяжелее железа, как правило, синтезируется в результате вспышек сверхновых или же столкновения нейтронных звезд. Именно последние являются главным источником таких элементов, как золото и платина.

Представленная ниже инфографика подготовлена командой рентгеновского телескопа Chandra. Она демонстрирует источники происхождения химических элементов в Солнечной системе. Оранжевым цветом показаны элементы, возникшие при взрывах массивных светил, желтым — в недрах умирающих маломассивных звезд вроде нашего Солнца, зеленым — во время Большого Взрыва, голубым — при взрыве белых карликов (сверхновые типа Iа), фиолетовым — при слиянии нейтронных звезд, розовым — под действием космических лучей, белым — синтезированные в лабораториях.

Что касается человеческого тела, то 65% его массы проходится на кислород. Весь этот элемент в Солнечной системе обязан своим происхождения сверхновым типа II. То же касается примерно 50% всего кальция и 40% железа. Поэтому почти три четверти элементов в нашем теле родилось при взрывах массивных звезд, 16.5% приходится на вещество, выброшенное красными гигантами, 1% — на сверхновые типа Iа.

Таким образом, утверждение Сагана соответствует действительности примерно на 90%. Именно такая часть наших тел является продуктом звездной эволюции.

Химия Вселенной

Портрет атома водорода

Наконец ученым удалось подтвердить многие гипотезы и получить фото атомной орбитали, другими словами, это первое достоверное изображение атома водорода. Сфотографировать атом водорода удалось благодаря новейшей разработке — квантовому микроскопу, созданному группой ученых из разных стран. Исторический момент, не меньше.

То, на что вы смотрите, – самое настоящее фото атомной орбитали, иными словами первый портрет атома водорода, полученный при помощи квантового микроскопа – невероятного нового устройства, которое позволяет ученым взглянуть непосредственно на квантовую реальность.

Орбиталь – это место в атоме, которое занимает электрон. Название «орбиталь» (а не орбита) отражает тот факт, что состояния электрона в атоме описывается законами квантовой механики и отличается от классического движения по траектории. Совокупность атомных орбиталей с одинаковым значением главного квантового числа и составляют одну электронную оболочку.

Бактерия и грибки превращают химическое соединение в золото

Алхимия от микробиологии: Бактерия превращает химическое соединение в золото («Science-News»)

Ученые обнаружили бактерию, которая способна «работать философским камнем». В золото она превращает токсичное химическое соединение, встречающееся в природных условиях,

Как пишет The Daily Mail, бактерия Cupriavidus metallidurans может жить в среде с большим содержанием хлорида золота. Более того, бактерии перерабатывают хлорид, в результате чего получаются золотые самородки.

«Алхимия от микробиологии» – так назвал свои труды преподаватель микробиологии и молекулярной генетики Казем Кашефи (Мичиганский университет). Его соавтор – Адам Браун – читает курс электронного искусства и интерактивных медиа.

«То, что мы делаем - это микробная алхимия, превращение ничего не стоящих материалов в драгоценный металл», - заявил Кашефи. Имитируя процесс, происходящий в природе, бактерии трансформировали токсины в золотой самородок прямо на глазах у изумленной публики.

Обнаруженные в Австралии грибки могут превращать соединения золота в чистый металл, который покрывает их поверхность сверкающими наночастицами.

Об этом Майк Веролл (Mike Verrall) и его коллеги из австралийского Государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO) пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Микроскопические грибы Fusarium oxysporum найдены в шахтах на западе Австралии и продемонстрировали чрезвычайно необычную способность пользоваться растворенными в среде соединениями золота. Выделяя высокореактивные молекулы пероксида водорода, они заставляют его окисляться и, превращаясь в ионы, образовывать комплексы чистого металла. Блестящие золотые частицы усеивают поверхность мицелия F. oxysporum.

Ученые пока не могут сказать, для чего именно грибы проводят такое превращение. Тем не менее оно определенно приносит им большую пользу: наблюдения показывают, что штаммы, образующие «золотое покрытие», растут быстрее и вырастают крупнее обычных. Возможно, наночастицы облегчают поглощение каких-то питательных веществ или проведение каких-либо реакций, важных для жизни на богатых металлами минералах. Этот вопрос еще ждет своего разрешения.

Отдельный интерес находка представляет для геологов: возможно, такие малоизученные биологические процессы оказывают влияние на формирование месторождений золота и его распределение. Кроме того, вероятно, в будущем подобные микробы помогут проводить более точную геологоразведку ископаемых ресурсов и даже создать новые — биологические — технологии их переработки.