Ученые взломали ДНК тополя: из российских городов исчезнет пух
Генетик Дмитриев: пух летит только от тополя женского поля
В Усть-Каменогорске две иномарки на парковке вспыхнули как факел. Огонь едва не перекинулся на соседние машины. Массовые пожары в Казахстане происходят каждое лето. Горят гаражи, детские площадки и лавочки во дворах. Но кто виноват в этих происшествиях? Беда на голову жителей в буквальном смысле падает с неба.
Белый ковер под ногами – тополиный пух. Он вспыхивает от малейшей искры и поджигает все на своем пути. Мало того, с улицы пух летит еще и в квартиры, забивает кондиционеры и системные блоки компьютеров. Это приводит к перегреву техники и замыканиям. Тут уж поневоле заплачут не только аллергики.
Как пережить мучительный сезон аллергии без слез? И какие технологии помогут навсегда избавить города от пухового нашествия? Об этом –в программе "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Почему тополиный пух – это женская проблема
Зелеными великанами засадили весь Советский Союз. В середине прошлого века в СССР это дерево считалось лучшим для благоустройства городов. Оно быстро росло, было неприхотливо в уходе, а еще могло очищать воздух даже без листьев. Но месяц в году, во время цветения, тополь становился источником проблем. В конце концов в мегаполисах от этого сорта деревьев начали массово избавляться. Однако российские ученые предлагают не рубить сплеча.
"Дело в том, что пух образуют только женские деревья. Мужские его не образуют. Здесь два аспекта. С одной стороны, долгое время бытовал миф, что тополя могут менять пол с мужского на женский. А с другой стороны, технологии, которые обычно используются для оценки отличия мужского генотипа от женского на уровне хромосом, не позволяли у тополя найти эти отличия, чем же на генетическом уровне мужское растение отличается от женского", – рассказал ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией сравнительной геномики и транскриптомики Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН Алексей Дмитриев.
Именно поэтому тополя женского пола раньше можно было опознать только во взрослом возрасте – когда отрастали сережки с пухом. Но теперь российские биологи научились точно определять пол дерева на уровне ДНК.
"Сейчас мы вкратце покажем, как определить пол тополя на основе последовательности ДНК. Для начала нам нужен кусочек листа тополя и далее необходимо выделить ДНК", – рассказал Алексей Дмитриев.
Лист тополя замораживают в жидком азоте и тщательно измельчают, чтобы растереть мембраны клеток и добраться до самого ядра. В нем и содержится ДНК. Остается только отыскать под микроскопом особый, почти незаметный фрагмент, он занимает меньше одного процента хромосомы. Этот маркер указывает на мужской генотип.
А значит – такое растение смело можно размножать. Никаких больше пуховых сережек, аллергенных слез и пожаров.
"То есть выбирать оптимальные генотипы тополя для городского озеленения. И убрать те из них, которые малопригодны для городских условий. В первую очередь это образуют пух, конечно. Во-вторых, это не очень удачные генотипы. Вот, например, тополь сибирский. И заменять их на новые, лучшие генотипы тополя, которые позволят значительно улучшить экологическую обстановку", – добавил биолог Алексей Дмитриев.
Какая каска поможет в сезон аллергии
Американские инженеры предлагают защитить себя от пыльцы особым шлемом с невидимой маской. От обычной каски эта новинка отличается козырьком.
- В нем расположен ряд форсунок: они направлены вниз и выдувают мощные потоки чистого воздуха.
- Пух, пыльца, вирусы и бактерии отскакивают от такой прозрачной завесы, словно от невидимого экрана.
"Каска работает благодаря системе шлангов, которые соединены с рюкзаком за спиной. Он весит 4,5 килограмма. В нем лежит батарея, вся электроника и система очистки воздуха. Да, наша система нелегкая, зато эффективная", – рассказал профессор гражданского и экологического инжиниринга в Университете Мичигана Херек Клак.
Если ношение подобной каски вас не прельщает и вы подумываете провести сезон аллергии дома с плотно закрытыми окнами – не торопитесь. Вашим защитником станет… компьютерный монитор. В эту модель встроены очистители воздуха: они удаляют не только пыльцу и другие аллергены, но и 90% пыли на рабочем столе.
"Монитор имеет специальные вентиляционные отверстия, которые втягивают воздух из помещения. Потом отрицательные ионы как бы выбивают из воздуха вредные частицы, нет необходимости постоянно менять какие-то фильтры. В итоге кубометр пространства вокруг человека, сидящего за компьютером, оказывается практически идеально чист", – поделился президент компании по производству компьютерной электроники Си Хсу.
Курская нанореволюция: фильтр – убийца аллергенов
Но по-настоящему уникальное решение предложили курские ученые. Их фильтры – настоящие убийцы аллергенов. Новинку можно поставить в каждый кондиционер – дома, в офисе и даже в салоне автомобиля.
"Вот здесь представлен обычный бытовой аппарат для очистки и увлажнения воздуха. Достаем стандартные, идущие с комплектацией воздушные фильтры для данного изделия. И здесь мы видим воздушный фильтр с инновационным нанокомпозитным покрытием, который был изготовлен", – рассказал доктор физико-математических наук, директор регионального центра нанотехнологий Юго-Западного государственного университета (ЮЗГУ) Максим Пугачевский.
С помощью тепла нанокомпозитный материал разрушает любые органические частицы, которые на него попадут. Он убивает вирусы, бактерии, уничтожает пыльцу и аллергены.
Хотя сделать это совсем нелегко.
"Дело в том, что природа защитила пыльцу растений очень эффективным защитным материалом. Эта поверхностная оболочка, которая носит название "спорополленин", способна выдерживать воздействие высоких концентраций щелочей, кислот. Она способна выдерживать высокие температуры вплоть до кипения", – добавил физик.
Но курским ученым удалось подобрать уникальный состав, который справится с природной броней. Правда, составляющие секретного покрытия исследователи пока не раскрывают. Но готовы удивить еще одним уникальным свойством фильтра – он способен сам себя вылечить и восстановить трещины и повреждения.
"На экране ноутбука записан процесс создания нанокомпозитного покрытия. Можно видеть, что данное покрытие, словно живая ткань, вырастает и заполняет поверхность воздушного фильтра. Благодаря тому, что у нас происходит активное заполнение, вот этот процесс представлен в режиме реального времени, данное покрытие обладает как раз свойством самозалечивания", – рассказал Пугачевский.
Создатели новых фильтров доказали на практике, что нанопокрытие разрушает пыльцу деревьев, одуванчиков, сорных трав и другие аллергены. Размер частиц неважен. Срок службы изобретения – целых десять лет. За это время вырастет новое поколение тополей, которые уже не будут засорять города пухом. А остальные проблемы мы научимся фильтровать.