Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Czarne grzyby dla astronautów?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Ryzyko zgonu na nowotwory spowodowane ekspozycją na niskie dawki promieniowania jonizującego jest znacznie wyższe, niż się obecnie przypuszcza, czytamy na łamach British Medical Journal. Ma to znaczenie zarówno dla osób wystawionych na promieniowanie jonizujące w pracy, jak i dla pacjentów poddawanych procedurom medycznym. Między rokiem 1985 a 2006 średnia dawka promieniowania jonizującego przyjęta przez mieszkańca USA zwiększyła się dwukrotnie, głównie za sprawą rozpowszechnienia takich technik medycznych jak tomografia komputerowa.
Obecnie głównym źródłem informacji o wpływie promieniowania jonizującego na ludzkie zdrowie są dane uzyskane o osób, które przeżyły ataki za pomocą broni atomowej. Jednak sposób ekspozycji i przyjęte przez nie dawki znacząco różnią się od tego, w jaki sposób promieniowanie przedostaje się do organizmów pracowników, pacjentów i każdego z nas. Dlatego międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzili m.in. specjaliści z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, brytyjskiej Agencji Ochrony Zdrowia, francuskiego Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire czy amerykańskiego Narodowego Instytutu Medycyny Pracy, przeprowadził analizy zdrowia osób, które w miejscu pracy mają styczność z promieniowaniem jonizującym.
Pod uwagę wzięto informacje z International Nuclear Workers Study, gdzie zgromadzone są dane 309 932 pracowników przemysłu atomowego. Znajdziemy tam informacje zarówno o osobach, które od początku pracowały przy Projekcie Manhattan, jak i pracownikach elektrowni atomowych i innych miejsc we Francji, Wielkiej Brytanii i USA. Osoby te nosiły przy sobie indywidualne monitory promieniowania, dzięki czemu wiemy, na jakie dawki były narażone. Naukowcy postanowili poszukać związku pomiędzy dawkami promieniowania o zgonami z powodu nowotworów.
Dotychczas zmarło 103 533 badanych, a nowotwory inne niż białaczka były przyczyną 28 089 zgonów. Z analiz wynika, że ryzyko zgonu na nowotwór rośnie o 52% wraz z każdym grejem (Gy) skumulowanej dawki przyjętego promieniowania. Grej to bardzo duża dawka. W obrazowaniu medycznym używa się miligrejów. Dawki liczone w grejach otrzymują pacjenci podczas radioterapii. Ponadto okazało się, że szczególnie niedoszacowywano dotychczas wpływu najniższych dawek. Tam, gdzie badani byli wystawieni na promieniowanie rzędu 0–100 mGy, ryzyko zgonu z powodu nowotworu rosło o 130% z każdym przyjętym grejem.
Wbrew trendowi redukcji lub eliminacji ekspozycji na znane kancirogeny, ekspozycja społeczeństwa na promieniowanie jonizujące zwiększyła się w ostatnich dekadach. Zrozumienie ryzykz związanego z niskimi dawkami tego promieniowania jest niezbędne do prowadzenia odpowiedniej polityki zdrowotnej, stwierdził główny autor badań, profesor David B. Richardson z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Co łączy uniwersyteckie laboratorium w Chicago, gdzie naukowcy schładzają atomy do temperatury bliskiej zeru absolutnemu, uzyskując egzotyczny stan materii, z widocznymi przez okna drzewami uzyskującymi energię z fotosyntezy? Pozornie nic, ale najnowsze badania prowadzone na University of Chicago sugerują, że to, co robią naukowcy i to, co robią drzewa, może być bardziej podobne, niż nam się wydaje. Uczeni poinformowali właśnie na łamach PRX Energy, że znaleźli podobieństwa na poziomie atomowym pomiędzy fotosyntezą a kondensatami ekscytonowymi, niezwykłym stanem materii, który pozwala na bezstratne przesyłanie energii przez materiał. Odkrycie to może prowadzić do znacznego udoskonalenia elektroniki.
O ile nam wiadomo, nikt wcześniej nie zauważył tych podobieństw, a to, co odkryliśmy jest niezwykle ekscytujące, mówi współautor badań, profesor David Mazziotti.
Laboratorium Mazziottiego specjalizuje się w modelowaniu niezwykle złożonych interakcji pomiędzy atomami i molekułami. Przed trzema laty wykazano tam na przykład, że możliwe jest istnienie podwójnego kondensatu fermionów i ekscytonów, a spostrzeżenie to może zrewolucjonizować obrazowanie medyczne.
W ostatnim czasie Mazziotti oraz Anna Schouten i LeeAnn Sager-Smith modelowali zjawisko fotosyntezy na poziomie molekularnym. Gdy foton ze Słońca uderza w liść, dochodzi do wyładowania w specjalnej molekule. Energia tego wyładowania uwalnia elektron. Następnie elektron ten, wraz z dziurą, w której był, wędrują przez liść, przenosząc energię do miejsca, w którym rozpoczyna ona reakcję chemiczną wytwarzającą cukry odżywiające roślinę. Ta wędrująca para elektron-dziura zwana jest ekscytonem. Gdy naukowcy stworzyli model przemieszczania się wielu takich ekscytonów, zauważyli znany sobie wzorzec. Okazało się, że ekscytony w liściu czasem zachowują się bardzo podobnie do kondensatu Bosego-Einsteina, zwanego czasem piątym stanem materii.
W kondensacie Bosego-Einsteina cząstki zachowują się jak jedna cząstka. Dzięki temu w materiale takim energia może być przemieszczana bez strat. Zaobserwowanie takiego stanu materii podczas fotosyntezy to olbrzymie zaskoczenie, gdyż dotychczas kondensat Bosego-Einsteina obserwowano w bardzo niskich temperaturach. Naukowcy mówią, że to tak, jakbyśmy obserwowali kostki lodu tworzące się w filiżance gorącej kawy. Fotosynteza zachodzi w systemach w temperaturze pokojowej. Co więcej, struktura takich systemów jest nieuporządkowana. To warunki całkowicie odmienne od dziewiczych krystalicznych materiałów i niskich temperatur, w jakich uzyskuje się kondensaty elektronowe, mówi Schouten.
Zaobserwowane zjawisko nie obejmuje całego systemu, w którym dochodzi do fotosyntezy. Bardziej przypomina pojawiające się „wyspy” kondensatu. To jednak wystarczy, by zwiększyć transfer energii w systemie, wyjaśnia Sager-Smith. Z modelu wynika, że te „wyspy” podwajają wydajność całego procesu.
Profesor Mazziotti jest zadowolony z odkrycia i mówi, że otwiera ono nowe możliwości w dziedzinie syntezy materiałów na potrzeby technologii przyszłości. Idealny kondensat ekscytonowy to stan bardzo wrażliwy i wiele warunków musi być spełnionych, by zaistniał. Ale jeśli myślimy o praktycznych zastosowaniach, to nie potrzebujemy ideału. To ekscytujące obserwować zjawisko, które zwiększa wydajność transferu energii, ale zachodzi w temperaturze pokojowej, cieszy się uczony.
Naukowiec zauważa jeszcze jedną ważną rzecz. Zachodzące w procesie fotosyntezy interakcje pomiędzy atomami a molekułami są tak złożone, że z ich symulowaniem nie radzą sobie nawet najpotężniejsze superkomputery. Dlatego też podczas badania tych zjawisk dokonuje się uproszczeń. Najnowsze odkrycie pokazuje, że niektórych elementów upraszczać nie należy. Sądzimy, że lokalne korelacje elektronów muszą pozostać, byśmy mogli badać, jak działa natura.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wkrótce wielu z nas wyruszy do lasów na grzyby, więc o grzyby postanowiliśmy spytać najbardziej odpowiednią osobę, profesor doktor habilitowaną Bożenę Muszyńską z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Profesor Muszyńska jest członkiem Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego i Polskiego Towarzystwa Mykologicznego. Od lat prowadzi badania nad terapeutycznymi i dietetycznymi wartościami grzybów jadalnych oraz wykorzystaniem grzybów i glonów jako źródła pozyskiwania składników bioaktywnych. Bada również wpływ obróbki owocników grzybów jadalnych na zawartość wybranych związków biologicznie czynnych oraz wykorzystanie substancji z grzybów w leczeniu i suplementacji diety. Profesor Muszyńska jest autorką 566 prac naukowych i ponad 20 prac popularnonaukowych, wygłosiła ponad 330 odczytów na konferencjach międzynarodowych i krajowych. Wypromowała też 7 prac doktorskich i 45 prac magisterskich z zakresu tematyki dotyczącej grzybów jadalnych oraz ich działania prozdrowotnego, leczniczego i kosmetologicznego.
Ile prawdy jest w tym, że grzyby są ciężkostrawne oraz że nie należy podawać ich dzieciom?
Pierwszym pokarmem dziecka jest mleko, najlepiej mamy, stopniowo z upływem miesięcy wraz z rozwojem jelit, których funkcje enzymatyczne związane z trawieniem nowych, niezbędnych składników dla rozwijającego się organizmu powstają, może zacząć jeść zupy, gotowane jarzyny i wreszcie coś surowego. To jest ten moment, kiedy należy podawać bardziej wartościowe niż warzywa grzyby, np. w formie miksowanych zup.
Ciężkostrawność grzybów jest mitem, ponieważ białko, które buduje owocniki, jest tak samo przyswajalne, jak białko kefiru, owocniki są doskonałym źródłem aminokwasów egzogennych (fenyloalaniny, tryptofanu czy tyrozyny), dzięki czemu mogą zastępować mięso zwierzęce. Stąd w tradycyjnej medycynie ludowej mówi się, że grzyby to „mięso lasów”, o czym doskonale wiedzą owady i ssaki roślinożerne, dla których w lesie owocniki grzybów to jedyne źródło pełnowartościowego białka.
Chityna budująca ściany strzępek grzybowych, której przypisuje się ciężkostrawność, jest zaliczana w skład błonnika pokarmowego, który stymuluje i poprawia pracę jelit, natomiast jako prebiotyk stanowi pożywienie dla mikroorganizmów jelitowych. Stymulując mikrobiotę jelitową, powoduje ona zwiększenie biodostępność substancji odżywczych i leczniczych. W ten sposób chityna i inne polisacharydy grzybowe zmniejszają też efekty upośledzonego wchłaniania i pracy mikrobioty jelitowej w trakcie radio- i chemioterapii, nie tylko w trakcie terapii onkologicznej, ale innych mono- i politerapii lekowych. Całkowita zawartość błonnika grzybowego waha się przeciętnie od 3 do 6 g na 100 g jadalnych części owocników (średnie dzienne zapotrzebowanie dla organizmu człowieka to 25 g).
Produkty powstające w wyniku rozkładu chityny przez bakterie mają działanie przeciwzapalne dla jelit. Związek ten w organizmie człowieka ma też zdolność do tworzenia soli, które wiążą toksyny, zły cholesterol, metale ciężkie, dzięki czemu odtruwają organizm człowieka. Ma ona też działanie odchudzające, podobnie jak pozostałe polisacharydy grzybowe, jako błonnik pokarmowy powoduje odczucie sytości.
Od lat słyszymy, że grzyby wchłaniają wiele zanieczyszczeń z otoczenia. Czy zwykły jadalny grzyb z przeciętnego lasu może nam zaszkodzić z tego powodu?
Mówimy o grzybach wytwarzających owocniki, czyli o około 10% gatunków z królestwa Grzyby, których grzybnia eksploruje glebę. To jest bardzo szeroki temat, ponieważ dzięki temu, że grzyby mikoryzowe odżywiają się w ten sposób, że oddają enzymy do środowiska i rozkładają materię organiczną, a następnie wchłaniają rozłożoną, rośliny pozostające z nimi w symbiozie mogą pobierać proste, rozpuszczalne w wodzie sole biopierwiastków. Dobrym przykładem i rekordzistką zajmowanej powierzchni przez organizm żywy jest opieńka oregońska (opieńka miodowa) zasiedlająca 886 hektarów. Tym przykładem można udowodnić olbrzymią zdolność grzybni do eksploracji gleby, a dzięki temu możliwość absorbcji z niej substancji prozdrowotnych i toksycznych. Jeśli to np. selen, którego w centralnej Europie mamy niedobór w glebie (tym samym w roślinach i mięśniach zwierząt roślinożernych, czyli i w organizmie człowieka, co predysponuje do rozwoju chorób nowotworowych), to bardzo dobrze, bo dzięki temu grzyby mogą suplementować w niego nasz organizm.
Jeśli problem dotyczy terenów zanieczyszczonych w pierwiastki toksyczne dla organizmu człowieka, to źle, bo grzyby będą je absorbować. Wykonaliśmy z naszym zespołem badania, w których do podłoża hodowlanego dodawaliśmy toksyczne ilości ołowiu i kadmu i na podstawie wyników oznaczeń wykazaliśmy, że owocniki je akumulowały, ale nie oddawały do soków trawiennych w modelu sztucznego przewodu pokarmowego (ale i tak proponuję zbierać grzyby z rejonów o niezanieczyszczonych glebach). Dzieje się tak, ponieważ grzyby wiążą toksyny w chitynie budującej ich strzępki, ratując tym ważne przepływowo tkanki. Tak samo dzieje się w organizmie człowieka, np. metale ciężkie są odkładane we włosach i kościach, aby chronić tkanki, przez które przepływa krew.
Gdyby nie zdolność do degradacji materii organicznej przez grzyby, które potrafią rozłożyć drewno, ropę naftową, leki, takie jak antybiotyki, sterydy, narkotyki, a nawet związki radioaktywne, śmieci już by nas dawno zasypały.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W piśmie Energy & Environmental Science ukazał się artykuł opisujący mikroprocesor zasilany procesem fotosyntezy. Twórcami niewielkiego systemu są naukowcy z University of Cambridge, a ich procesor pracuje bez przerwy od ponad roku. Ich badania dają nadzieję na stworzenie stabilnego, odnawialnego źródła zasilania dla niewielkich urządzeń.
Wielkość całego systemu jest porównywalna z rozmiarami baterii AA. W jego skład wchodzą glony z rodzaju Synechocystis, niewielka aluminiowa elektroda i mikroprocesor. Całość zbudowana jest z tanich, powszechnie dostępnych i w większości poddających się recyklingowi materiałów. Twórcy systemu mówią, że najbardziej się on przyda w miejscach, gdzie brak jest dostępu do sieci energetycznych, a potrzebne są niewielkie ilości energii np. do zasilania czujników.
Rozrastający się Internet of Things zwiększa zapotrzebowanie na energię elektryczną. Myślimy, że mamy tutaj rozwiązanie pozwalające na generowanie jej niewielkich ilości na bieżące potrzeby, mówi jeden z twórców systemu, profesor Christopher Howe. W naszym systemie nie występuje problem wyczerpania energii, gdyż do jej wytwarzania wykorzystywane jest światło słoneczne, dodaje.
Podczas prowadzonego właśnie eksperymentu glony wykorzystywane są do zasilania procesora Arm Cortex M0+, który powszechnie wykorzystywany jest w Internet of Things. Zasilany glonami procesor pracował zarówno w warunkach domowych jak i na zewnątrz. Był wystawiony na naturalne zmiany światła i temperatury. Byliśmy pod wrażeniem ciągłości jego pracy. Sądziliśmy, że całość może ulec awarii po kilku tygodniach, ale tak się nie stało, mówi doktor Paolo Bombelli z Wydziału Biochemii University of Cambridge.
Glony nie potrzebują specjalnego odżywiania, gdyż zapewniają sobie – i procesorowi – energię drogą fotosyntezy. I mimo tego, że do jej przeprowadzenia konieczne jest światło, procesor był zasilany nawet w okresach, gdy panowała ciemność. Glony wciąż prowadziły procesy metaboliczne.
Twórcy systemu zwracają uwagę, że zasilanie miliardów Internet of Things stosowanymi obecnie akumulatorami litowo-jonowymi byłoby niepraktyczne. Potrzebne do tego byłoby więcej litu, niż obecnie wytwarzamy. A tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne wytwarzane są z użyciem materiałów niebezpiecznych dla środowiska. Stąd potrzeba opracowania nowych, stabilnych i przyjaznych środowisku źródeł energii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nad nowymi, ekologicznymi sposobami ochrony roślin uprawnych pracują młodzi badacze z koła naukowego Bio-Top, działającego przy Wydziale Chemicznym PWr. Sprawdzają, jak w tej roli radzą sobie naturalni wrogowie szkodników, czyli grzyby owadobójcze.
Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopWydajna uprawa roślin to jedna z podstawowych potrzeb współczesnego świata. Rośliny są niezbędne nie tylko do wyżywienia ludzkości czy utrzymania zwierząt gospodarskich, ale to także źródło surowców wykorzystywanych na ubrania, do ogrzewania czy wytwarzania energii.
Naturalni i ekologiczni wrogowie
Z tych właśnie powodów niezbędne stało się szukanie sposobów zwiększenia wydajności upraw. Zaczęto więc dostosowywać je do warunków środowiskowych, zabezpieczać na różne sposoby przed chorobami, szkodnikami czy chwastami. W trosce o bezpieczne środowisko zaczęto także interesować się jak najszerszym wykorzystaniem naturalnie występujących możliwości, tak aby sięganie po środki chemiczne odbywało się tylko w razie konieczności i w jak najmniejszych dawkach.
W ten sposób powstała strategia zintegrowanego zwalczania szkodników, czyli IPM – ang. integrated pest management. Jednym z elementów tej strategii jest wykorzystanie naturalnych wrogów szkodników roślin, czyli np. niektórych nicieni, bakterii czy właśnie grzybów – wyjaśnia dr Beata Greb-Markiewicz z Katedry Biochemii, Biologii Molekularnej i Biotechnologii PWr, która nadzoruje badania prowadzone przez członków Koła Naukowego Studentów Biotechnologii Bio-Top. Ona też podsunęła młodym naukowcom tę tematykę.
Od pewnego czasu zainteresowanie grzybami owadobójczymi wzrosło. Podczas doktoratu zajmowałam się właśnie tym tematem. Uważam, że to ważny i bardzo przyszłościowy kierunek działań w stronę ekologicznego rolnictwa. Stosowanie żywych organizmów do zwalczania np. szkodliwych owadów ma tę zaletę, że obie strony ewoluują. Owady nie są w stanie tak łatwo i szybko wytworzyć oporności, jak to bywa w przypadku określonego środka chemicznego. Dodatkowo pasożyty są często bardziej wyspecjalizowane i atakują określone gatunki owadów – tłumaczy dr Greb-Markiewicz.
Dodaje, że grzyby mogą być wyspecjalizowanymi patogenami lub takimi, które atakują tylko osłabione osobniki. Obecnie dostępne na rynku środki zawierają jedynie kilka najlepiej scharakteryzowanych szczepów grzybów. Pozostałe nie zostały jeszcze przebadane pod tym kątem.
Alternatywa dla środków chemicznych
Młodzi naukowcy planują przeprowadzić badania związków wydzielanych przez grzyby, a także sprawdzić ich wpływ na owady oraz komórki ssacze i roślinne.
Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopZespół pracujący nad projektem składa się z 15 osób i podzielony jest na odpowiednie sekcje, które skupiają się na konkretnej tematyce. Dr Greb-Markiewicz nauczyła studentów, jak zajmować się grzybami, jak je przeszczepiać, a także, w jaki sposób pracować z owadzimi organizmami modelowymi – molem woskowym (Galleria mellonella) i wywilżną karłowatą potocznie zwaną muszką owocową (Drosophila melanogaster).
Do tej pory przeprowadziliśmy wstępny dobór warunków hodowli dla dwóch szczepów. Udało nam się także wyizolować i zidentyfikować opisany w literaturze związek o aktywności antybiotycznej oraz hamującej wzrost komórek nowotworowych – opowiada Dawid Kramski z Bio-Topu, który jest wiceprezesem koła i doktorantem na W3.
Uzyskaliśmy również ekstrakt działający silnie toksycznie na larwy Galleria mellonella, powodujący ich śmierć w ciągu 15 minut od momentu iniekcji – dodaje.
Studenci są przekonani, że ich badania w przyszłości znajdą zastosowanie w przemyśle rolniczym jako alternatywa dla chemicznych środków ochrony roślin oraz biostymulanty wzrostu.
Część otrzymanych wyników zaprezentowali już podczas sesji posterowej na Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Pierwotne i wtórne metabolity grzybów i roślin”, w lutym bieżącego roku. Niedawno projekt BioTop-u zakwalifikował się do finału konkursu 3Mind, organizowanego przez Naczelną Organizację Techniczną i firmę 3M. Koło stara się też o dofinansowanie badań w ramach ministerialnego konkursu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje”.
Z powodu pandemii niektóre prace nad projektem musiały być wstrzymane. W obecnej sytuacji nie zostało nam nic innego jak studia literaturowe, planowanie dalszych działań na papierze i spotkania w formie zdalnej – przyznaje doktorant. Podkreśla, że jest to bardzo ważna cześć projektu, bez której nie da się praktycznie wykonać eksperymentu.
Kilkoro studentów pojawia się jednak regularnie w laboratorium, żeby pilnować hodowli grzybów i owadów. Mamy oczywiście zgodę dziekana. Pracujemy na żywych organizmach i nie możemy ich zostawić bez opieki. Ktoś musi o nie dbać i je karmić – mówi Dawid Kramski.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.