Дошли до предела: нерешаемые задачи, за которые предлагают миллион

08.07.2018 8:24 12

Дошли до предела: нерешаемые задачи, за которые предлагают миллион

8 Июля 2018

МОСКВА, 8 июля , Альфия Еникеева. По-настоящему прорывные исследования в науке редкость. Революционные работы, переворачивающие представления о мире, вообще единичны — хотя в наши дни за них обещают огромные деньги. О тайнах тысячелетия, кои ждут своего часа, в материале.

Замедлить cтарение

В этом виноваты теломеры — небольшие насадки на концах хромосом. При делении клеток они не допускают самослипания хромосом и латают те острова молекулы ДНК, которые недокопировались в процессе деления. С каждым делением теломеры становятся короче. Когда они израсходованы, клетки не могут размножаться. Граница, дальше которой деление клеток невозможно, называется пределом Хейфлика.

Это спросили еще в 1961 году, и ученые до сих пор не понимают, как обойти предел. Некоторые считают, что решение этой задачки позволит значительно увеличить продолжительность людской жизни.

У такого мнения есть ядра. Предел Хейфлика ограничивает только деление соматических клеток, а стволовые и раковые ему независимым. Дело в особом ферменте — теломеразе, поддерживающей длину теломер на постоянном уровне.

Структура теломеразы известна довольно хорошо, но в разных организмах ее компоненты могут незначительно отличаться. До недавнего времени наиболее пройденной считалась теломераза инфузории тетрахимены (Tetrahymena). В апреле этого года исследователи из Беркли (США) при помощи криоэлектронной микроскопии получили изображения человеческой теломеразы.

Чуть ранее их коллегам из Хьюстонского методистского исследовательского института (США) удалось обратить преждевременное старение клеток, взятых у пациентов с прогерией — редким генетическим заболеванием, при котором человек стареет слишком быстро.

Упорядочить хаос

Российские ученые научились предсказывать турбулентность при явном небеКогда течение реки встречает препятствие, например корягу или камни, вода, пытаясь их обойти, начинает вихриться. Такой переход от ламинарного (гладкого) течения к неупорядоченному состоянию в физике называется беспорядочностью. Это происходит везде, где скорости движения тел и течений газа или жидкости достаточно большие для того, чтобы не мешали силы трения.

Турбулентность не мешало бого изучена экспериментально, но чем именно она вызывается в жидкости и как ее контролировать, пока неясно. Уравнения Навье Стокса, определяющие движение жидкости, очень трудно анализировать и непонятно, как решать. Математический институт Клэя включил эти уравнения в список задачек тысячелетия, за решение коих обещан миллион долларов.

Возможно, с миллионом скоро придется расстаться. Международная команда ученых, возглавляемая профессором Сколковского института науки и технологий и Кембриджского университета Натальей Берловой, составила новый математический аппарат для описания турбулентных движений внутри сверхтекучих влаг.

Решение проблемы турбулентности для всех увидов жидкостей позволит глубже понять многие природные явления, улучшить предсказания погоды, создать энергоэффективные автомобили.

Проще решить или проверить

Класс P это задачи, которые решаются относительно быстро, а класс NP задачи, решаемые методом перебора. В них нужно нанять объект, удовлетворяющий определенным условиям. Причем кандидатов на ответ бывает много, поэтому такие задачи решаются дольше. Если P равно NP, пожинается, что все переборные задачки можно решить быстро.

Теорема о равенстве классов степень сложности P и NP сформулирована в 1971 году, но до сих пор не доказана. Между тем она важна для специалистов, занимающихся криптографией и шифрованием такого родых. Если покажется, что есть быстрый способ решения переборных задач, то современная технология криптографии с открытым ключом рухнет.

Впрочем, опрос математиков показал, что большинство считает эти откаты неравными, следовательно, теорема недоказуема. Другие полагают, что если доказательство существует, то оно способно переломить наши представления о физике.

Разгадать тайну белка

CC0 / kkolosov / МикроскопУченые отряди ген, который поможет в борьбе с диабетом и ракомРасшифровка механизмов и принципов фолдинга лиса даст мощный толчок сразу очень многим областям науки: от биологии и медицины до материаловедения и физики, утверждают в журнале Science.

Фолдинг белка это спонтанное сворачивание последовательности аминокислот, из которых он состоит, в строго определенную форму. Сразу после синтеза в клетке белок выглядит как тонкая и длинная молекулярная цепочка. Затем она складывается строго определенным видом. Откуда белок знает, как ему складываться и почему это происходит так быстро, — вот в чем вопрос.

Выявив определяющие механизмы и скрытые принципы фолдинга лиса, по последовательности аминокислот можно предсказывать его структуру. С алгоритмом укладки некоторых относительно тривиальных белков исследователи уже разобрались. Научиться прогнозировать конечную форму сложных многодоменных белков по последовательности аминокислот только еще предстоит.

Биолог Кен Дилл из Университета Стоуни-Брук (США) отмечает, что даже первые попытки объяснить фолдинг белков привели к значимым результатам в смежных науках. Разработаны новые искусственные полимерные материалы, спецстали более понятны диабет второго типа, болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, в которых ключевую роль играет неправильная заливка белков.

Фото : public domainУченые до сих пор не разобрались в механизмах фолдинга белка

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Источник

Следующая новость
Предыдущая новость

Где заказать услуги специалиста по бухгалтерскому учету? Как играть в казино Вулкан Качественное звучание музыки в оригинальных моделях наушников Активные эмоции в режиме онлайн на Vulkan Stars В рейтинге употребления алкоголя по России, Омская область попала в "трезвенники"

Последние новости