Ученые изучили мишень нового класса антибиотиков
Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную угрозу для здоровья людей по всему миру, поэтому активно ведутся поиски новых классов лекарств. Одним из таких классов стали лантибиотики (например, низин), которые представляют собой природные соединения, эффективно контролирующие бактериальные популяции. Низин воздействует на встроенный в мембрану липид II, который встречается у многих бактерий и вряд ли изменится эволюционно. Из-за его консервативности липид II представляет собой многообещающую фармацевтическую мишень. Сотрудники Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН, МФТИ и ВШЭ разработали молекулярную модель комплекса распознавания липида II в бактериальной мембране. Эти результаты будут использованы для дальнейшего изучения нацеливания на липид II антимикробными полициклическими пептидами и для разработки новых антибиотиков. Результаты опубликованы в журнале Scientific reports.
Репарация ДНК зависима от магнитного поля
Сотрудники лаборатории разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий МФТИ совместно с коллегами из Федерального исследовательского центра химической физики им. Н. Н. Семёнова изучили воздействие разных изотопов магния на процесс репарации (восстановления) ДНК. Оказалось, что в присутствии изотопа с ненулевым магнитным моментом процесс идет в 1,5 раза быстрее. Этот результат доказывает, что репарация ДНК — спин-зависимый и магниточувствительный процесс, и его химия включает перенос электронов и генерацию радикалов и радикальных пар. Результаты опубликованы в журнале Chemical physics of biological processes.
Ученые разработали метод поиска материалов по набору свойств
Основная проблема теоретической кристаллографии на сегодняшний день — поиск стабильной структуры для заданного химического состава. Сотрудники Сколтеха и лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ разработали метод, который решает эту проблему. Этот неэмпирический метод объединяет новый коэволюционный подход с тщательно реструктурированным химическим пространством, энергетической фильтрацией и оптимизацией по Парето. Это гарантирует, что предсказанные материалы имеют оптимальные свойства и высокие шансы на синтез. Авторы приводят некоторые расчеты для иллюстрации работы алгоритма. Результаты опубликованы в журнале npj Computational Materials.
Исследовано влияние магнитного поля на скорость химических реакций
Проблема влияния электрического поля на ход химических реакций представляет значительный интерес в последнее время. Это связано с простотой способа создания внешнего электрического поля, сравнимого с межатомными полями при помощи сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Сотрудники МФТИ с коллегами из Института химической физики им. Н. Н. Семёнова и Университета Флориды (США) исследовали причину влияния электрического поля на скорость химических реакций. Результаты показали, что поле вблизи усеченного конуса, действующего на химическую систему, значительно превышает среднее внешнее поле. Оказалось, что при расчете влияния электрического поля на скорость химических реакций следует учитывать увеличение электрического поля вблизи наноразмерных выступов поверхности металла, в частности, вблизи иглы СТМ. Результаты опубликованы в журнале Chemical physics.
Найдены гены, отвечающие за передачу сигналов в мозге и некоторые заболевания
Некодирующие области гена (интроны) в основном рассматриваются как регуляторы экспрессии. Однако мало что известно о связи между длиной интрона и его местом в гене. Ученые МФТИ Института математических проблем биологии РАН провели анализ наборов генов с определенным положением интрона при различных его длинах. В работе использовали список из 13823 пар генов человека и мыши. Оказалось, что есть специфическая группа из 153 генов с интронами длиной более 50 тысяч пар после первой кодирующей нуклеотидной пары. Эти гены были специфически экспрессированы в мозге, функционально связаны с синаптической передачей сигналов и тесно связаны с шизофренией и другими психическими расстройствами. Авторы полагают, что преобладание длинных интронов в этом месте обуславливает наличие сигнальной пептидной последовательности и связано с перетасовкой кодирующих участков. Результаты опубликованы в журнале Plos One.
Изучено поведение спинов в конечной цепочке
Ученые из лаборатории терагерцовой спинтроники МФТИ совместно с коллегой из Института проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН исследовали квантовые корреляции между двумя спинами в магнитных наноструктурах. Использовалась модель линейной цепочки с конечным числом атомов и обменным взаимодействием между электронами соседних атомов в рамках теории ферромагнетизма Гейзенберга. В исходном состоянии спины всех цепных атомов, кроме первых двух, ориентированы в одном направлении. Из-за обменного взаимодействия это начальное состояние генерирует спиновую волну переворотов вдоль цепи. Полученные авторами выражения для нестационарных квантовых амплитуд волн переворота для четного числа спинов могут быть использованы для расчета квантовых корреляций между двумя спинами, разделенными большим расстоянием в цепочке. Результаты опубликованы в журнале Journal of Experimental and Theoretical Physics.
Ученые разработали метод интерпретации результатов геофизического исследования скважин
Изучение явлений на границе электролитов важно для разработки методов интерпретации результатов геофизического исследования скважин и предсказания электрических свойств образцов. Сотрудник кафедры прикладной физики МФТИ совместно с коллегами из Сколково и Московского исследовательского центра Шлюмберже предложил вычислительную и теоретическую модели изучения электрокинетических явлений на границе раздела твердых электролитов. Основная структура, которая появляется на границе, представляет собой двойной слой. В системе с такой структурой может происходить движение жидкости. Это связано с тем, что дополнительное движение электролита в двойном слое обусловлено как внешним электрическим полем, так и разнообразными физико-химическими свойствами поверхности. В свою очередь, благодаря силам трения дополнительное движение электролита приводит к движению жидкости за двойной слой. Авторы показали, что электроосмотический поток связан с адсорбцией ионов электролита на твердой поверхности как при отсутствии, так и при наличии внешнего электрического поля. Предлагаемая модель может быть использована для расчета электрокинетических эффектов в водонасыщенных породах с различным минеральным составом. Результаты опубликованы в журнале Condensed-state physics.
Ваше мнение о дайджесте, а также информацию о своих статьях, выступлениях и проектах для публикации в последующих выпусках можно присылать на почту nebolsina@phystech.edu. Дайджест выходит раз в две недели. Следующий — 22 июня.
