Выбрать главу

Синтезированный химиками «двенадцатиугольный» квазикристалл с характерным размером между полимерными цепочками в 50 нанометров обладает такой же структурой, которая была ранее обнаружена в металлических сплавах (~0,5 нм), в халькогенидах (~2 нм) и жидких кристаллах (~10 нм). Это подтверждает универсальный характер подобного рода симметрий в природе. Развитая для объяснения самоорганизации атомов в металлических сплавах квантовая теория квазикристаллов уже не годится для описания поведения больших молекул полимеров. По всей видимости, считают авторы, есть некий универсальный механизм, работающий на разных масштабах, который и приводит к образованию квазикристаллов.

Полимерные квазикристаллы можно будет использовать для получения фотонных кристаллов принципиально нового типа. ГА

Пластмассовая кровь

Британские ученые из университета Шеффилда под руководством Ланса Тваймана (Lance Twyman) разработали синтетический заменитель крови с полимерной основой. Как говорят исследователи, их «кровь», неприхотливая к условиям хранения, будет особенно востребована в местах военных действий, где делать крупные запасы обычной донорской крови дорого и неудобно. Кровезаменитель не требует жестких условий транспортировки и может долгое время храниться при комнатной температуре. Переливание крови можно осуществить прямо на месте происшествия, не дожидаясь прибытия пациента в стационар.

Создание кровезаменителей на основе природного газоносителя – гемоглобина – сопряжено с большими трудностями. Гемоглобин эффективно выполняет свои функции только в составе эритроцитов, и попытки заставить его работать так же эффективно в искусственных системах пока не привели к успеху (а первые исследования по этому направлению начались полвека назад). Поэтому ученые ищут более простые комплексы, способные выполнять дыхательные функции в организме. Кроме этого, кровезаменитель не должен вызывать сильной иммунной реакции отторжения. В этом состоит одна из главных проблем при создании подобных препаратов: подобрать композицию с подходящими газотранспортными функциями – это только часть дела.

Перенос газов в новом препарате английских химиков выполняет атом железа, находящийся в составе комплекса с одним из порфиринов (как и в гемоглобине). Порфирины – это азотсодержащие органические циклические молекулы, в центре которых имеется «полость», окруженная атомами азота. При образовании комплекса атом железа располагается в этой «полости», координируясь с атомами азота. Однако такой комплекс в изолированном виде не в состоянии выполнять газотранспортные функции. Чтобы заставить его переносить кислород и углекислый газ, исследователи связали комплекс полимерной основой. В результате сочетания порфирина и полимера образуется разветвленная древовидная структура, и порфирин оказывается в окружении по размеру и форме сходному с окружением в молекуле гемоглобина. Кровезаменитель в конечном итоге имеет темно-красный цвет (из-за использования железосодержащего порфиринового комплекса). Как говорит Твайман, его препарат не будет отторгаться иммунной системой человека, однако пока эти выводы основаны лишь на экспериментах в пробирке. Еще предстоит выяснить, будет ли «полимерный гемоглобин» претерпевать какие-либо превращения в организме, и если будет, то какие.

Созданием кровезаменителей успешно занимались и в России. Так, еще в 1979 году была начата разработка кровезаменителя на основе эмульсии перфторуглеродов, которые очень хорошо могут растворять в себе газы. Для иллюстрации этого свойства в шестидесятых годах прошлого века были даже проведены опыты с утоплением крыс и мышей в жидких перфторуглеродах, насыщенных кислородом. Легкие грызунов наполнялись жидкостью, но животное несколько минут продолжало дышать на дне как ни в чем не бывало, получая кислород из жидкой среды.

Перфторуглеродный проект увенчался успехом: был создан кровезаменитель «Перфторан», так называемая «голубая кровь» (голубоватый оттенок препарата связан с рассеянием света частицами размером 0,05–0,1 мкм). В 1996 году препарат был допущен к клиническому использованию. Однако эта эмульсия (как и ее зарубежные аналоги) все же не является идеальной заменой крови, и исследователи во всем мире пытаются подобрать более удачные составы. Возможно, опыты британцев с полимерной основой помогут продвинуться вперед в этом направлении.

Следует заметить, что применение кровезаменителей (помимо удобств хранения) полностью исключает опасность заражения разными неприятными болезнями при переливании крови, по сравнению с использованием донорского материала, что в наше время является очень большим преимуществом. ЕГ

Сумчатый интерес

Несколько новостей последнего времени имеют прямое отношение к сумчатым млекопитающим. Расшифрован геном первого сумчатого – домового голохвостого опоссума Monodelphis domestica. В Бразилии этот зверек живет в помещениях, как мышь, но питается не человеческими запасами, а грызунами и насекомыми (хищник, как-никак). Один из первых выводов изучения генома этого животного заключается в том, что эволюция плацентарных («нашей» группы млекопитающих) была связана не с появлением новых белков, а с изменением механизмов регуляции развития (кому-то без специальных исследований это было непонятно). Изученный вид интересен и для медицины. У него, как и у человека, ультрафиолет может вызывать меланому, а кроме того, его детеныши удивляют медиков способностью восстанавливаться после тяжелых травм спинного мозга.

Вообще, детеныши сумчатых – одно из чудес природы. Сколько поколений биологов удивлялось тому, как мелкий, недосформированный эмбрион сразу после появления на свет способен совершить путешествие к соску матери! Одно из интересных следствий ранних родов – мощные защитные свойства материнского молока. Иммунная система новорожденного еще не сформирована, и он был бы идеальной питательной средой для бактерий, если б не антибиотики молока. Австралийские биологи сейчас изучают защитные вещества в молоке филандера Евгении (кенгуру такого) – Macropus eugenii. Одно из этих веществ уже синтезировано и доказало высокую способность уничтожать бактерии (а не просто останавливать их рост, как большинство антибиотиков).

А вы знаете, что у самок сумчатых два влагалища и два рога матки, а у самцов, соответственно, парные или раздвоенные члены? Это, конечно, архаичный признак. А вот то, что масса детеныша не превышает 0,2% массы тела матери, не так уж и плохо. Сравните роды кенгуру, к примеру, с подвигом пятидесятикилограммовой роженицы, производящей на свет новорожденного весом в три с половиной кила! Но есть и одно печальное для сумчатых обстоятельство. Их мозг должен очень рано начать управление жизнедеятельностью детеныша: надо доползти до соска, удерживаться на нем, переваривать доступную пищу… У мозга сумчатых нет столь вольготного промежутка эмбрионального роста «на будущее», какой есть у плацентарных, и это серьезный недостаток.

Романтики до сих пор ищут в труднопроходимых лесах Тасмании сумчатого волка. Крупнейший из доживших до прихода человека видов сумчатых уничтожен не только охотниками, но и одичавшими собаками. По ТТХ сумчатый волк превосходил собаку динго во всех отношениях, кроме одного – гибкости поведения. Собаки способны согласовывать действия в стае и прогнозировать поведение своих жертв. Поскольку их жертвами были сумчатые, а все сумчатые, увы, тупы по сравнению с плацентарными, у собак все получалось хорошо. А вот тасманийские волки остались без пищи и отправились в небытие.