Здоровые зелёные котята
В 2011 году создали светящихся и генетически устойчивых к вирусу иммунодефицита кошек
В 2008 году Нобелевскую премию по химии вручили за открытие и применение флуоресцирующего белка GFP. Чем он так примечателен? С 1990-х и по сей день его используют как маркер для наблюдения за биохимическими процессами в организме, в частности для изучения развития опасных заболеваний. Маркером GFP стал, так как успешно связывается с другими белками и заставляет их светиться зелёным в ультрафиолетовых лучах. В последнее десятилетие прошлого века учёные вывели множество животных со встроенным GFP: нематод, рыбок, кроликов, собак… В 2011 году очередь дошла до кошек.
Светящихся зелёным кошек вырастила группа биологов под руководством Эрика Пейшла из Медицинской школы клиники Майо (США). Учёные хотели проверить, можно ли создать организм, генетически устойчивый к вирусу иммунодефицита. Оказалось, что да. Статья об этом вышла в престижном журнале Nature Methods.
Белок GFP использовали как индикатор, реагирующий на успешное внедрение в организм котика гена TRIMcyp. Этот ген, выделенный из ДНК макак-резусов, как раз и обеспечивает устойчивость к вирусу иммунодефицита.
После череды сложных манипуляций у суррогатной матери-кошки родились трое здоровых котят: два мальчика и девочка. И GFP, и TRIMcyp корректно внедрились в их организмы. Шерсть и тело животных излучали зелёный свет под действием ультрафиолета, а образцы клеток, заражённые вирусом кошачьего иммунодефицита, демонстрировали частичную устойчивость к нему.
Чуть позже светящихся кошек скрестили между собой, и все признаки трансгенных родителей сохранились, что подтвердило высокую эффективность имплантации новых генов.
Ещё один квантовый кот
В 2013 году новое свойство в области физики элементарных частиц объяснили благодаря Чеширскому коту
«Видела я котов без улыбки. Но улыбку без кота!» — удивлялась Алиса, путешествуя по Стране чудес. Кто бы мог подумать, что Чешир из сказки Льюиса Кэрролла окажется столь точной метафорой удивительного квантового эффекта, наблюдающегося при воздействии на нейтроны. Исследование о нём было опубликовано в журнале Nature Communications в 2013 году.
В ходе экспериментов учёные смогли разделить материальную сущность нейтрона и одно из его свойств. То есть частица перемещалась в установке по одному пути, а её характеристика — отдельно, по совершенно иному. Чтобы доходчивее объяснить, как это происходит, исследователи привели аналогию с Чеширским котом и его улыбкой, причём прямо в статье! Они нарисовали график, который показывал: исходное положение (кот и его улыбка как единое целое), отделение улыбки от хозяина (оскал летит в одном направлении, а сам кот уже без улыбки — в другом) и конец эксперимента (кот и улыбка снова воссоединяются).
Нейтроны-коты отделились от своих спинов-улыбок.
А что же происходило в мире элементарных частиц? Учёные разделили пучок нейтронов на два в нейтронном интерферометре с помощью кристалла кремния и заставили их двигаться разными путями.
Нейтронам на первом направлении был задан спин (то есть собственный момент импульса) вдоль траектории движения; на втором — спин задали в обратном направлении. Одновременно с этим физики постоянно фиксировали местоположение частиц и их спина. Для этого направление спина слегка изменяли при помощи магнитного поля. Но оказалось, что даже такое слабое воздействие искажало квантовое состояние некоторых частиц.
Детектор зафиксировал, что воздействие магнитного поля на первый пучок не дало никакого эффекта: частицы и их спины оставались неразлучны. А вот при приложении магнитного поля ко второму пучку неожиданно появлялся странный эффект: система вела себя так, словно частицы существовали отдельно от их магнитных свойств. Другими словами, нейтроны-коты отделились от своих спинов-улыбок.
