Журнал «Компьютерра» № 15 от 17 апреля 2007 года - Компьютерра Журнал 619 3 стр.

Это, конечно, не все технологии, задействованные на современных скоростных железнодорожных линиях TGV. Сами технологии разрабатывает целый научный штаб управляющих компаний Alstom и национального французского железнодорожного оператора SNCF, завершением очередных исследований которых и стал новый рекорд. АН

Ученые лаборатории структурной геномики из шведского медицинского университета Karolinska Institutet опубликовали трехмерную пространственную структуру одного из жизненно важных белков человека, которая может помочь в разработке новых противоопухолевых препаратов. Это будет уже четырехсотый белок, пространственная структура которого установлена упомянутой лабораторией, организованной как совместный проект нескольких научных учреждений.

Возникновение многих болезней вызвано неправильным функционированием белков организма, участвующих в важных биохимических реакциях. Сбои в работе белковых молекул обусловлены нарушениями их пространственной структуры, неверной укладкой полипептидных цепей. Такое нарушение может быть вызвано либо генетическими дефектами, либо внешними воздействиями. Чтобы разработать эффективный препарат для лечения ряда болезней, необходимо перевести белок в естественную форму или заставить его функционировать так, будто он «не сломался». Для этого (и не только) нужно знать пространственную структуру белковых молекул.

Изучением взаимосвязи структуры белков с их функциями занимались давно в рамках молекулярной биологии и биохимии. Но сегодня исследование всей совокупности белков организма (протеома) выделено в новое направление — протеомику. Молекулы белков, как правило, состоят из сотен и тысяч атомов, поэтому экспериментальное исследование структуры белка сопряжено с рядом технических трудностей. Кроме того, изучать структуру белка лучше в его естественной «среде обитания» — живом организме. Здесь все большее влияние приобретает новейшая область — вычислительная протеомика, возникновение которой напрямую связано с ростом производительности вычислительной техники и развитием методов параллельных вычислений. Последние особенно эффективны при моделировании поведения молекул в динамике, в среде растворителя. Вычислительная протеомика позволяет предсказать пространственную структуру белка исходя из его первичной структуры, то есть на основании последовательности аминокислот, и прогнозировать химические свойства протеинов на базе экспериментальных структурных данных.

Как экспериментальные, так и теоретические структурные исследования белков — очень наукоемкая и затратная область исследований. Примечательно, что шведы готовы свободно предоставить структурные данные по белкам человека всем заинтересованным ученым. Является ли благом этот акт душевной широты — вопрос спорный. Зная молекулярную структуру жизненно важных белков человека, с помощью тех же методов компьютерной химии можно разработать как лекарство, так и эффективнейшее химическое оружие. Шведские исследователи освобождают других ученых от самого длительного и сложного начального этапа на пути таких разработок — определения структуры «целевого» белка. Остается надеяться, что новые виды «атомной бомбы для бедных» на основе белковых структурных данных появятся не раньше, чем эффективные противоядия на основе этих же данных. ЕГ

Научная группа под руководством Хьюберта Мансвелдера (Huibert Mansvelder) из Университета Амстердама установила, что никотин благотворно влияет на передачу сигналов между нейронами головного мозга. Ученые сделали это открытие, проведя серию экспериментов с образцами мозга мышей. При этом была использована лобная область коры, которая содержит области, ответственные за обучение и память. Исследователи раскрыли важные детали воздействия никотина на распространение нервного импульса, которые помогут понять причины улучшения памяти с помощью этого вещества.

Одним из ключевых свойств межнейронного взаимодействия является интенсивность сигнала, с которой происходит передача импульса от одного нейрона к другому. Электрический сигнал между нейронами передается не напрямую, а с участием химических посредников — нейромедиаторов. При передаче сигнала от одной нервной клетки к другой первая клетка выделяет молекулы нейромедиатора в синаптическую щель — место контакта нейронных отростков. Нейромедиатор диффундирует через щель и проникает в отросток второго нейрона, который принимает сигнал и передает его дальше по цепи. Для передачи различных сигналов существуют различные нейромедиаторы: ацетилхолин, норадреналин, дофамин и ряд других. Ученые установили, что никотин усиливает активность рецепторов ацетилхолина в нейронах и тем самым улучшает память и способность к обучению. Кроме того, никотин действует на некоторые типы нейронов, которые ответственны за когнитивные способности.

Несмотря на все изыскания нидерландских ученых, не стоит думать, что курение помогает развить интеллект. Во-первых, вред от смол и продуктов их термического разложения в сигаретном дыму остается главной «скрытой угрозой», во-вторых, для эффективного задействования никотина в тканях мозга его, возможно, придется применять в сочетании с другими веществами-"доставщиками". Поэтому надпись «курение опасно для вашего здоровья» по-прежнему актуальна.

В целом работа группы Мансвелдера показала, что никотин способствует более «качественной» передаче сигнала в нервной системе и препятствует его рассеянию. Это может открыть путь к новым препаратам для лечения болезней Альцгеймера и Паркинсона. ЕГ

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) создали флуоресцентные наночастицы с формой, точно соответствующей всем 26 буквам латинского алфавита.

Проблемой микрописьма ученые развлекаются уже давно. Общеизвестны успешные попытки выкладывания различных надписей из отдельных атомов. Однако «атомная письменность» пока слишком дорога, а полученные письмена очень чувствительны к внешним воздействиям.

Полученные в UCLA нанобуквы сделаны из полимерного материала и находятся в жидком растворе. Перемещение частиц и выкладывание из них слов осуществлялось с помощью так называемых лазерных пинцетов, а разглядеть буквы можно в простой оптический микроскоп.

«Мы можем даже изменять шрифт букв. Если нужен, например, Times New Roman, мы сделаем это. Нами продемонстрирован эффективный метод создания микрочастиц точной формы и одинаковых размеров», — говорит один из авторов работы Томас Мэйсон (Thomas Mason). Этот метод может пригодиться не только для создания букв, но и более сложных блоков для узлов наномеханизмов. Именно в этом направлении двигается сейчас исследовательская группа «нанопервопечатников».

Так как буквы по размеру меньше многих живых клеток, то при проведении медицинских или биотехнологических исследований Мэйсон предлагает помечать разные клетки буквами, прикрепляя литеры на клеточную мембрану. Способ, конечно, оригинальный, вот только оправданный ли? В планах исследователей — создание крошечных насосов, простых двигателей и контейнеров, которые могут найти применение в медицине и сфере безопасности.

В последнее время многие визионеры хайтека высказывают озабоченность проблемой жесткой привязки информации к форматам современных носителей. Поэтому ученые ищут простой и надежный способ записи данных «прямым текстом» в компактной форме. Вполне вероятно, что буквы UCLA найдут применение и в этом непростом деле. ЕГ

Природа настолько сложна, что порой ученых удивляет не сложность, а простота какого-либо явления. Никого не смутит роскошная крона дерева неправильной формы, не поддающейся никаким закономерностям. Однако если где-то заметят дерево с незамысловатой кроной в виде куба, то наверняка ее фотография облетит все газеты.

Вот и в астрономии не без этого. Стоило зонду «Кассини» обнаружить в районе северного полюса Сатурна шестиугольник, как тут же поднялся шум. Правильная фигура представляет собой необъяснимое образование в атмосфере планеты, структура которого простирается по крайней мере на сто километров вглубь облаков. Занятно, что это явление нельзя считать игрой случая, на короткое мгновенье придавшего стройность хаотическому движению газов в атмосфере. «Вояджеры», довольно давно посетившие Сатурн, тоже зафиксировали часть этого шестиугольника, который, похоже, представляет собой долгоживущий объект. Никаких мыслей, объясняющих такую стройность форм, у астрономов нет, — особенно интересно, что на южном полюсе планеты ничего подобного не наблюдается. Шестиугольник шестой (!) планеты имеет поперечник в 25 тысяч километров, то есть в нем могли бы «утонуть» четыре таких шара, как земной. Удивительный объект расположен симметрично относительно северного полюса планеты, который является его центром.

Ученые давно отошли от идей Пифагора, который все в Космосе хотел объяснить стройной геометрией, но тяга к гармонии и простым числам нет-нет да и возьмет свое. Даже Кеплер, впервые проливший свет на истинные законы движения планет, был последователем пифагорейцев и пытался объяснить расстояния в нашей планетной системе с помощью описанных вокруг друг друга сфер, кубов, додекаэдров, икосаэдров и т. д. Но сам же Кеплер был вынужден признать, что его структура Солнечной системы, основанная на многогранниках, не отвечает наблюдениям. Правильные фигуры на поверхности планет и спутников — тоже редкость, за исключением круговых вихрей и кратеров. Может, оно и к лучшему. Трудно вообразить, что начнут писать газеты, если на Марсе обнаружится рельефное образование в виде квадрата. АБ

Американский астроном Трэвис Барман (Travis Barman) из обсерватории имени Лоуэлла впервые обнаружил следы водяного пара в атмосфере внесолнечной планеты. Барман пришел к этому выводу, проанализировав спектры поглощения света материнской звезды, который периодически проходит через воздушный бассейн планеты и достигает Земли.

Планета, о которой идет речь, была открыта в 1999 году. Ее диаметр в 1,3 раза больше, чем у Юпитера, а масса равна семидесяти процентам юпитерианской. Объект обращается вокруг звезды солнечного типа HD 209458, расположенной в 150 световых годах от Солнца в созвездии Пегаса, делая один оборот за 3,5 земных суток. От звезды планету отделяют всего 7 млн. километров, благодаря чему температура на поверхности составляет 1100 градусов Цельсия.

Название этого небесного тела, HD 209458b, за последние годы не раз упоминалось в научных новостях. Оно вошло в историю астрономии как первая планета, открытая во время прохождения между Землей и своей звездой. Позднее к списку «заслуг» добавилось звание первой внесолнечной планеты с идентифицированной атмосферой и первой планеты, в газовой оболочке которой были обнаружены водород, кислород и углерод. Теперь HD 209458b поставила новый рекорд, открыв список планет, содержащих молекулы воды в атмосфере. АЛ

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Евгений Гордеев

Артем Захаров

Денис Зенкин

Сергей Кириенко

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Алексей Левин

Алексей Носов

Иван Прохоров

Дмитрий Пустовалов

Дмитрий Шабанов

Виктор Шепелев

Микрофишки

Любители карманных компьютеров с грустью приняли подтверждение давно ходивших слухов о том, что компания Dell прекращает производство своего КПК Axim. Впервые анонсированный в ноябре 2002 года, во времена расцвета рынка PDA, Axim пережил несколько инкарнаций. Последняя модель X51v появилась в 2005-м и вот теперь снимается с производства, а наследника ей не планируется. Увы, убийцей КПК выступают смартфоны, постепенно захватывающие экологическую нишу конкурента. ИП

Рынок цифровых зеркалок бурно растет: по данным IDC, за последний год число проданных DSLR-камер выросло на 39%, с 3,8 до 5,3 млн. штук. При этом показатели «в среднем по больнице» куда скромнее — в целом продажи цифровых фотоаппаратов приросли лишь на 15% (до 105,7 млн.). Вторгшейся в новый для себя сегмент Sony удалось взобраться сразу на третью строчку рейтинга DSLR-производителей, а лидирует по-прежнему Canon (компания делает почти половину всех цифровых зеркалок). НЯ

Hewlett-Packard, присматривающаяся в последнее время к лакомому рынку электронных игр, провела демонстрацию своих перспективных разработок в этой области. Среди показанного — игровая станция с эффектом погружения, получаемого за счет изогнутого монитора; портативная консоль с GPS-модулем и камерой, переносящей реальные объекты в виртуальную вселенную, а также система из произвольного числа согласованно работающих видеопроекторов, позволяющая получить экран нужного размера и яркости (между ним и проекторами, кстати, можно разгуливать, не опасаясь затенить картинку). Впрочем, все это пока лишь прототипы, и не факт, что они будут реализованы в коммерческих продуктах. АЗ

На прошедшей в Сан-Диего конференции ETech (под патронатом вездесущих O’Reilly Media) был продемонстрирован «новый прорыв в области социализации» — программа AttenTV (увы, Mac-only). Она предназначена для записи и публикации так называемых clickstreams (потоки кликов) — говоря по-человечески, это список посещенных веб-страниц. Предполагается, что пользователи сервиса, установившие программу, могут записывать свои «пути через Интернет», а другие юзеры — эти «пути» просматривать. Название программы (Atten[tion]TV) происходит от популярного термина «экономика внимания» (Attention Economy, см. «КТ» #678) — наблюдая за чьим-либо потоком кликов, ты как бы смотришь телеканал, управляемый вниманием этого человека. ВШ

В скором времени разработка сетей хранения данных и соответствующей инфраструктуры должна значительно упроститься. За предложением создать спецификацию нового протокола стоят ведущие вендоры ИТ-индустрии: Cisco, Intel, IBM, Sun и др. Вся соль заключается в том, что на данный момент для сетей хранения данных (SAN) нет единого способа передачи информации. Поэтому ИТ-сообщество предложило Национальному институту стандартизации США (ANSI) принять новый протокол Fibre Channel over Ethernet (FCoE), который позволит объединить устройства SAN напрямую через обычный Ethernet, не меняя существующих сложных иерархий самих SAN. Это обстоятельство в совокупности с будущими дешевыми 10-гигабитными Ethernet-сетями, естественно, сулит огромный прорыв. Производители уже работают над совместимостью протоколов, но до вывода технологий на рынок пройдет еще минимум три-четыре года. НА

Физики из США и ФРГ добились очередного рекорда в применении технологии глубокого лазерного охлаждения. Достигнутый температурный показатель сам по себе не представляет собой ничего особенного — всего 0,8 градуса Кельвина (абсолютный рекорд сейчас составляет одну миллиардную долю градуса). Однако до этой температуры удалось довести не облачко атомов, а вполне макроскопический объект, круглое зеркало размером с десятицентовую монету и массой в 1 г. Правда, ученые смогли погасить тепловые колебания его атомов лишь вдоль одной координатной оси, по которой были направлены лучи двух лазеров (так что если температуру «зафиксированного» объекта измерить обычным термометром, то она окажется намного выше, чем 0,8 градуса Кельвина). Тем не менее этот результат является серьезным экспериментальным достижением. АЛ

Ученики чародея

Автор: Дмитрий Шабанов

Мы уже писали ["Пристальный взгляд питона" («КТ» #669-670)], что, по мнению Освальда Шпенглера, пользователи компьютеров и читатели журналов являются порождением фаустианской цивилизации. Центральный архетип западной культуры — доктор Фауст, взыскующий запредельного и вступающий в результате своих поисков в контакт с опасными и разрушительными силами. В начале XX века, когда Шпенглер давал характеристики основным цивилизациям в истории человечества, он еще не мог знать, каким фаустианским отзвуком откликнется экологический кризис, порожденный нашими победами над природой…

Архетипы, межчеловеческие культурные матрицы, могут проявляться в различных формах. Проявлениями обсуждаемого архетипа являются, к примеру, истории Гамлета, Вернера фон Брауна, многих других изобретателей, и даже самого Адама, вкусившего запретный плод древа познания добра и зла. Одной из интереснейших классических метаморфоз фаустианского архетипа является история ученика чародея.

…Движимый любопытством, ученик чародея воспользовался отсутствием своего учителя, проник в секретную комнату, открыл книгу заклинаний, к которой не имел права прикасаться, и прочел из нее наудачу строку, смысла которой не понимал. Этими словами он вызвал демона, который убил бы неопытного наглеца, если бы тот не нашел применение его разрушительным силам. Ученик чародея попросил демона полить комнатный цветок. Вызванное этим наводнение (экологическая катастрофа) заставило учителя вернуться домой и обуздать разрушительную силу, вызванную по неопытности…

Приведем примеры современной заботы о засыхающих цветках — то есть, для начала, о страдающих от паразитов животных.

Осознали ли вы, сколь опасна коровья отрыжка? Рогатый скот способен расщеплять полученную с пищей целлюлозу благодаря сложному комплексу бактерий, населяющему желудок каждой коровы или быка. Вроде бы самым опасным продуктом происходящих в этом реакторе процессов [На заборе сидит кот,//Потребляет кислород.//Под забором стоит як,//Выделяет аммиак.Автор неизвестен] оказывается газ, вырывающийся наружу изо рта. Речь идет о метане, продукте деятельности метаногенных архебактерий. И дело не только в том, что на его синтез тратится часть органики, которая могла бы преобразоваться в молоко или говядину. Метан (наряду с углекислым газом) — важнейший парниковый газ, и до 4% его поступления в атмосферу якобы связано с бессчетными стадами коров, заполонившими пастбища планеты. За последние полвека содержание метана в атмосфере выросло в шесть раз [Кстати, по одной из версий остановка в росте озоновых дыр — «раковых опухолей» воздушной оболочки нашей планеты — связана как раз с накоплением метана, способного стабилизировать озон в верхних слоях атмосферы], и коровы, разумеется, внесли свой вклад. В этой связи профессор Винфред Дрохнер из Университета Гогенхайма в Штутгарте предложил «таблетку» (размером с кулак), которая, в сочетании с диетой, способна на несколько месяцев подавить деятельность внутрижелудочных метаногенов. Остается надеяться, что отучение коров от отрыжки не будет сопровождаться незапланированными последствиями, кроме дополнительной мороки и радостного ощущения соучастия в решении планетарных проблем.