20 января 2020 года, когда ничего не было известно о Covid-19, генетик Шарон Моалем сделал смелый прогноз в Twitter относительно того, что будет дальше. «Почему от новооткрытого уханьская острого респираторного синдрома (WARS) пострадает больше мужчин?» — спросил доктор Моалем, 43-летний канадец, проживающий в Нью-Йорке и уже в течение двух десятилетий исследующий редкие генетические заболевания.

Его предположение было правильным.

Согласно базе данных Global Health 50/50, мужчины умирают в результате Covid-19 гораздо чаще, чем женщины, в большинстве стран, в отношении которых имеются данные.

По состоянию на 30 ноября на мужчин приходилось более трех четвертей смертей в Йемене, Бангладеш, Таиланде, Малави и Нигерии, и почти столько же в Афганистане и Пакистане.

В Турции, Сербии, Кыргызстане и Гонконге этот показатель составляет примерно 62%.

Среди стран с наибольшим количеством смертей от Covid-19 доля смертей мужчин составляла 64% в Индии и Мексике, 58% В Бразилии и 54% В США.

Данные из этой же базы свидетельствуют о том, что уровень заражения у людей обоих полов одинаковый.

Так почему Covid-19 непропорционально влияет на мужчин — и что заставляет женщин переносить болезнь легче?

Сильнее сопротивление

Гендерные различия в выживании проявляются в раннем возрасте. Во всем мире на каждые 100 женщин рождается 105 мужчин. Однако малыши женского пола чаще доживают до своего первого дня рождения.

К тому времени, когда они становятся взрослыми, женщины уже составляют более половины соответствующей возрастной группы.

Практически в каждой стране женщины живут дольше, чем мужчины — разница составляет в среднем от шести до восьми лет. На каждого мужчину, который доживает до 100 лет, приходится четыре женщины.

Но это еще не все. Ученые обнаружили, что женщины имеют более сильную иммунную систему и имеют более низкий риск развития определенных видов рака, чем мужчины. Данные также свидетельствуют о том, что женщины более устойчивы к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, инвалидности и некоторых вирусных инфекций.

Исследование показало, что 57% из 299 человек, которые погибли в Гонконге во время вспышки Sars в 2003 году, вызванного другим видом коронавирус, были мужчинами. На мужчин также непропорционально повлиял испанский грипп 1918 года.

Почему это происходит?

Доктор Маолем — один из защитников теории о том, что когда речь идет о выживании, то женщины — это сильный пол. В своем бестселлере «Лучшая половина: о генетическом превосходстве женщин» он выкладывает доказательства того, что женщины биологически сильнее мужчин, хотя поведение и выбор образа жизни также играют определенную роль.

Например, женщины, как правило, чаще ходят к врачам, меньше курят и чаще моют руки. В отличие от них, мужчины, как правило, чаще рискованно ведут себя и не следят за своими сопутствующими заболеваниями.

Причины в наших генах

У человека каждая клетка обычно содержит 23 пары хромосом, всего 46.

22 из этих пар выглядят одинаково как у мужчин, так и у женщин. Разница заключается в 23-й паре — так называемых половых хромосомах. Женщины имеют две Х-хромосомы, тогда как у мужчин одна Х- и Y-хромосома.

Х-хромосома структурно больше и сложнее Y-хромосомы: она содержит около 1150 генов, которые являются длинными последовательностями генетического материала, которые производят необходимые для функционирования клеток белки.

Вместо этого Y-хромосома имеет от 60 до 70 генов.

Но наличие двух Х-хромосом не означает, что женщины производят вдвое больше Х-связанных белков.

Для своего жизненного цикла женские клетки отбирают лишь одну Х-хромосому. Вторая копия выборочно «выключается» — этот процесс называют инактивация X-хромосомы. Не каждая клетка выключает одну и ту же Х-хромосому, и это дает женщинам преимущество.

Если у человека в Х-хромосоме есть ген, вызывающий болезнь, заболевание, скорее всего, проявится.

Другие исследования предполагают, что девочки лучше выживают в реанимационном отделении для новорожденных, поскольку у них ранее развиваются легкие. Это защищает их от развития респираторных болезней — одной из основных причин смерти в неонатальном периоде.

Но есть и другие факторы, которые могут помочь объяснить различия между мужчинами и женщинами — например, гормоны.

Высокий уровень тестостерона, мужского полового гормона, связан с рискованным поведением и более слабым иммунным ответом после вакцинации от гриппа.

Эстроген, женский гормон, обладает противовоспалительными свойствами и усиливает иммунные реакции организма.

Ученые также исследуют роль белка, который называется ангиотензин-преобразующий фермент 2, или АСЕ2, который обеспечивает точку входа вируса Sars-CoV-2 в организм и расположен в Х-хромосоме.

-

Что социальная дистанция делает с мозгом?

• 

Вы задавались вопросом, как социальная дистанция влияет на мозг?

Продуцирование нейропетида Pth2 в мозге рыбы отражает присутствие других собратьев

Международная команда ученых во главе с Эрин Шуман из Института мозговых исследований имени Макса Планка обнаружила мозговую молекулу, которая функционирует как «термометр» присутствия других животных. Рыба данио-рерио «чувствует» присутствие других через специфические механические раздражители и движения воды — это активирует мозговой гормон.

Различные социальные условия могут привести к длительным изменениям в поведении животных.

Так, например, социальная изоляция может иметь разрушительное влияние на людей и животных, в частности на данио-рерио. До сих пор известно немного о мозговой системе, анализирующей социальный мир.

Чтобы выяснить, реагируют ли гены нейронных клеток на изменения в социальной среде, аспирант Лукас Эннесер и его коллеги в течение разных периодов времени держали данио-рерио либо в изоляции, либо вместе с другими рыбами. Ученые применили секвестирование РНК, чтобы измерить уровень экспрессии тысяч нейронных генов.

«Мы нашли несколько генов, функционирование которых выглядело иначе у тех рыб, находящихся в социальной изоляции. Один из них кодирует паратиреоидный гормон 2 (Pth2) — малоисследованный пептид в мозге. Неожиданно, но экспрессия pth2 отражала не только присутствие других данио-рерио, но и плотность особей в окружении. Когда рыбы находились в изоляции, pth2 исчезал из мозга, хотя уровень генетической экспрессии рос — по принципу термометра — когда другие рыбы оказывались в том же бассейне», — пояснил Аннесер.

Исследователи также проверили, может ли влияние изоляции быть отменено. Для этого ученые поместили в социальную среду рыб, которые ранее находились в изоляции.

«Только через 30 минут после осознания присутствия других показатели pth2 существенно улучшились. Через 12 часов в бассейне с представителями своего вида данио-рерио показали такие же показатели pth2, которые обнаружили у животного, постоянно находились в компании других, — сказал Аннесер. — Такая быстрая и значительная регуляция была неожиданна и свидетельствовала о сильной связи между генетической экспрессией и социальной средой».

Так какие органы чувств использовали животные, чтобы распознать собратьев вокруг, в результате чего менялась генетическая экспрессия?

«Мы смогли продемонстрировать: важным органом чувств, управляющее экспрессией pth2, является не зрение, вкус или запах, а здесь речь идет о восприятии механических раздражителей. Данио-рерио ощущали плавательные движения рыб, находившихся вокруг», — сказала Шуман.

Как и люди, чувствительны к движению, данио-рерио особенно реагируют на плавательные движения других рыб. Ученые обнаружили, что движения воды, вызванные плавательным поведением других рыб в бассейне, обусловливают изменения экспрессии pth2.

«Личинки данио-рерио плавают особым образом, причем поочередно ударяют воду или скользят в ней. Мы исследовали такие движения воды, запрограммировав мотор их симулировать. Интересно, что искусственные движения привели к повышению уровня экспрессии pth2 почти в такой же степени, как и присутствие настоящей компании», — пояснил Аннесер.

«Наши данные свидетельствуют о неожиданной значительной роли относительно неисследованного нейропетида Pth2: он определяет густоту социальной среды и реагирует на изменения этой среды. Ясно, что присутствие представителей своего вида может иметь весомое влияние на доступ животного к ресурсам, а как следствие — на выживание. То есть вполне вероятно, что нейрогормон pth2 — это „социальный мозг“, регулирующий поведенческие сети», — констатировала Шуман.

-

Искусственный интеллект посчитал количество кратеров на Луне

• 

С помощью данных миссий «Чанъэ» и искусственного интеллекта исследователи идентифицировали более 100 000 ударных кратеров на Луне и оценили их возраст.

Об этом пишет журнал Nature Communications. Размер около 19 000 вновь выявленных кратеров превышает 8 километров.

Что известно о кратеры на Луне?

Поверхность Луны содержит многочисленные ударные кратеры, которые занимают большую ее часть.

Они охватывают 5 месячных геологических периодов времени, то есть примерно 4 миллиарда лет. Их формирование и эволюция фиксируют историю внутренней Солнечной системы.

За 60 лет изучения Луны исследователи накопили множество данных, включая цифровые изображения, модели высот и образцы пород. Это позволило установить большое количество лунных кратеров.

Однако субъективность выявления кратеров вручную и ограничения автоматического обнаружения привели к значительным расхождениям в количестве кратеров среди существующих баз данных.

Международный астрономический союз идентифицировал 9 137 лунных кратеров, начиная с 1919 года.

Для идентификации лунных кратеров используют алгоритмы глубокого обучения. Они могут давать быстрые и точные характеристики на основе огромного количества выявленных кратеров, используя их в качестве образцов. Тем не менее, имеющиеся образцы, на которых тренируются сети, в основном включают простые кратеры и не содержат асимметричные или серьезно разрушены кратеры, которые могли образоваться в ранние периоды.

Какое исследование провели ученые?

Миссии «Чанъэ-1 «и» Чанъэ-2 «, которые являются частями китайской программы по исследованию Луны, оказали большое количество данных о спутнике Земли. В частности, они создали два набора изображений с разной пространственным разрешением.

Таким образом, крупномасштабные данные с низким разрешением могут фиксировать структуру больших кратеров, а данные с высоким разрешением важны для изучения малых кратеров. Ученые использовали эти данные, чтобы научить глубокую нейронную сеть идентифицировать различные виды кратеров. Затем алгоритм оценивал возраст кратера.

В результате ученые получили новую базу данных с 117 240 кратерами, диаметр которых составляет более 1 километра. Среди них 18 996 кратеров имеют диаметр больше 8 километров. Эти кратеры расположены в средних и низких широтах Луны. Кроме того, алгоритм может быть адаптирован к другим телам Солнечной системы, например, Марса, Меркурия, Венеры или Цереры, чтобы получить гораздо больше семантической информации, нежели если бы это пришлось делать вручную.

-

Умение искать лучшее у насекомых зависит от их же размера

• 

Учёные из университет Эксетера изучили «обучающие полеты», которые совершает большинство насекомых, покидая цветы.

Медоносные пчелы, как известно, совершают обучающие полеты — и исследование показывает, что шмели делают то же самое, постоянно оглядываясь назад, чтобы запомнить местонахождение цветка.

В ходе исследования пчелы в неволе посещали искусственные цветы, содержащие раствор сахарозы (сахара) различной концентрации.

Чем крупнее пчела, тем больше варьировалось ее обучающее поведение в зависимости от насыщенности раствора сахарозы.

Пчелы меньшего размера прилагали одинаковые усилия для изучения местоположения искусственных цветов, независимо от того, была ли концентрация сахарозы высокой или низкой.

«Обнаруженные нами различия отражают различную роль пчел в их семьях», — сказал профессор Хемпель де Ибарра.

«Большие шмели могут нести большие нагрузки, чем маленькие.

«Маленькие с меньшей дальностью полета и грузоподъемностью не могут позволить себе быть такими избирательными.

«Эти маленькие пчелы, как правило, больше заняты работой внутри гнезда».

Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными из Университета Сассекса.

-

Учёные исследовали взаимосвязь между волнами и эрозией прибрежных скал

• 

Исследователи океанографического института Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего обнаружили, как дождь и волны воздействуют на разные части прибрежных скал.

Исследование опубликовано в журнале Geomorphology и финансировалось California State Parks. Программа океанографии в парках штата Калифорния поддерживает усилия по адаптации к изменению климата и повышению устойчивости посредством наблюдений и моделирования прибрежной и скальной эрозии, измерения и прогнозирования штормовых приливов и изменчивости волн, а также установления исходных условий волнового состояния для использования при разработке и эксплуатации прибрежных проектов.

После трех лет обследования скал в прибрежном городе Дель-Мар, Калифорния и его окрестностях, ученые определили, что удары волн напрямую влияют на базу, а дождь в основном влияет на верхнюю часть скал.

После десятилетий споров по поводу различия роли волн и дождя в эрозии скал новые данные дают возможность для улучшения прогнозов, что является актуальной проблемой, как для Дель-Мар, так и для всего побережья Калифорнии. Например, жилые кварталы и железная дорога тянутся к краю утеса в Дель-Мар. Прошлые эпизоды обвалов обрыва привели к нескольким сходам поездов с рельсов и оползням, что привело к временному закрытию железных дорог и аварийному ремонту. Последствия могут быть дорогостоящими.

До исследования Янга точная взаимосвязь между волнами, дождем и обрывами утеса была неясной, в основном потому, что трудно измерить воздействие волн на основание утеса.

«Каждый раз, когда в исследовании используются датчики в прибрежной зоне, это становится проблемой», — сказал Янг. Например, его команда из Центра Океанографии Скриппса по вопросам воздействия изменения климата и адаптации закапывает в песок датчики, измеряющие энергию волн. Большой прибой и эрозия могут сместить датчики и помешать ученым собирать надежные измерения.

Ключом к их успеху, по словам ученого Янга, было посещение и измерение скал каждую неделю в течение трех лет.

«Теперь мы можем лучше предсказать, сколько эрозии произойдет во время конкретного шторма, используя взаимосвязь волновой и дождевой эрозии, которую мы здесь определили, — сказал исследователь.

-

Ученые связали вейпинг с когнитивными нарушениями

• 

Ученые из Медицинского центра Рочестерского университета провели два исследования в связи с использованием электронных сигарет, обнаружив когнитивные нарушения у взрослых и подростков.

В современном мире нет однозначного мнения относительно большего или меньшего вреда электронных сигарет по сравнению с обычными сигаретами, но ряд исследований показали связь между вейпингом и различными проблемами в познавательной деятельности человека.

Результаты показали, что и обычные сигареты, и электронные одинаково в большей степени влияют на человека. Опрошенные респонденты, согласно данным чаще испытывают сложности с запоминанием, сосредоточением и размышлениям.

Исследование не указывают прямо на то, что использование электронных сигарет ухудшает когнитивные способности, хотя это и возможно из-за влияния никотина на головной мозг. Но вполне возможно, что люди с уже имеющимися когнитивными нарушениями являются более склонными к приобретению привычки использовать электронные сигареты, чтобы попытаться облегчить свое состояние. Или может существовать другой фактор, приводящий как к возникновению вредной привычки, так и когнитивных расстройств.

Долговременные исследования помогут лучше выявить влияние электронных сигарет на организм взрослых и детей.

Результаты опубликованы в журналах PLOS ONE и Tobacco Induced Diseases.

-

Первозданные черные дыры могли появиться до рождения звезд

• 

Институт физики и математики Вселенной им. Кавли (Кавли ИПМУ) является домом для многих междисциплинарных проектов, которые извлекают выгоду из синергии широкого спектра знаний, имеющихся в институте.

Одним из таких проектов является исследование черных дыр, которые могли образоваться в ранней Вселенной, еще до рождения звезд и галактик.

Интересные факты появились в фундаментальной теории, астрофизике и астрономических наблюдениях в поисках ПЧД (первичных черных дыр). Это было достигнуто, благодаря международной группе специалистов. К примеру, физиков элементарных частиц, космологов и астрономов, включая членов ИПМУ Кавли Александра Кусенко, Мисао Сасаки, Сунао Сугияма, Масахиро Такада и Владимира Тахистова.

Было установлено учеными, что первичные черные дыры (ПЧД) могут быть причиной существования всей или части темной материи, быть ответственны за некоторые из наблюдаемых сигналов гравитационных волн и зародыши сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в центре нашей Галактики и других галактик. Они также могут играть роль в синтезе тяжелых элементов, когда они сталкиваются с нейтронными звездами и разрушают их, выделяя богатый нейтронами материал. В частности, есть захватывающая возможность того, что загадочная темная материя, на которую приходится большая часть материи во Вселенной, состоит из первичных черных дыр.