Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcy natrafili na ślad białek, które zapobiegają zamarzaniu. Pokrywają one powierzchnię kryształów lodu i nie dopuszczają do ich powiększania się (tworzą na powierzchni coś w rodzaju imadła). Jednym ze związków o największym potencjale jest substancja uzyskiwana od będących szkodnikami jodeł motyli Choristoneura fumiferana. Badacze mają nadzieję, że bazując na ich najnowszym odkryciu, uda się m.in. opracować cząsteczki utrzymujące narządy do przeszczepów dłużej przy życiu.

Białka zapobiegające zamarzaniu nazywa się też białkami ISP (od ang. ice-structuring proteins). To one pomagają zwierzętom przeżyć w temperaturach, w których teoretycznie tkanki powinny obumrzeć, rozsadzone przez kryształy lodu. Już teraz producenci lodów dodają ISP do swoich niskotłuszczowych wyrobów, by poprawić ich strukturę. Rozkoszując się smakiem, nie natrafiamy dzięki temu na zgrzytające w zębach miniaturowe sople.

Aby sprawdzić, do których fragmentów kryształów lodu przylegają białka, zespół biofizyka Ido Braslavsky'ego z Ohio University połączył różne rodzaje ISP z proteinami jarzącymi się pod mikroskopem na zielono.

Badacze zanurzali niewielkie kryształy lodu w roztworze białek uzyskanych z Choristoneura fumiferana. W miarę obniżania temperatury do pewnego momentu rozmiary kryształów pokrytych ISP nie zmieniały się. Potem nagle zaczynały one rosnąć, kiedy było zbyt zimno, aby białka mogły to wytrzymać.

Kryształy lodu gromadzą się razem i tworzą struktury przypominające plastry miodu. Naukowcy zauważyli, że słabiej działające białka ISP, które uzyskiwano z ryb, nie dopuszczały do bocznego powiększania się plastrów. Ponieważ nowe cząsteczki lodu mogły się przyczepiać tylko do górnych lub dolnych krawędzi, zmieniły swój kształt (z dysków czy kropli przemieniły się w sześciościenne diamenty). Białka ISP z motyli gromadzą się na wszystkich krawędziach i ścianach kryształów, blokując oba kierunki rozrastania się płacht lodu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwykle w zamarzającej wodzie pojawiają się kryształy lodu, które rozrastają się, zamieniając płyn w ciało stałe. Zwykle, bo nie zawsze. Okazuje się, że kropla po opadnięciu na zimną powierzchnię zamarza w inny sposób.
      Naukowcy z Uniwersytetu Twente i Centrum Dynamiki Płynów im. Maxa Plancka zauważyli, że gdy kropla spadnie na zimną powierzchnię, w jej centrum pojawia się rodzaj zimnych frontów rozszerzających się ku krawędziom. Wciąż rozprzestrzeniająca się kropla zaczyna zamarzać, w miarę, jak przesuwają się przez nią kolejne fronty. To wyjaśnia, dlaczego gdy na bardzo zimą drogę spada deszcz, błyskawicznie robi się ona niezwykle śliska.
      Naukowcy badali sposób zamarzania opadających kropli filmując od dołu krople heksadekanu. Używali przy tym lasera, którego światło odbijało się od płynu oraz super szybkiej kamery. Temperatura topnienia heksadekanu wynosi 18 stopni Celsjusza. Uczeni zaobserwowali, że wspomniane zimne fronty pojawiały się, gdy kropla tego związku spadała na powierzchnię, której temperatura była o 11 stopni Celsjusza niższa od temperatury topnienia.
      Wykazali przy tym, że kropla jest najzimniejsza w punkcie, w którym uderzyła w powierzchnię, czyli na środku. Formują się tam kryształy, ale jednocześnie ruch płynu wypycha je ku krawędziom. Proces ten powtarza się do czasu, aż kropla zamarza. Okazało się też, że temperatura powierzchni zmienia siłę przywierania doń zamarzniętej kropli.
      Badania takie nie tylko pozwalają odkryć mechanizmy zamarzania, ale umożliwią też opracowanie np. powłok zapobiegających pokrywaniu się lodem skrzydeł samolotów. Mogą również przyczynić się do udoskonalenia technik druku 3D, w których wykorzystywany jest płynny wosk. W końcu przyczynią się do udoskonalenia procesu produkcji procesorów za pomocą technologii litografii w ekstremalnie dalekim ultrafiolecie (EUV).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pracownicy Centrum Edukacji Przyrodniczej UJ (dawniej Muzeum Zoologicznego Instytutu Zoologii UJ) od wielu lat badają i systematyzują wiedzę o światowej faunie motyli, współpracując na tym polu z najbardziej liczącymi się placówkami naukowymi i entomologami europejskimi oraz amerykańskimi.
      Efektem ich badań jest kilkaset publikacji naukowych oraz odkrycie i opisanie niemal 300 nowych gatunków motyli, pochodzących z obszarów tropikalnych Afryki i Ameryki Południowej. Aby dać wyobrażenie o skali wykonanej pracy, należy podkreślić, iż cała fauna dziennych motyli polskich liczy mniej niż 150 gatunków. Naukowa kolekcja motyli zdeponowana w CEP UJ jest jednym z najbardziej liczących się zbiorów na świecie.
      Owocem badań terenowych przeprowadzonych w czerwcu 2019 r. na wysokogórskich terenach Peru u podnóża Kordyliery Huayhuash było odkrycie na wysokości 4000 m n.p.m. wyjątkowego okazu motyla - drugiego na świecie gatunku owada, którego skrzydła od strony grzbietowej mają całkowicie jaskrawosrebrne ubarwienie. Pierwszym gatunkiem jest należący do tego samego rodzaju, choć niezbyt blisko spokrewniony, Argryrophorus argenteus. Gatunek, uważany za narodowy gatunek motyla Chile, został opisany niemal 170 lat temu.
      Nowo odkryty gatunek został nazwany Argyrophorus idealis, czyli doskonały. Źródłem srebrnej barwy skrzydeł u obu gatunków nie jest pigment. Powstaje ona dzięki właściwościom łusek, poprzez załamywanie i odbijanie poszczególnych kolorów widma światła w procesie refrakcji i interferencji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wiele z informacji dotyczących spadku populacji owadów pochodzi z europejskich programów monitoringu. Niedawno zresztą pisaliśmy o alarmujących danych z Niemiec.
      Tyson Wepprich i jego koledzy z Oregon State University postanowili sprawdzić, czy podobne wzorce zanikania owadów występują też w USA. Aby się o tym przekonać zwrócono się do organizacji Ohio Lepidopterists, której członkowie od ponad 20 lat co tydzień odnotowują informacje o zauważonych przez siebie motylach.
      Przeanalizowaliśmy te dane i oceniliśmy trendy dla 81 gatunków motyli. Odkryliśmy, że populacja większości z nich zanika. Ogólna liczba motyli spadła w tym czasie o 33%, mówi Wepprich.
      Naukowcy zauważyli, że wraz ze wzrostem temperatury gatunki z południa przenoszą się bardziej na północ, a ich populacje rosną. Z kolei liczebność gatunków północnych spada. Owady są bardzo wrażliwe na temperaturę, a obserwowane zmiany wskazują, że jest do odpowiedź na zmiany klimatyczne, mówi Wepprich. Uczeni zaobserwowali, że spada liczebność nie tylko najrzadszych i najbardziej wrażliwych gatunków. Zdziwiło mnie, gdy zauważyłem, że zmniejsza się też liczebność popularnych gatunków dobrze dostosowanych do życia w środowisku zdominowanym przez ludzi, zarówno w obszarach rolniczych jak i miejskich, stwierdza uczony.
      Naukowcy uważają, że, oprócz zmian klimatycznych, do spadku liczebności motyli przyczynia się coraz większa fragmentacja ich habitatów oraz działalność rolnicza. Zauważyli też, że niektóre gatunki przystosowały się do zmian. W Ohio gatunek Erynnis baptisae zaczął korzystać z cieciorki pstrej. To roślina, która tutaj naturalnie nie występuje, ale jest powszechnie siana na poboczach dróg w celu ochrony ich przed erozją. Dzięki temu populacja Erynnis baptisae zwiększyła się trzykrotnie w ciągu ostatnich 20 lat.
      Ohio Lepidopterists prowadzą jeden z najszerzej zakrojonych w USA programów monitoringu motyli. Zgromadzone przez tych amatorów dane okazują się więc równie cenne, co informacje zebrane przez amatorów z Krefeld.
      Naukowcy zauważają, że dzięki takim grupom amatorów dysponujemy istotnymi danymi, dzięki którym możemy obecnie obserwować trendy niewidoczne w krótkim terminie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po co komu wiedzieć, jak wygląda rozkład włosów w kucyku? Czy chodzi o coś więcej niż estetyka? Okazuje się, że tak i naukowcy z Uniwersytetów w Cambridge i Warwick, którym ostatnio udało się wytłumaczyć kształt kitki, podkreślają, że wyniki znajdą zastosowanie w przemyśle tekstylnym, animacji komputerowej czy kosmetykach do włosów.
      W artykule opublikowanym na łamach Physical Review Letters Brytyjczycy przedstawili równanie kształtu kucyka (Ponytail Shape Equation). Uwzględnili w nim różne zmienne, w tym sztywność włosów, wpływ grawitacji oraz obecności losowych skrętów i fal. Razem z zaprezentowaną przez zespół liczbą Roszpunki pozwalają one przewidzieć kształt dowolnego kucyka (Roszpunka, niem. Rapunzel, to bohaterka baśni braci Grimm, która w wieku 12 lat została zamknięta w wieży; by spotkać się z odwiedzającym ją co wieczór księciem, spuszczała z okna warkocz).
      Naukowcy wyjaśnili, w jaki sposób pod wpływem zewnętrznego ciśnienia, które stanowi wynik zderzania między poszczególnymi włosami, kitka zwiększa swoją objętość. To niesamowicie proste równanie. [...] Nasze odkrycia można wykorzystać do rozwiązania problemów frapujących naukowców i artystów od czasów Leonarda da Vinci, który przed 500 laty zauważył przypominającą ciecze "opływowość" włosów - podkreśla prof. Raymond Goldstein z Cambridge.
      Liczba Roszpunki to stosunek potrzebny do wyliczenia wpływu grawitacji na włosy w zależności od ich długości. Określa, czy kucyk wygląda jak wachlarz, czy raczej wygina się w łuk i na dole jest prawie pionowy. Meandrowanie jest skutkiem zarówno oddziaływań między włosami, jak i pofalowania powstającego podczas wzrostu (różnego u przedstawicieli różnych grup etnicznych). Ulega ono zmianie pod wpływem sił mechanicznych, termicznych i chemicznych.Na potrzeby wyliczeń Brytyjczycy przyjęli, że typowy ludzki włos ma eliptyczny przekrój, a przeciętna gęstość włosów to ok. 1,3 g/cm3. Chociaż ich wewnętrzna mikrostruktura jest złożona, moduły wygięcia i skrętu są podobne jak w nieściśliwym homogenicznym materiale przypominającym nylon. Podczas eksperymentów kształt poszczególnych włosów określano za pomocą obrazowania stereoskopowego o wysokiej rozdzielczości.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Siarkowodór, który kojarzy się raczej ze smrodem zgniłych jaj, może zostać agentem do zadań specjalnych w nerkach osób chorych na cukrzycę. Okazuje się bowiem, że w warunkach wysokiego poziomu cukru ogranicza w komórkach nerek produkcję białek związanych z bliznowaceniem (Journal of Biological Chemistry).
      Zauważyliśmy, że gdy dodaliśmy wodorosiarczek sodu, substancję, z której wydziela się siarkowodór, w komórkach nerek wystawionych na oddziaływanie wysokich stężeń glukozy zmniejszała się produkcja odpowiadających za powstawanie blizn białek macierzy [pozakomórkowej] - opowiada dr B.S. Kasinath z University of Texas Health Science Center. Zgadzałoby się to z wcześniejszymi ustaleniami, że u myszy z cukrzycą typu 1. i 2. występuje mniej enzymów ułatwiających produkcję siarkowodoru.
      By określić, jak skuteczny i na ile bezpieczny jest H2S w zapobieganiu zwłóknieniu i zeszkliwieniu kłębuszków nerkowych w przebiegu cukrzycy, trzeba przejść od badań na hodowlach komórkowych do modelu zwierzęcego.
×
×
  • Create New...