Израильские ученые создали белок-мутант, успешно поглощающий СО2 из атмосферы
Ученые Университета Беркли и Института Вейцмана разработали мутантную версию белка Рубиско, которая усваивает СО2 точнее, чем природные аналоги, сообщает Newsru.co.il.
Исследователи по всему миру работают над новыми технологиями для улавливания углерода из атмосферы, но многие подходы не достигают одного ключевого показателя: они не масштабируются. Природа «разработала» собственное решение этой проблемы: растения, водоросли и фотосинтетические бактерии являются лучшими в мире инструментами для удаления CO2 из атмосферы.
Большая часть этой работы выполняется одним ферментом: Рубиско, самым распространенным ферментом на Земле, ответственным за улавливание 100 гигатонн углерода каждый год.
Но природный Рубиско далек от совершенства: он довольно медленный и не всегда точный, – он делает ошибки, случайно реагируя с кислородом вместо CO2. В природных системах существует своего рода компромисс: мутантные варианты Рубиско, которые делают меньше ошибок, – медленнее, а более быстрые – чаще ошибаются.
В работе опубликованной в журнале Nature, команда из Университета Беркли и Института Вейцмана получила целый набор мутантных молекул Рубиско, большинство из которых в природе не встречаются.
"Разработка Рубиско будет иметь огромное значение, поскольку мы сможем улучшить способность растений усваивать CO2 и, в частности, адаптироваться к будущим атмосферным условиям», – говорит соавтор работы Дэйв Сэвидж.
Команда анализировала, как различные мутации Рубиско влияют на скорость фермента и его точность, то есть способность улавливать CO2. Мутантные белки получали и анализировали в Институте Вейцмана. Ученые спроектировали штамм бактерии кишечной палочки (E. coli), зависящий от Рубиско. В природе E. coli вообще не использует Рубиско, но сконструированный штамм не может без него выжить. Команда добилась интенсивного роста бактерий, кодирующих Рубиско.
Ученые получили более 9000 вариаций белка и выбрали оптимальные. Один мутантный белок удвоил точность фиксации CO2 по сравнению с природными версиями, а другой даже утроил. Но как и в природе, эти белки оказались довольно медленными. Ученые надеются выйти за пределы природного «компромисса».
«Мы добились таких больших изменений всего одной мутацией, но важно помнить, что это только начало, – говорит Сэвидж. – Объединив больше данных и машинное обучение, мы надеемся разработать улучшенные версии белка и в конце-концов получить и быстрый, и точный вариант».
В связи с острым дефицитом врачей в Израиле откроются два новых медицинских факультета
В настоящее время большинство израильтян, желающих получить медицинское образование, вынуждены учиться за границей
Илья Амигудкандидат физико-математических наук, блогер
Министр образования Израиля Йоав Киш одобрил открытие двух новых медицинских факультетов: в Хайфском университете и в Институте Вейцмана.
По словам министра здравоохранения Уриэля Бусо, эти два учебных заведения включились в общенациональные усилия по решению проблемы острой нехватки медицинских кадров и ставят перед собой задачу к 2030 году выпускать 2000 дипломированных медиков в год, сообщает Times of Israel.
В настоящее время большинство израильтян, желающих получить медицинское образование, вынуждены учиться за границей из-за острой нехватки мест внутри страны. Почти половина врачей в Израиле старше 55 лет.
Кроме того, число выпускников медицинских вузов в Израиле является самым низким среди стран Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).
«Это важное и значимое событие, которое внесет большой вклад в будущее системы здравоохранения в Израиле», — сказал Бусо.
Уриэль Бусо
Медицинская школа Хайфского университета имени Герты и Пола Амир, рассчитанная на шесть лет обучения, примет свою первую группу из 64 студентов в 2025-26 учебном году и будет постепенно наращивать потенциал.
Представитель университета заявил, что новая медицинская школа — это ответ на нехватку врачей в Израиле, которая «особенно остро ощущается» на севере страны. Он также сказал, что это отражает «решительное стремление» университета «облегчить возвращение эвакуированных жителей пограничных населенных пунктов и построить более сильный, безопасный и процветающий север Израиля».
Часть из 60 тыс. жителей северных районов, эвакуированных во время войны, до сих пор не вернулись в свои дома.
Одной из главных целей школы является укрепление здравоохранения на севере страны посредством образования и клинической подготовки в медицинском центре «Кармель». Школа будет предоставлять стипендии и реализовывать инициативы, направленные на удержание выпускников в качестве практикующих врачей в регионе.
Под руководством профессора Хаима Биттермана школа сосредоточится на расширении медицинского обслуживания в малообеспеченных районах и повышении качества обслуживания населения. Кроме того, в школе будет создан передовой симуляционный центр, включающий искусственный интеллект, виртуальную реальность и реальное взаимодействие с медицинскими работниками.
«События 7 октября, а также продолжающиеся атаки на Хайфу и регион усилили настоятельную необходимость укрепления системы здравоохранения Израиля, — сказал президент Хайфского университета профессор Гур Алрои. — У нас есть возможность не только расширить и улучшить медицинское образование в Израиле, но и адаптировать его к уникальным потребностям севера страны».
Новая школа будет работать совместно с медицинским центром «Кармель» и больничной кассой «Клалит». Ее создание было профинансировано за счет пожертвования семьи Амир в размере 200 миллионов шекелей (58 миллионов долларов), а также еще 50 миллионов шекелей (14 миллионов долларов), собранных университетом.
Медицинская школа имени Мириам и Аарона Гутвирт при Институте Вейцмана откроет свои двери в октябре 2025 года. В школе будут работать небольшие учебные группы, а в занятиях будет сделан акцент на практике и исследованиях, а не на теоретических лекциях, сказал представитель института.
«Междисциплинарный характер исследований Института Вейцмана позволит студентам специализироваться не только в биологических науках, но и в физике, химии, математике и информатике, имея при этом доступ к самой передовой научной инфраструктуре в мире», — сказал представитель института.
Студенты будут проводить исследования и проходить клиническую подготовку в медицинском центре «Шиба», тель-авивском медицинском центре «Сураски», медицинском кампусе «Рамбам», больнице «Ассута» в Ашдоде, а также в поликлиниках, принадлежащих больничной кассе «Клалит».
Ожидается, что ежегодно в программе будут участвовать до 40 израильских студентов с дипломами бакалавра или магистра, которые затем смогут получить двойную степень: медицинскую и исследовательскую (магистерскую или докторскую).
Регистрация уже открыта. Студенты не платят за обучение и получают стипендию, поэтому они могут сосредоточиться на исследованиях, сказал представитель института.
«Растет потребность во врачах, которые глубоко понимают фундаментальную и прикладную науку, обладают инструментами и способностью воплощать научные открытия в новые, усовершенствованные методы лечения», — говорят профессор Айелет Эрез и профессор Лиран Шлуш, руководители исследовательских групп Института Вейцмана и практикующие врачи, которые будут руководить медицинской программой института.
«Мы хотим создать новое поколение врачей-ученых, которые станут лидерами в области медицины и биомедицинских исследований, — говорят они. — Студенты будут проводить инновационные исследования, которые приведут к созданию революционных методов лечения».
Айелет Эрез и Лиран Шлуш
Новая медицинская школа финансируется фондом Мириам и Аарона Гутвирт из группы Allied — организации, которая внесла более 400 миллионов шекелей (111 миллионов долларов) на повышение уровня медицины и медицинских исследований в Израиле. Группа также оказывает помощь в приеме и интеграции израильских врачей в систему здравоохранения.
Кроме того, 5 февраля Университет Рейхмана в Герцлии открыл первый набор в Медицинскую школу Дины Реканати, где учатся 80 студентов, половина из которых — резервисты, служившие после атаки ХАМАСа 7 октября. Представитель университета сообщил, что четвертая часть студентов-медиков — представители географической и социальной периферии.
«Увеличение числа студентов-медиков поможет сократить неравенство, укрепить государственное здравоохранение и обеспечить качественные и доступные медицинские услуги для каждого гражданина, — сказал Бусо. — Этот шаг обеспечит устойчивость системы на многие годы вперед».