Исследователи, возможно, нашли ключ к бессмертию у медуз
Turritopsis dohrnii, эта крошечная медуза из теплых морей завораживает ученых, поскольку она является одним из немногих видов, обладающих секретом бессмертия. При условии, что она не столкнется с хищниками, этот книдарий, в частности, сможет обратить вспять свой цикл старения, когда достигнет зрелости, снова стать полипом, и это на неопределенный срок! Однако биомолекулярные механизмы, определяющие эту невероятную способность, до сих пор в значительной степени не поняты. После десятилетий исследований испанские ученые, возможно, наконец-то раскрыли тайну, обнаружив потенциальные гены, которые делают медуз бессмертными. Сравнив её геном с геномом аналогов (не обладающих такими же способностями), исследователи обнаружили, что она обладает специфическими генами, которые подавляют экспрессию так называемых белков поликомба, и ещё одним, который активирует плюрипотентность — процессы, которые, как считается, лежат в основе её способности обращать жизненный цикл.
Turritopsis dohrnii - небольшая медуза, около 1 см в диаметре, которая особенно любит теплые моря и в изобилии встречается в Японском и Средиземном морях. Наряду со своим родственником Turritopsis nutricula, это один из немногих известных видов, обладающих способностью быть биологически бессмертными. В частности, она способна возвращаться в половозрелое личиночное состояние из половозрелого, фертильного взрослого состояния.
Она начинает жизнь в виде планулы, а затем поселяется на кораллах и каменистом дне в океанах и порождает колонии полипов. На этой стадии вид все еще бесполый и является клоном всех тех, которые родились из той же планулы. Затем она развивается в более сложную и разветвленную форму и отделяется от своей породы, чтобы стать взрослой, половозрелой медузой. В таком состоянии, при воздействии биологического стресса, он обращает свой цикл старения вспять, возвращаясь в состояние полипа и образуя новую колонию.
Теоретически, эта способность обращать жизненный цикл вспять может повторяться бесконечно. Предыдущие эксперименты японских исследователей, похоже, подтверждают эту теорию, когда в 2011 году они смогли наблюдать омоложение Turritopsis nutricula десять раз подряд. Кроме того, этот вид, по-видимому, обладает впечатляющей способностью адаптироваться к окружающей среде, так как его морфология отличается в зависимости от местности, где он обитает.
Секвенирование набора из 1000 генов
Чтобы обнаружить гены, характерные для Turritopsis dohrnii, исследователи из Университета Овьедо (Испания) секвенировали и сравнили большой набор из почти 1 000 генов, связанных со старением и восстановлением ДНК. В частности, геном этого вида был сравнен с геномом Turritopsis rubra и других книдарий, не обладающих способностью к LCR. В ходе сравнений они обнаружили специфический транскриптом (представляющий собой всю РНК, присутствующую в клетке в определенный момент времени), который запускается на стадии процесса инверсии жизненного цикла T. dohrnii.
"Мы выявили варианты и расширения генов, связанных с репликацией, репарацией ДНК, поддержанием теломер, окислительно-восстановительной средой, популяцией стволовых клеток и межклеточной коммуникацией", — пишут исследователи в своем исследовании. "Кроме того, мы обнаружили деактивацию мишеней репрессивного комплекса polycomb 2 и активацию мишеней плюрипотентности во время LCR, что указывает на то, что эти транскрипционные факторы являются индукторами плюрипотентности у T. dohrnii", — добавляют они.
По мнению экспертов, эти процессы являются ключевыми для омоложения Turritopsis dohrnii. Однако следует отметить, что даже эти вновь обнаруженные гены не обязательно являются точными факторами в LCR медузы T. dohrnii. Для подтверждения гипотезы необходимы дополнительные исследования.
Стартап строит подводные дата-центры
Компания Subsea Cloud решила использовать очень простой метод для отвода большого количества тепла, которое выделяют центры обработки данных. Вместо того чтобы размещать их на суше, они будут размещены под океанами. Идея звучит почти простой. Тем не менее по словам основателей стартапа, эта система охлаждения океана экономит много энергии.
"Мы сокращаем потребление энергии и выбросы на 40%", — заявляют они на своем сайте. Погружая центры обработки данных, иначе называемые "дата-центрами", в океан, предприниматели используют естественную охлаждающую способность морской воды. Другие проекты такого типа уже созданы по всему миру, но процесс еще не очень развит. Это связано с тем, что центры обработки данных — это устройства, выделяющие много тепла.
В конкретном выражении они представляют собой сеть компьютеров (серверов) и компьютерных хранилищ. Их используют очень часто: веб-сайты, приложения и компании, которым приходится обрабатывать большое количество данных. Фактически, они являются частью нашей повседневной жизни: даже когда вы отправляете простое электронное письмо, в зависимости от используемой вами службы электронной почты, оно, скорее всего, хранится в центре обработки данных. Но на сложные системы охлаждения в этих центрах обработки данных приходится значительная часть потребляемой ими энергии.
Погружая их в океан, Subsea Cloud надеется снизить как экономические, так и экологические издержки, связанные с этими монстрами данных. "Сложности, связанные со строительством и протягиванием кабелей на суше, отсутствуют в подводной среде, что еще больше снижает затраты", - говорят в компании. Для этого компания разработала "капсулы" для хранения серверов.
Эти капсулы размером примерно с морской контейнер, и каждая из них может содержать 16 рядов серверов, что эквивалентно 800 компьютерам. Капсулы являются модульными, что означает, что несколько капсул, вплоть до сотен, могут быть собраны для создания очень больших центров обработки данных. Океан как система охлаждения
Если говорить конкретно, то эти модули погружены в жидкость, похожую на минеральное масло, которая является непроводящей. Избыточное тепло передается этой жидкости, а затем стенкам модуля, которые сами находятся в непосредственном контакте с морской водой. Таким образом, тепло рассеивается в океане без необходимости использования электрической системы охлаждения или каких-либо специальных продуктов. Установка производится на лодке с помощью подводного бура. Капсулы необходимо заменять каждые 3-5 лет. Однако тот факт, что все это тепло рассеивается в воде, может вызвать сомнения в его безвредности для подводной жизни. С другой стороны, стартап утверждает, что каждый модуль, помещенный в воду, может предотвратить выброс до 750 тонн углерода в год. Они считают, что это положительно сказывается на глобальном потеплении, несмотря на их тепловой след в океанах.
"Наш тепловой след невелик благодаря теплоемкости жидкостей. Мы всегда открыты для сотрудничества с экологическими группами, чтобы завоевать их доверие и доказать нашу пользу для окружающей среды и планеты", - добавляют они. Первое испытание в рамках проекта было проведено на глубине 3 000 метров. Инфраструктуру не обязательно размещать на такой глубине, но идея заключалась в том, чтобы доказать прочность и надежность устройства. В штате Вашингтон, США, в Порт-Анджелесе модуль также был погружен на глубину девять метров. Проект включает в себя около 100 модулей, которые будут выполнять обычные операции: хранение данных и вычисления. Также запланированы еще два проекта: один в Мексиканском заливе и один в Северном море. Стартап также хотел бы использовать для питания энергию морских ветряных турбин.