Znajdź zawartość

W centrum naszej galaktyki naukowcy znaleźli nieznane wcześniej struktury. Nieco przypominają one gigantyczne jednowymiarowe włókna materii rozciągające się pionowo w pobliżu centralnej supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A*, jakie przed 40 laty zaobserwował Farhad Yusef-Zadek z Northwester University. Jednak nowe struktury, odkryte właśnie przez Yusefa-Zadeha i jego zespół, są znacznie mniejsze i ułożone horyzontalnie od Sgr A*, tworzą coś na podobieństwo szprych koła. Populacje obu włókien są podobne w niektórych aspektach, jednak zdaniem odkrywców, mają różne pochodzenie. Giganty mają wyraźny kształt włókien o wysokości dochodzącej do 150 lat świetlnych. Tymczasem włókna poziome są niewielkie, przypominają kropki i kreski z kodu Morse'a, a każde z nich znajduje się tylko po jednej stronie czarnej dziury. Byłem zaskoczony tym, co zauważyłem. Dużo czasu zajęła nam weryfikacja tego, co widzimy. I odkryliśmy, że te włókna nie są rozłożone przypadkowo, ale wydają się związane z tym, co wydobywa się z czarnej dziury. Badając je, możemy więcej dowiedzieć się o obrocie czarnej dziury i orientacji dysku akrecyjnego mówi Yusef-Zadeh. Profesor fizyki i astronomii, Yusef-Zadech, od ponad 40 lat bada centrum Drogi Mlecznej. W 1984 roku był współodkrywcą olbrzymich pionowych włókien w pobliżu czarnej dziury, a przed 4 laty odkrył w centrum Drogi Mlecznej dwa bąble o długości 700 lat świetlnych każdy. W ubiegłym zaś roku, we współpracy z innymi ekspertami, zarejestrował setki poziomych włókien, które ułożone są w pary lub grupy i bardzo często są równomiernie rozłożone, na podobieństwo strun instrumentu. Uczony, specjalista od radioastronomii, mówi, że coraz częstsze odkrycia tego typu to zasługa nowych technologii i dostępnych instrumentów, szczególnie zaś radioteleskopu MeerKAT z RPA. Ten instrument zmienia reguły gry. Rozwój technologiczny i dedykowany czas obserwacyjny dostarczyły nam nowych informacji. To naprawdę duży postęp techniczny w radioastronomii, wyjaśnia uczony. Yusef-Zadeh, który od dekad bada gigantyczne pionowe włókna był bardzo zaskoczony, gdy zauważył też mniejsze poziome struktury. Ich wiek ocenił na 6 milionów lat. Zawsze myślałem o włóknach pionowych i o ich pochodzeniu. Jestem przyzwyczajony do tego, że są pionowe. Nigdy nie przyszło mi na myśl, że mogą być też poziome, mówi. Oba rodzaje włókien są jednowymiarowe, można je obserwować za pomocą fal radiowych i wydają się powiązane z aktywnością czarnej dziury. Ale na tym się ich podobieństwa kończą. Włókna pionowe są prostopadłe do płaszczyzny galaktyki. Włókna poziome rozciągnięte są równolegle do płaszczyzny galaktyki, ale promieniście wskazują na jej centrum, gdzie znajduje się Sagittarius A*. Pionowe są magnetyczne i relatywistyczne, poziome wypromieniowują ciepło. Włókna pionowe składają się z cząstek poruszających się niemal z prędkością światła, włókna poziome wydają się przyspieszać gorący materiał znajdujący się w chmurze molekularnej. Dotychczas zaobserwowano setki włókien każdego z rodzajów. Ponadto włókna pionowe mają długość do 150 lat świetlnych, a poziome 5–10 lś. Włókna pionowe znajdują się wszędzie wokół środka galaktyki, natomiast poziomie tylko z jednej strony. Odkrycie rodzi więcej pytań niż odpowiedzi. Yusef-Zadeh przypuszcza, że włókna poziome powstały podczas jakiegoś emisji z czarnej dziury, która miała miejsce przed milionami lat. Wydają się wynikiem interakcji materiału, który wypływał, z jakimś pobliskim obiektem. Nasza praca nigdy się nie kończy. Zawsze musimy prowadzić nowe badania i weryfikować naszą wiedzę oraz hipotezy, dodaje uczony. « powrót do artykułu

Dostarczanie wraz z dietą odpowiednich typów włókien jest konieczne, by mogły się rozwijać prozdrowotne bakterie mikrobiomu jelit, zauważyli naukowcy z Wydziału Medycyny Washington University. Badania prowadzono na myszach, których jelita skolonizowano ludzkim mikrobiomem. Użyto przy tym nowych technik badania całego procesu odżywiania się. Naukowcy odkryli, że istnieją włókna, które pomagają w rozwoju pożytecznych dla nas mikroorganizmów i sprawdzili, które składniki tych włókien mają tak korzystny wpływ. Opracowali również sztuczną molekułę, która działała jak czujnik pozwalający monitorować procesy zachodzące w jelitach. Jesteśmy świadkami rewolucji w naukach o żywieniu. Dysponujemy bowiem zaawansowanymi narzędziami analitycznymi, które pozwalają nam na zidentyfikowanie konkretnych molekuł wchodzących w skład pożywienia. W ten sposób tworzymy zbiory informacji na temat składników odżywczych, co daje nam możliwość zrozumienia, w jaki sposób mikroorganizmy wchodzące w skład mikrobiomu jelit wykrywają i przekształcają te składniki w potrzebne im i nam produkty. Zrozumienie, jakich składników poszukują korzystne dla naszego zdrowia bakterie jest kluczem do stworzenia pokarmów poprawiających zdrowie, mówi główny autor badań, profesor Jeffrey I. Gordon, dyrektor Edison Family Center for Genome Sciences & Systems Biology. Nie od dzisiaj wiemy, że włókna w diecie pomagają w utrzymaniu zdrowia. Jednak zachodnia dieta jest uboga w owoce, warzywa, nasiona strączkowe i pełna ziarno. Włókna zawierają olbrzymie bogactwo różnorodnych złożonych molekuł. Dotychczas jednak nie wiadomo, które ze składników włókien są wykorzystywane przez bakterie mikrobiomu i które są dla nas najbardziej korzystne. Jako, że w ludzkim genomie występuje niewiele genów związanych z rozkładaniem włókien, a z kolei bakterie mikrobiomu mają bogate zestawy takich genów, nasza zdolność do trawienia włókien jest uzależniona od bakterii. Na potrzeby najnowszych badań naukowcy przyjrzeli się 34 różnym typom włókien, które zostały im dostarczone przez koncern Mondelez International. W przeszłości koncern nosił nazwę Kraft Foods, a obecnie jest właścicielem takich marek jak Belvita, Oreo, LU, Milka, Cadbury, TUC, Toblerone czy Alpen Gold. Wśród dostarczonych włókien były i takie, które nie są wykorzystywane w produkcji żywności, jak np. skórki z warzyw i owoców czy łuski z nasion. Badania rozpoczęto od hodowli myszy w sterylnych warunkach, których jelita skolonizowano bakteriami pochodzącym z jelit zdrowego człowieka. Genom tych mikroorganizmów został zsekwencjonowany i zachowany w bazie danych. Myszy posiadające ten modelowy ludzki mikrobiom były początkowo żywione ludzką dietą zawierającą dużo tłuszczów nasyconych a mało włókien. Następnie na podstawie tej diety stworzono 144 diety zawierające różne ilości i rodzaje włókien. Naukowcy szczegółowo monitorowali wpływ tych dodanych włókien na liczbę i rodzaj bakterii w jelitach myszy oraz sprawdzali ekspresję białek kodowanych przez genomy tych bakterii. Mikroorganizmy są wspaniałymi nauczycielami. Ich geny, które reagują na różne włókna, dostarczyły nam ważnych informacji na temat rodzajów molekuł, jakie w konkretnych włóknach były wykorzystywane przez bakterie, mówi Gordon. Jeden z głównych autorów badań, doktor Michael L. Patnode, wyjaśnia: nasze analizy pozwoliły na zidentyfikowanie włókien, które w sposób selektywny wpływały na bakterie z rodzaju Bacterioides. W wyniku eksperymentów dowiedzieliśmy się, że w włóknie z groszku aktywnym składnikiem molekularnym jest pewien typ polisacharydu o nazwie arabinan, podczas gdy w pektynie pochodzącej ze skórki pomarańczy Bacterioides poszukują polisacharydu o nazwie homogalakturonan, który pomaga im w namnażaniu się. Tak szczegółowe rozróżnienie było możliwe dzięki stworzeniu sztucznych molekuł zawierających mikroskopijne szklane kule magnetyczne. Na powierzchni każdej z kul nałożono konkretny polisacharyd z włókna, który dodatkowo oznaczono fluorescencyjnym znacznikiem. Molekuły takie jednocześnie wprowadzono do jelit myszy żywionych różnymi dietami, u których występowały różnej wielkości kolonie Bacterioides. Molekuły, po przejściu przez przewód pokarmowy myszy, były zbierane i badano ilość polisacharydów, jaka pozostała na powierzchni kul. To działało jak czujnik biologiczny, który pozwalał nam sprawdzić, jak obecność różnych gatunków Bacterioides wpływa na zdolność populacji bakterii do przetwarzania różnych polisacharydów. Byliśmy też w stanie badać stopień rozkładu włókien, dodaje Patnode. Bacterioides to najliczniej występujący rodzaj bakterii w ludzkim przewodzie pokarmowym. Okazało się też, że różne rodzaje Bacterioides bezpośrednio konkurują ze sobą o dostęp do zasobów, podczas gdy inne ustępują przed sąsiadującymi koloniami. Zrozumienie tych interakcji jest bardzo ważne dla stworzenia żywności, która w optymalny sposób będzie działała na mikrobiom jelit. « powrót do artykułu

Fermentacja włókien z siemienia lnianego w jelicie zmienia mikrobiom, poprawiając metaboliczny stan zdrowia i chroniąc przed chorobami związanymi z otyłością wywołaną dietą. Siemię lniane zawiera dużo błonnika. Wcześniej wykazano, że poprawia poziom cholesterolu i zmniejsza stan zapalny w jelicie grubym. Niewiele badań poświęcono jednak fermentowaniu siemienia i temu, jak wchodzące w jego skład włókna oddziałują na mikroflorę. By uzupełnić tę lukę w wiedzy, naukowcy prowadzili 12-tygodniowy eksperyment na 4 grupach myszy. Jednej (grupie kontrolnej) podawano standardową karmę zawierającą 4,6% błonnika sojowego. Drugiej podawano paszę wysokotłuszczową bez włókien. W 3. karmę wysokotłuszczową uzupełniano 10% włókien celulozowych, które nie podlegały trawieniu. W 4. grupie do wysokotłuszczowej paszy dodawano 10% włókien z siemienia lnianego. Akademicy mierzyli ilość zużywanego przez zwierzęta tlenu, ilość wytwarzanego dwutlenku węgla, spożycie pokarmów i wody oraz wydatkowanie energii. Pod koniec testów określano też tolerancję glukozy. Oprócz tego po 12 tygodniach analizowano zawartość jelita ślepego. Okazało się, że w porównaniu do pozostałych grup, zwierzęta z 2. grupy miały mniej bakterii związanych z lepszym zdrowiem metabolicznym, niższy poziom korzystnych kwasów tłuszczowych oraz więcej bakterii związanych z otyłością. W porównaniu do grupy wysokotłuszczowej, poziomy bakterii w grupach celulozowej i siemieniowej wróciły do zdrowszych wartości. Suplementacja siemieniem sprzyjała namnażaniu rodzajów Bifidobacterium i Akkermansia. Grupa siemieniowa była bardziej aktywna fizycznie i mniej przytyła niż inne grupy wysokotłuszczowe. Poza tym myszy, które dostawały siemię, miały lepszą glikemię i poziom korzystnych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (maślanów) porównywalny do zdrowej grupy kontrolnej. Badając zawartość jelita ślepego, naukowcy stwierdzili, że znajdujące się tu bakterie rozkładają grubą skorupkę nasion. Nasze badania sugerują, że suplementacja włóknami siemienia lnianego wpływa na metabolizm gospodarza, zwiększając wydatkowanie energii i zmniejszając otyłość, a także poprawiając tolerancję glukozy. Przyszłe badania powinny być ukierunkowane na ustalenie relatywnego wkładu różnych mikroorganizmów i opisanie mechanizmów leżących u podłoża wpływu błonnika siemienia na metabolizm - podkreślają członkowie zespołu Fredrika Bäckheda z Uniwersytetu w Göteborgu. « powrót do artykułu

Zastosowanie obrazowania multispektralnego do materiałów z późnej starożytności - m.in. dziecięcych skarpetek znalezionych na wysypisku w mieście Antinoupolis - ujawniło, że w Egipcie w okresie rzymskim i później stosowano zaawansowane techniki farbowania i tkania. Naukowcy z Muzeum Brytyjskiego badali skarpetkę na lewą stopę, w której paluch oddzielono od pozostałych czterech palców. Okazało się, że zastosowano w niej 6-7 kolorów wełnianej przędzy. Datowanie radiowęglowe okazało, że element garderoby pochodzi z III-IV w. n.e. Specjaliści podkreślają, że generalnie wiele egipskich skarpet wyglądało podobnie (miały one dość jaskrawe barwy i przerwę między paluchem i palcami, tak by móc je nosić do sandałów). Analiza luminescencji poszczególnych barwników i cyfrowa mikroskopia, dzięki której można było zbadać włókna, pokazały, że by uzyskać 7 barw występujących w skarpetach, Egipcjanie mieszali 3 kolory barwników. Skarpetkę dziecięcą i dla dorosłego (na której nadal widać odcisk rzemyka sandałów) odkryto w Antinoupolis podczas wykopalisk prowadzonych w latach 1913-14 przez Johna de Moninsa Johnsona. W ramach studium, którego wyniki ukazały się w piśmie PLoS ONE, badano dziecięcą skarpetkę i 3 tkaniny meblowe z Wadi Sarga. « powrót do artykułu

Naukowcy ze szwajcarskiego laboratorium materiałoznawstwa Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) pracują nad tkaninami uwalniającymi leki, np. do leczenia ran. Inteligentne włókna mają same rozpoznawać, że zachodzi taka potrzeba i dozować substancje czynne z dużą precyzją i dokładnością. Włókna do projektu Self Care Materials są wytwarzane z biodegradowalnych polimerów. Zastosowanie włókien determinuje, jaki proces produkcyjny jest najlepszy - wyjaśnia René Rossi. Delikatne membrany z dużą powierzchnią powstają dzięki elektroprzędzeniu. Gdy zaś potrzebne są solidne, wytrzymałe włókna, np. na odzież ochronną, lepiej jest się uciec do rozciągania stopionych składników. W każdym przypadku powstają nowe włókna, które składają się z wielu warstw i komponentów. Właściwości tych nowych materiałów są teraz badane z zastosowaniem substancji testowych. W produkcie we włóknach integrowane są np. antybiotyki i środki przeciwbólowe. By upewnić się, że substancje czynne są uwalnianie w razie potrzeby i w precyzyjnych dawkach, Szwajcarzy zastosowali polimery ulegające degradacji tylko w pewnych warunkach. W reakcji na bodziec z organizmu włókna powinny uwolnić leki do środowiska w wyliczonym tempie rozkładu. Takim bodźcem może być zmienione pH rany, które wskazuje na wymagające leczenia uszkodzenie tkanki. Na tej zasadzie plastry czy ubrania wspierają diagnostykę i terapię różnych chorób. Naukowcy dodają, że bodźcem do uruchomienia pewnych procesów mogą być nie tylko chemiczne sygnały z ciała, ale i sygnały pochodzące z zewnątrz, np. ucisk czy światło. Wg Rossiego, znacznie ułatwiłoby to pracę lekarzom i pielęgniarkom, o komforcie życia pacjentów nie wspominając. Szwajcarzy wspominają też o zastosowaniu inteligentnych włókien w prewencji. Skoro mogą one uwalniać różne substancje, możliwa jest też penetracja w odwrotnym kierunku. Na tej zasadzie włókna byłyby czujnikami, które np. mierzą poziom cukru we krwi. « powrót do artykułu