Наука в 2021 (по моим интересам)
Предсказывать не возьмусь, буду следить.
Но обозначу интересы:
- Программируемая (контролируемая) морфология
- Автолюминисцентные организмы
- Методологический антиредукционизм (связывание явлений наблюдаемых на разных уровнях организации живого в единую картину)
- ИИ в биологии (НЕ анализ изображений с диагностическими целями)
- Интеллект у растений (у меня есть позиция по этому вопросу, любопытно как эволюирует мысль "зеленых" исследователей в этом направлении)
- Расширенные возможности братьев наших меньших (в оригинале было - с помощью ИИ, но возьмем тему пошире)
- Нееда
- Персональный воздушный транспорт
- Экзоскелеты - оставлю себе зарубку на следующий год
- Телепортация и путешествие во времени - как же я мог пропустить. Но тоже на Новый год. - upd. нет, не на Новый год.
- Клонирование мамонта
- Нежданчики
- Персоналии
*****************************************************
- Программируемая (контролируемая) морфология
• Martínez-Ara et al., 2021. Optogenetic control of apical constriction induces synthetic morphogenesis in mammalian tissues.
"[...] we report the development of “OptoShroom3”, a new optogenetic tool that achieves fast spatiotemporal control of apical constriction in mammalian epithelia. Activation of OptoShroom3 through illumination of individual cells in an epithelial cell sheet reduced their apical surface while illumination of groups of cells caused deformation in the adjacent regions. By using OptoShroom3, we further manipulated 3D tissue shapes. Light-induced apical constriction provoked the folding of epithelial cell colonies on soft gels. Its application to murine and human neural organoids led to thickening of neuroepithelia, apical lumen reduction in optic vesicles, and flattening in neuroectodermal tissues. These results show that spatiotemporal control of apical constriction can trigger several types of 3D deformation depending on the initial tissue context." https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.20.440475v1.full.pdf
• Обзор статьи Левина
https://22century.ru/popular-science-publications/new-machines
• Еще статья Левина (и Бонгарда) в которой "ксеноботы" "размножаются" путем собирания клеток в подобие ксеноботов
Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, and Josh Bongard. Kinematic self-replication in reconfigurable organisms. https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118
• Международное общество по искусственной жизни https://alife.org/
Общество не организовано в нынешнем году, но следить буду с этого.
Любопытно, что у нас, в 2016 году Левин представлял отдельно от Бонгарда свои работы. Интересно не стой ли встречи началось их плотное сотрудничество http://turing.iimas.unam.mx/alife2016/parallel_sessions/
*****************************************************
- Автолюминисцентные организмы
• Клонирование и мутироване грибковой люциферазы, определение ее свойств https://www.researchgate.net/publication/349985077_The_Recombinant_Luciferase_of_the_Fungus_Neonothopanus_nambi_Obtaining_and_Properties https://www.researchgate.net/publication/349985252_Rational_Design_and_Mutagenesis_of_Fungal_Luciferase_from_Neonothopanus_nambi Именно система на ее основе позволила в прошлом году создать самосветящиеся растения.
*****************************************************
- Методологический антиредукционизм (связывание явлений наблюдаемых на разных уровнях организации живого в единую картину)
• Из анонса прошлого года:
"Janelia’s next 15-year research area will be 4D Cellular Physiology. Our goal will be to understand how cells are structured and how they interact in native tissue environments. To do that, we will work at the juncture of three classic fields - cell biology, physiology, and anatomy - using cutting-edge tools, techniques, and approaches to solve long-standing biological questions. We believe Janelia is uniquely positioned at this interface to make discoveries, develop tools, and generate scientific knowledge that benefits us all.
What important questions should we be asking? What technical barriers can we unlock to catalyze scientific progress? Over the coming year, we will hold a series of virtual workshops with scientists within and beyond HHMI’s Janelia community to address these and other questions. We will share additional information about the workshops soon." - Сайт с программой. Не дается каменный цветок.
• Upd. 14 сентября закончился 2х-дневный воркшоп Джанелии, посвященный теории в биологии
https://www.janelia.org/you-janelia/conferences/4d-cellular-physiology-reimagined-theory-as-a-principal-component, https://4dcpjanelia.org/node/51
Впечатления:
Во-первых, теория, у всех поголовно - математическая модель.
Во-вторых, ни истории ни философии там не затронули. Все развитие биологии, за сколько угодно тысячелетий, сводится к грустным выводам по весьма частным проблемам.
Общее упование на ML как-будто у него есть способность стать Machine Teaching.
Все согласны с тем, что теория важна, но о чем речь, не с какого боку подходить, а о чем вообще идет речь - об этом не прозвучало ни малейшего намека на понимание.
• не совсем методологический антиредукционизм, а все же шире. Сцайентономика - наука о науке. Некоторые вопросы у них интересные: https://www.scientowiki.com/List_of_Open_Questions
• Грустное, по теме.
• Под конец года вышла замечательная статья Левина с соавторами, в которой они анализируют дикое количество белок-белковых взаимодействий и показывают что на мезо-уровне шум снижается и уменьшается неопределенность.
"We analyzed the protein interactomes of over 1800 species, containing in total 8 782 166 protein-protein interactions, at different scales. We show the emergence of higher order 'macroscales' in these interactomes and that these biological macroscales are associated with lower noise and degeneracy and therefore lower uncertainty. Moreover, the nodes in the interactomes that make up the macroscale are more resilient compared with nodes that do not participate in the macroscale. These effects are more pronounced in interactomes of eukaryota, as compared with prokaryota; these results hold even after sensitivity tests where we recalculate the emergent macroscales under network simulations where we add different edge weights to the interactomes."
https://www.researchgate.net/publication/357252958_Evolution_and_emergence_higher_order_information_structure_in_protein_interactomes_across_the_tree_of_life
*****************************************************
- ИИ в биологии (НЕ анализ изображений с диагностическими целями)
• генерация новых векторов для генной терапии https://www.nature.com/articles/s41587-020-00793-4 https://alev-biz.livejournal.com/4432674.html
• Обещал не перечислять анализ изображений, но пожалуй нужно уточнить - не сегментация изображений. Вот в этой статье Yamamoto et al., (2021) Graph-based machine learning reveals rules of spatiotemporal cell interactions in tissues. https://doi.org/10.1101/2021.06.23.449559 интересно то, что машинное обучение применяется для моделирования того, что глазами не увидеть: используя треки отдельных клеток и изображения контактов между отдельными клетками, модель может предсказывать их участь в развивающемся эпителии. Надо сказать, конечно же, что конкретного физического смысла за этим предсказаниями может и не быть, грубо говоря - это может быть "интегрально-целое" от множества факторов, которые модель сама по себе не учитывает. Интересно же здесь именно то, каким образом получается что-то наподобие траектории в физике. По-видимому только таким образом можно будет "пощупать" то невидимое что движет развитием, хотя хотелось бы чтобы физика и биология за этим процессом была все же явной.
• AlphaFold предсказал структуру 98.5% белков человека. Создана база в которой выставлены такие цифровые копии (не полученные путем анализа белков).
Tunyasuvunakool, K., Adler, J., Wu, Z. et al. Highly accurate protein structure prediction for the human proteome. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03828-1
База: https://alphafold.ebi.ac.uk/
* статья на данные момент мне недоступна, потому остается открытым вопрос какие белки остались с непредсказанной структурой, почему не смогли быть предсказаны, и какую роль они играют.
• Конкурент гугловскому AlphaFold-у
"AlphaFold2 and related systems use deep learning to predict protein structure from co-evolutionary relationships encoded in multiple sequence alignments (MSAs). Despite dramatic, recent increases in accuracy, three challenges remain: (i) prediction of orphan and rapidly evolving proteins for which an MSA cannot be generated, (ii) rapid exploration of designed structures, and (iii) understanding the rules governing spontaneous polypeptide folding in solution. Here we report development of an end-to-end differentiable recurrent geometric network (RGN) able to predict protein structure from single protein sequences without use of MSAs. This deep learning system has two novel elements: a protein language model (AminoBERT) that uses a Transformer to learn latent structural information from millions of unaligned proteins and a geometric module that compactly represents Cα backbone geometry. RGN2 outperforms AlphaFold2 and RoseTTAFold (as well as trRosetta) on orphan proteins and is competitive with designed sequences, while achieving up to a billion-fold reduction in compute time. These findings demonstrate the practical and theoretical strengths of protein language models relative to MSAs in structure prediction."
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.08.02.454840v1
От товарищей которые научили нейросетку складывать трехмерную структуру белков из последовательности аминокислот за миллисекунды.
Нешуточная борьба, в которой давнишние игроки из Чикагского универа (Baker lab) начинают понемногу сдавать позиции.
*****************************************************
- Интеллект у растений (у меня есть точка зрения по этому вопросу, любопытно как эволюирует мысль "зеленых" исследователей в этом направлении)
• Итак, открывает счет вот эта данная рубрика с объявлением скорого выхода в свет вот такой вот книги https://www.researchgate.net/project/NEW-BOOK-The-Mind-of-Plants-forthcoming
Весьма своеобразный состав авторов. На результат еще нужно посмотреть, но можно с некоторой долей уверенности сказать, что позитивизма там будет крайне мало. napoli, почему-то кажется что Вам может быть будет интересно.
• Виртуально побывал на воркшопе Philosophy of Plant Biology. Защитников интеллекта у растений (наиболее известных) там не было. Было о поведении растений. Общее ощущение - натягивания совы на глобус: есть методологическая и философская шкала, попробуем ее применить к нашему объекту. Дискуссия - о том какие есть примеры когда шкала не описывает предмет.
• Продолжаем приоткрывать окно Овертона (сентябрь 2021)
"The goal of this article is not to provide a positive argument for plant cognition and consciousness, but to invite a constructive, empirically informed debate about it. After reviewing the empirical literature concerning plant cognition, we introduce the reader to the emerging field of plant neurobiology. Research on plant electrical and chemical signaling can help shed light into the biological bases for plant sentience. To conclude, we shall present a series of approaches to scientifically investigate plant consciousness."
Segundo-Ortin and Calvo (2021) Consciousness and cognition in plants. Wiley interdisciplinary reviews. Cognitive science
https://www.researchgate.net/publication/354811872_Consciousness_and_cognition_in_plants
• 28 октября - официальная презентация книги The Mind of Plants: Narratives of Vegetal Intelligence Моники Гаглиано, австралийской исследовательницы пожалуй наиболее радикально ратующей за "разумность" растений.
https://www.themindofplants.com/
* Презентация: https://artsfront.com/event/144867-book-launch-the-mind-of-plants
*****************************************************
- Расширенные возможности братьев наших меньших (в оригинале было - с помощью ИИ, но возьмем тему пошире)
•"Project CETI (Cetacean Translation Initiative), a nonprofit organization and interdisciplinary initative that aims to apply advanced machine learning and state-of-the art robotics to listen to and translate the communication of whales. Founded and led by a team of scientists, CETI is bringing together leading cryptographers, roboticists, linguists, AI experts, technologists and marine scientists to connect to a fellow mammal with the largest brain: the sperm whale.
Over the next five years, CETI listen deeply to sperm whale communication, interpret their voices, and then attempt to communicate back. Through an understanding of a non-human species and showing the power of collaborative research, CETI aspires to deepen our relationship with life on earth."
https://www.projectceti.org/
не расширенные возможности наших братьев, но важный шаг и потому - в копилку.
По теме: https://www.nationalgeographic.com/animals/article/scientists-plan-to-use-ai-to-try-to-decode-the-language-of-whales
• Мне кажется, можно получить представление о том, чтó можно ожидать, исследуя реакцию на подобное обучение
• Ну и логопед научила свою собаку составлять фразы, нажимая на кнопки
https://www.popmech.ru/science/521694-sobaku-nauchili-govorit-i-eto-ne-shutka/
• Простое предположение того, что могли бы обозначать лай собаки
https://www.raspberrypi.org/blog/translate-dog-barks-with-raspberry-pi/
• Как подобное делают для людей
• "Получается, сам факт изобретения языка, сложной системы для общения и передачи информации, а не особые способности мозга для переработки этой информации, делает человека уникальным." - т.е., можно предположить что животным только нужно предоставить техническую возможность выражаться, а дальше они сами изобретут ТикТок
• https://en.wikipedia.org/wiki/Talking_animal - датировать 2021-м не очень правильно, но пускай это будет датой включения всего в единую тему.
*****************************************************
- Нееда - большинство из компаний, перечисленных ниже взяты отсюда.
Много их развивается уже. Накормят нас от души... Интересно, что едят сами основатели
• https://perfectdayfoods.com/ - "молочка" производимая грибами
• https://www.lypid.co/ - веганский жир. Звучит как изобретение маргарина. На сайте ни малейшего намека на то в чем заключается их ноу-хау
• https://endlesswest.com/ - "молекулярный алкоголь"
• https://cacultured.com/ - "шоколад" не из какао
• https://finlessfoods.com/ - "тунец" из растений
• https://www.primeroots.com/ https://www.beyondmeat.com/ https://impossiblefoods.com/ https://www.novameat.com/ https://www.redefinemeat.com/ - "мясо" из растений
• https://notco.com/ - "молоко" из растений
• https://www.stockeld.com/ - и сыр тоже из них же
• https://mosameat.com/ https://www.upsidefoods.com/ https://www.aleph-farms.com/ https://future-meat.com/ - "мясо" из культуры клеток
• https://alev-biz.livejournal.com/4759201.html https://www.nature.com/articles/s41467-021-25236-9 - напечатанное на 3D-принтере вагю
*****************************************************
- Персональный воздушный транспорт (пока не делим на личный, или типа такси. Инфа, во многом - отсюда). Да - никакой антигравитации; все модели большинство моделей - так или иначе модификации многовинтовых дронов.
• https://www.volocopter.com/ - Германия
• https://airspeeder.com/ - английские гонки. Квиддич не на метле.
• https://www.jobyaviation.com/ - калифорнийский, электрический.
• https://www.ehang.com/index.html - Китай, электрический
• https://www.opener.aero/ - персональный электрический аэротранспорт BlackFly, разрабатываемый в Канаде
• https://www.urbanaero.com/ - отличительный элемент - внутренние пропеллеры. Израиль.
• https://www.tetra-aviation.com/mk-5 - японский Mk-5 от Tetra-Aviation
• https://www.cyclotech.at/ - о! а вот это уже что-о интересненькое! на основе крыльчатого пропеллера (Voith Schneider Propeller). Только есть ощущение что вращать их придется ну очень сильно для получения подходящей тяги. Германия.
• https://www.jetsonaero.com/ - электрический Jetson от одноименной компании. Швеция.
• https://en.skydrive2020.com/ - Япония, электро, персональный.
• https://www.liftaircraft.com/ - персональный электрический Hexa от Liftaircraft. Штаты.
Как мух их развелось
*****************************************************
- Экзоскелеты
Уже можно категории выделить:
• грузовые (в помощь грузчикам на складах)
• поддерживающие (людям с тружностями в поддержании собственного тела)
• "трансформеры"
- https://www.skeletonics-us.com/
*****************************************************
- Телепортация и путешествие во времени - как же я мог пропустить. Но тоже на Новый год. - upd. нет, не на Новый год.
В 2021 предложено возможное решение для создания так называемого варп-двигателя
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/abdf6e
https://naked-science.ru/article/physics/white-micron-warp-prototype
*****************************************************
- Клонирование мамонта пожалуй, в этом году особенно громко заговорили. Всем хочется зримых успехов биотехнологии.
• https://colossal.com/mammoth/
*****************************************************
- Нежданчики
•Биточки
• Топят за биткоин https://www.thebword.org/
• С 7 сентября биткоин становится официальной валютой Сальвадора. https://vc.ru/crypto/290276-investory-s-reddit-reshili-kupit-bitkoiny-na-30-v-podderzhku-salvadora-stoimost-kriptovalyuty-vyrosla-do-52-tysyach
• Но не все так просто. https://meduza.io/news/2021/09/08/bitkoin-upal-na-10-posle-togo-kak-salvador-pervym-v-mire-priznal-ego-ofitsialnoy-valyutoy
• 20 сентября биткоин (вместе с остальным рынком) испытвает серьезное падение https://vc.ru/crypto/295723-stoimost-bitkoina-upala-na-10-investory-izbavlyayutsya-ot-riskovyh-aktivov-na-fone-padeniya-mirovogo-fondovogo-rynka
Дальше можно следить на gate.io
• 05 октября 2021
"Last week, President Nayib Bukele announced that El Salvador is mining bitcoin with energy from its volcanos. Just three months ago, he had instructed state-owned geothermal electric company La Geoto plan for bitcoin mining and, in a tweet on Friday, not only detailed that the operation is in testing mode but also provided a breakdown of the mining revenue generated so far.
Last month, El Salvador’s government rolled out its bitcoin wallet, Chivo. According to the President, Chivo has been downloaded by 2.73 million people, suggesting a penetration rate of 75% among eligible citizens. For perspective, prior to the rollout of Chivo, only 1.9 million and 1.3 million El Salvadoran adults used bank accounts and debit cards, respectively. If correct, scaling to 2.73 million digital bearer accounts in less than 1 month, Chivo has provided unprecedented financial inclusion, a promising sign for bitcoin adoption in other emerging markets.
President Bukele stated that Chivo is settling $1 million in remittances every day. If true, according to Alex Gladstein, the state-run bitcoin app accounts for roughly 6% of El Salvador’s $6 billion in annual remittances, or more than 1% of its GDP."https://ark-invest.com/newsletters/issue-289/
• Треть биткоинов находится под контролем 10 тысяч инвесторов - исследование
А половина майнинговых мощностей приходится на 50 майнеров.
https://vc.ru/crypto/310636-tret-bitkoinov-nahoditsya-pod-kontrolem-10-tysyach-investorov-issledovanie
• 19 апреля совершен первый марсианский полет.
• с 15 мая Китай - на Марсе
• встречайте - растворимая электроника (прототип часов)
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c07102
• Научные основы акупунктуры. Разрабатывают, естественно, китайцы
• 28 октября Цукерберг объявляет о переименовании ФБ и создании виртуальной метавселенной https://about.facebook.com/meta/
• Field S, Rajewski A (2021). Challenges facing LGBTQ+ early-career scientists and how to engage in changing the status quo. The Plant Cell. First published March 26, 2021 doi: 10.1093/plcell/koab094
• Cox K.L., Elliott K.R., Harris T.M. (2021) Creating supportive environments in academia for Black scientists to thrive, The Plant Cell, doi: 10.1093/plcell/koab125
*****************************************************
- Персоналии
• Michael Levin, был еще в прошлогодней подборке. Основной протагонист контролируемой морфологии. https://www.researchgate.net/profile/Michael-Levin-15 https://scholar.google.com/citations?user=luouyakAAAAJ
• Richard A. Watson. Оччень интересный подход к объяснению эволюции используя нетривиальные аналогии. https://www.researchgate.net/profile/Richard-Watson-10 https://scholar.google.com/citations?user=DBDLLYQAAAAJ
• Mohammed AlQuraishi воссоздание 3Д структуры белков за миллисекунды с помощью машинного обучения. https://twitter.com/MoAlQuraishi
• творческий дуэт Михаила Кацнельсона и Евгения Кунина, работающий над проблемой сложности и принципов эволюции (перекликается с работой Richard-a Watson-a, приведенного выше). Маститый биолог и не менее маститый биоинформатик. Смотреть можно тут
• Laszlo Barabási - "апостол" современного состояния науки. Биг дата и сети.
Сегодня тут побудет, а потом опять наверх повешу. Посмотрим, что получится.
Предыдущие выпуски:
2020
Но обозначу интересы:
- Программируемая (контролируемая) морфология
- Автолюминисцентные организмы
- Методологический антиредукционизм (связывание явлений наблюдаемых на разных уровнях организации живого в единую картину)
- ИИ в биологии (НЕ анализ изображений с диагностическими целями)
- Интеллект у растений (у меня есть позиция по этому вопросу, любопытно как эволюирует мысль "зеленых" исследователей в этом направлении)
- Расширенные возможности братьев наших меньших (в оригинале было - с помощью ИИ, но возьмем тему пошире)
- Нееда
- Персональный воздушный транспорт
- Экзоскелеты - оставлю себе зарубку на следующий год
- Телепортация и путешествие во времени - как же я мог пропустить. Но тоже на Новый год. - upd. нет, не на Новый год.
- Клонирование мамонта
- Нежданчики
- Персоналии
*****************************************************
- Программируемая (контролируемая) морфология
• Martínez-Ara et al., 2021. Optogenetic control of apical constriction induces synthetic morphogenesis in mammalian tissues.
"[...] we report the development of “OptoShroom3”, a new optogenetic tool that achieves fast spatiotemporal control of apical constriction in mammalian epithelia. Activation of OptoShroom3 through illumination of individual cells in an epithelial cell sheet reduced their apical surface while illumination of groups of cells caused deformation in the adjacent regions. By using OptoShroom3, we further manipulated 3D tissue shapes. Light-induced apical constriction provoked the folding of epithelial cell colonies on soft gels. Its application to murine and human neural organoids led to thickening of neuroepithelia, apical lumen reduction in optic vesicles, and flattening in neuroectodermal tissues. These results show that spatiotemporal control of apical constriction can trigger several types of 3D deformation depending on the initial tissue context." https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.20.440475v1.full.pdf
• Обзор статьи Левина
https://22century.ru/popular-science-publications/new-machines
• Еще статья Левина (и Бонгарда) в которой "ксеноботы" "размножаются" путем собирания клеток в подобие ксеноботов
Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, and Josh Bongard. Kinematic self-replication in reconfigurable organisms. https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118
• Международное общество по искусственной жизни https://alife.org/
Общество не организовано в нынешнем году, но следить буду с этого.
Любопытно, что у нас, в 2016 году Левин представлял отдельно от Бонгарда свои работы. Интересно не стой ли встречи началось их плотное сотрудничество http://turing.iimas.unam.mx/alife2016/parallel_sessions/
*****************************************************
- Автолюминисцентные организмы
• Клонирование и мутироване грибковой люциферазы, определение ее свойств https://www.researchgate.net/publication/349985077_The_Recombinant_Luciferase_of_the_Fungus_Neonothopanus_nambi_Obtaining_and_Properties https://www.researchgate.net/publication/349985252_Rational_Design_and_Mutagenesis_of_Fungal_Luciferase_from_Neonothopanus_nambi Именно система на ее основе позволила в прошлом году создать самосветящиеся растения.
*****************************************************
- Методологический антиредукционизм (связывание явлений наблюдаемых на разных уровнях организации живого в единую картину)
• Из анонса прошлого года:
"Janelia’s next 15-year research area will be 4D Cellular Physiology. Our goal will be to understand how cells are structured and how they interact in native tissue environments. To do that, we will work at the juncture of three classic fields - cell biology, physiology, and anatomy - using cutting-edge tools, techniques, and approaches to solve long-standing biological questions. We believe Janelia is uniquely positioned at this interface to make discoveries, develop tools, and generate scientific knowledge that benefits us all.
What important questions should we be asking? What technical barriers can we unlock to catalyze scientific progress? Over the coming year, we will hold a series of virtual workshops with scientists within and beyond HHMI’s Janelia community to address these and other questions. We will share additional information about the workshops soon." - Сайт с программой. Не дается каменный цветок.
• Upd. 14 сентября закончился 2х-дневный воркшоп Джанелии, посвященный теории в биологии
https://www.janelia.org/you-janelia/conferences/4d-cellular-physiology-reimagined-theory-as-a-principal-component, https://4dcpjanelia.org/node/51
Впечатления:
Во-первых, теория, у всех поголовно - математическая модель.
Во-вторых, ни истории ни философии там не затронули. Все развитие биологии, за сколько угодно тысячелетий, сводится к грустным выводам по весьма частным проблемам.
Общее упование на ML как-будто у него есть способность стать Machine Teaching.
Все согласны с тем, что теория важна, но о чем речь, не с какого боку подходить, а о чем вообще идет речь - об этом не прозвучало ни малейшего намека на понимание.
• не совсем методологический антиредукционизм, а все же шире. Сцайентономика - наука о науке. Некоторые вопросы у них интересные: https://www.scientowiki.com/List_of_Open_Questions
• Грустное, по теме.
• Под конец года вышла замечательная статья Левина с соавторами, в которой они анализируют дикое количество белок-белковых взаимодействий и показывают что на мезо-уровне шум снижается и уменьшается неопределенность.
"We analyzed the protein interactomes of over 1800 species, containing in total 8 782 166 protein-protein interactions, at different scales. We show the emergence of higher order 'macroscales' in these interactomes and that these biological macroscales are associated with lower noise and degeneracy and therefore lower uncertainty. Moreover, the nodes in the interactomes that make up the macroscale are more resilient compared with nodes that do not participate in the macroscale. These effects are more pronounced in interactomes of eukaryota, as compared with prokaryota; these results hold even after sensitivity tests where we recalculate the emergent macroscales under network simulations where we add different edge weights to the interactomes."
https://www.researchgate.net/publication/357252958_Evolution_and_emergence_higher_order_information_structure_in_protein_interactomes_across_the_tree_of_life
*****************************************************
- ИИ в биологии (НЕ анализ изображений с диагностическими целями)
• генерация новых векторов для генной терапии https://www.nature.com/articles/s41587-020-00793-4 https://alev-biz.livejournal.com/4432674.html
• Обещал не перечислять анализ изображений, но пожалуй нужно уточнить - не сегментация изображений. Вот в этой статье Yamamoto et al., (2021) Graph-based machine learning reveals rules of spatiotemporal cell interactions in tissues. https://doi.org/10.1101/2021.06.23.449559 интересно то, что машинное обучение применяется для моделирования того, что глазами не увидеть: используя треки отдельных клеток и изображения контактов между отдельными клетками, модель может предсказывать их участь в развивающемся эпителии. Надо сказать, конечно же, что конкретного физического смысла за этим предсказаниями может и не быть, грубо говоря - это может быть "интегрально-целое" от множества факторов, которые модель сама по себе не учитывает. Интересно же здесь именно то, каким образом получается что-то наподобие траектории в физике. По-видимому только таким образом можно будет "пощупать" то невидимое что движет развитием, хотя хотелось бы чтобы физика и биология за этим процессом была все же явной.
• AlphaFold предсказал структуру 98.5% белков человека. Создана база в которой выставлены такие цифровые копии (не полученные путем анализа белков).
Tunyasuvunakool, K., Adler, J., Wu, Z. et al. Highly accurate protein structure prediction for the human proteome. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03828-1
База: https://alphafold.ebi.ac.uk/
* статья на данные момент мне недоступна, потому остается открытым вопрос какие белки остались с непредсказанной структурой, почему не смогли быть предсказаны, и какую роль они играют.
• Конкурент гугловскому AlphaFold-у
"AlphaFold2 and related systems use deep learning to predict protein structure from co-evolutionary relationships encoded in multiple sequence alignments (MSAs). Despite dramatic, recent increases in accuracy, three challenges remain: (i) prediction of orphan and rapidly evolving proteins for which an MSA cannot be generated, (ii) rapid exploration of designed structures, and (iii) understanding the rules governing spontaneous polypeptide folding in solution. Here we report development of an end-to-end differentiable recurrent geometric network (RGN) able to predict protein structure from single protein sequences without use of MSAs. This deep learning system has two novel elements: a protein language model (AminoBERT) that uses a Transformer to learn latent structural information from millions of unaligned proteins and a geometric module that compactly represents Cα backbone geometry. RGN2 outperforms AlphaFold2 and RoseTTAFold (as well as trRosetta) on orphan proteins and is competitive with designed sequences, while achieving up to a billion-fold reduction in compute time. These findings demonstrate the practical and theoretical strengths of protein language models relative to MSAs in structure prediction."
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.08.02.454840v1
От товарищей которые научили нейросетку складывать трехмерную структуру белков из последовательности аминокислот за миллисекунды.
Нешуточная борьба, в которой давнишние игроки из Чикагского универа (Baker lab) начинают понемногу сдавать позиции.
*****************************************************
- Интеллект у растений (у меня есть точка зрения по этому вопросу, любопытно как эволюирует мысль "зеленых" исследователей в этом направлении)
• Итак, открывает счет вот эта данная рубрика с объявлением скорого выхода в свет вот такой вот книги https://www.researchgate.net/project/NEW-BOOK-The-Mind-of-Plants-forthcoming
Весьма своеобразный состав авторов. На результат еще нужно посмотреть, но можно с некоторой долей уверенности сказать, что позитивизма там будет крайне мало. napoli, почему-то кажется что Вам может быть будет интересно.
• Виртуально побывал на воркшопе Philosophy of Plant Biology. Защитников интеллекта у растений (наиболее известных) там не было. Было о поведении растений. Общее ощущение - натягивания совы на глобус: есть методологическая и философская шкала, попробуем ее применить к нашему объекту. Дискуссия - о том какие есть примеры когда шкала не описывает предмет.
• Продолжаем приоткрывать окно Овертона (сентябрь 2021)
"The goal of this article is not to provide a positive argument for plant cognition and consciousness, but to invite a constructive, empirically informed debate about it. After reviewing the empirical literature concerning plant cognition, we introduce the reader to the emerging field of plant neurobiology. Research on plant electrical and chemical signaling can help shed light into the biological bases for plant sentience. To conclude, we shall present a series of approaches to scientifically investigate plant consciousness."
Segundo-Ortin and Calvo (2021) Consciousness and cognition in plants. Wiley interdisciplinary reviews. Cognitive science
https://www.researchgate.net/publication/354811872_Consciousness_and_cognition_in_plants
• 28 октября - официальная презентация книги The Mind of Plants: Narratives of Vegetal Intelligence Моники Гаглиано, австралийской исследовательницы пожалуй наиболее радикально ратующей за "разумность" растений.
https://www.themindofplants.com/
* Презентация: https://artsfront.com/event/144867-book-launch-the-mind-of-plants
*****************************************************
- Расширенные возможности братьев наших меньших (в оригинале было - с помощью ИИ, но возьмем тему пошире)
•"Project CETI (Cetacean Translation Initiative), a nonprofit organization and interdisciplinary initative that aims to apply advanced machine learning and state-of-the art robotics to listen to and translate the communication of whales. Founded and led by a team of scientists, CETI is bringing together leading cryptographers, roboticists, linguists, AI experts, technologists and marine scientists to connect to a fellow mammal with the largest brain: the sperm whale.
Over the next five years, CETI listen deeply to sperm whale communication, interpret their voices, and then attempt to communicate back. Through an understanding of a non-human species and showing the power of collaborative research, CETI aspires to deepen our relationship with life on earth."
https://www.projectceti.org/
не расширенные возможности наших братьев, но важный шаг и потому - в копилку.
По теме: https://www.nationalgeographic.com/animals/article/scientists-plan-to-use-ai-to-try-to-decode-the-language-of-whales
• Мне кажется, можно получить представление о том, чтó можно ожидать, исследуя реакцию на подобное обучение
• Ну и логопед научила свою собаку составлять фразы, нажимая на кнопки
https://www.popmech.ru/science/521694-sobaku-nauchili-govorit-i-eto-ne-shutka/
• Простое предположение того, что могли бы обозначать лай собаки
Click to viewhttps://www.raspberrypi.org/blog/translate-dog-barks-with-raspberry-pi/
• Как подобное делают для людей
• "Получается, сам факт изобретения языка, сложной системы для общения и передачи информации, а не особые способности мозга для переработки этой информации, делает человека уникальным." - т.е., можно предположить что животным только нужно предоставить техническую возможность выражаться, а дальше они сами изобретут ТикТок
• https://en.wikipedia.org/wiki/Talking_animal - датировать 2021-м не очень правильно, но пускай это будет датой включения всего в единую тему.
*****************************************************
- Нееда - большинство из компаний, перечисленных ниже взяты отсюда.
Много их развивается уже. Накормят нас от души... Интересно, что едят сами основатели
• https://perfectdayfoods.com/ - "молочка" производимая грибами
• https://www.lypid.co/ - веганский жир. Звучит как изобретение маргарина. На сайте ни малейшего намека на то в чем заключается их ноу-хау
• https://endlesswest.com/ - "молекулярный алкоголь"
• https://cacultured.com/ - "шоколад" не из какао
• https://finlessfoods.com/ - "тунец" из растений
• https://www.primeroots.com/ https://www.beyondmeat.com/ https://impossiblefoods.com/ https://www.novameat.com/ https://www.redefinemeat.com/ - "мясо" из растений
• https://notco.com/ - "молоко" из растений
• https://www.stockeld.com/ - и сыр тоже из них же
• https://mosameat.com/ https://www.upsidefoods.com/ https://www.aleph-farms.com/ https://future-meat.com/ - "мясо" из культуры клеток
• https://alev-biz.livejournal.com/4759201.html https://www.nature.com/articles/s41467-021-25236-9 - напечатанное на 3D-принтере вагю
*****************************************************
- Персональный воздушный транспорт (пока не делим на личный, или типа такси. Инфа, во многом - отсюда). Да - никакой антигравитации; все модели большинство моделей - так или иначе модификации многовинтовых дронов.
• https://www.volocopter.com/ - Германия
• https://airspeeder.com/ - английские гонки. Квиддич не на метле.
• https://www.jobyaviation.com/ - калифорнийский, электрический.
• https://www.ehang.com/index.html - Китай, электрический
• https://www.opener.aero/ - персональный электрический аэротранспорт BlackFly, разрабатываемый в Канаде
• https://www.urbanaero.com/ - отличительный элемент - внутренние пропеллеры. Израиль.
• https://www.tetra-aviation.com/mk-5 - японский Mk-5 от Tetra-Aviation
• https://www.cyclotech.at/ - о! а вот это уже что-о интересненькое! на основе крыльчатого пропеллера (Voith Schneider Propeller). Только есть ощущение что вращать их придется ну очень сильно для получения подходящей тяги. Германия.
• https://www.jetsonaero.com/ - электрический Jetson от одноименной компании. Швеция.
• https://en.skydrive2020.com/ - Япония, электро, персональный.
• https://www.liftaircraft.com/ - персональный электрический Hexa от Liftaircraft. Штаты.
Как мух их развелось
*****************************************************
- Экзоскелеты
Уже можно категории выделить:
• грузовые (в помощь грузчикам на складах)
• поддерживающие (людям с тружностями в поддержании собственного тела)
• "трансформеры"
- https://www.skeletonics-us.com/
*****************************************************
- Телепортация и путешествие во времени - как же я мог пропустить. Но тоже на Новый год. - upd. нет, не на Новый год.
В 2021 предложено возможное решение для создания так называемого варп-двигателя
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/abdf6e
https://naked-science.ru/article/physics/white-micron-warp-prototype
*****************************************************
- Клонирование мамонта пожалуй, в этом году особенно громко заговорили. Всем хочется зримых успехов биотехнологии.
• https://colossal.com/mammoth/
*****************************************************
- Нежданчики
•Биточки
• Топят за биткоин https://www.thebword.org/
• С 7 сентября биткоин становится официальной валютой Сальвадора. https://vc.ru/crypto/290276-investory-s-reddit-reshili-kupit-bitkoiny-na-30-v-podderzhku-salvadora-stoimost-kriptovalyuty-vyrosla-do-52-tysyach
• Но не все так просто. https://meduza.io/news/2021/09/08/bitkoin-upal-na-10-posle-togo-kak-salvador-pervym-v-mire-priznal-ego-ofitsialnoy-valyutoy
• 20 сентября биткоин (вместе с остальным рынком) испытвает серьезное падение https://vc.ru/crypto/295723-stoimost-bitkoina-upala-na-10-investory-izbavlyayutsya-ot-riskovyh-aktivov-na-fone-padeniya-mirovogo-fondovogo-rynka
Дальше можно следить на gate.io
• 05 октября 2021
"Last week, President Nayib Bukele announced that El Salvador is mining bitcoin with energy from its volcanos. Just three months ago, he had instructed state-owned geothermal electric company La Geoto plan for bitcoin mining and, in a tweet on Friday, not only detailed that the operation is in testing mode but also provided a breakdown of the mining revenue generated so far.
Last month, El Salvador’s government rolled out its bitcoin wallet, Chivo. According to the President, Chivo has been downloaded by 2.73 million people, suggesting a penetration rate of 75% among eligible citizens. For perspective, prior to the rollout of Chivo, only 1.9 million and 1.3 million El Salvadoran adults used bank accounts and debit cards, respectively. If correct, scaling to 2.73 million digital bearer accounts in less than 1 month, Chivo has provided unprecedented financial inclusion, a promising sign for bitcoin adoption in other emerging markets.
President Bukele stated that Chivo is settling $1 million in remittances every day. If true, according to Alex Gladstein, the state-run bitcoin app accounts for roughly 6% of El Salvador’s $6 billion in annual remittances, or more than 1% of its GDP."https://ark-invest.com/newsletters/issue-289/
• Треть биткоинов находится под контролем 10 тысяч инвесторов - исследование
А половина майнинговых мощностей приходится на 50 майнеров.
https://vc.ru/crypto/310636-tret-bitkoinov-nahoditsya-pod-kontrolem-10-tysyach-investorov-issledovanie
• 19 апреля совершен первый марсианский полет.
• с 15 мая Китай - на Марсе
• встречайте - растворимая электроника (прототип часов)
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c07102
• Научные основы акупунктуры. Разрабатывают, естественно, китайцы
• 28 октября Цукерберг объявляет о переименовании ФБ и создании виртуальной метавселенной https://about.facebook.com/meta/
• Field S, Rajewski A (2021). Challenges facing LGBTQ+ early-career scientists and how to engage in changing the status quo. The Plant Cell. First published March 26, 2021 doi: 10.1093/plcell/koab094
• Cox K.L., Elliott K.R., Harris T.M. (2021) Creating supportive environments in academia for Black scientists to thrive, The Plant Cell, doi: 10.1093/plcell/koab125
*****************************************************
- Персоналии
• Michael Levin, был еще в прошлогодней подборке. Основной протагонист контролируемой морфологии. https://www.researchgate.net/profile/Michael-Levin-15 https://scholar.google.com/citations?user=luouyakAAAAJ
• Richard A. Watson. Оччень интересный подход к объяснению эволюции используя нетривиальные аналогии. https://www.researchgate.net/profile/Richard-Watson-10 https://scholar.google.com/citations?user=DBDLLYQAAAAJ
• Mohammed AlQuraishi воссоздание 3Д структуры белков за миллисекунды с помощью машинного обучения. https://twitter.com/MoAlQuraishi
• творческий дуэт Михаила Кацнельсона и Евгения Кунина, работающий над проблемой сложности и принципов эволюции (перекликается с работой Richard-a Watson-a, приведенного выше). Маститый биолог и не менее маститый биоинформатик. Смотреть можно тут
• Laszlo Barabási - "апостол" современного состояния науки. Биг дата и сети.
Сегодня тут побудет, а потом опять наверх повешу. Посмотрим, что получится.
Предыдущие выпуски:
2020