Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Na Enceladusie odkryto nowy związek chemiczny, składnik aminokwasów

Recommended Posts

W materiale wyrzucanym przez gejzery Enceladusa odkryto nowy związek organiczny, który wchodzi w skład aminokwasów. Odkrycia dokonano dzięki szczegółowej analizie danych przekazanych przez sondę Cassini.

Na Enceladusie, księżycu Saturna, działają potężne gejzery. Wyrzucają one cząstki lodu z prędkością 400 m/s. Szacuje się, że w ciągu sekundy księżyc wyrzuca 250 kilogramów wody w postaci lodu i pary. Sonda Cassini przechwyciła ten materiał i poddała go analizie. Teraz wiemy, że w ziarnach lodu znajdują się związki organiczne zawierające azot i tlen. Na Ziemi podobne związki wchodzą w reakcje chemiczne tworzące aminokwasy, a cała reakcja napędzana jest energią z kominów hydrotermalnych. Naukowcy sądzą, że podobny proces ma miejsce na Enceladusie, gdzie gejzery zapewniają energię potrzebną do powstawania aminokwasów.

Jeśli panują tam odpowiednie warunki, to te molekuły pochodzące z głębi oceanicznych Enceladusa mogą podlegać takim samym reakcjom chemicznym, jakie mają miejsce na Ziemi. Nie wiemy jeszcze, czy aminokwasy są niezbędne, by powstało życie poza Ziemią, ale znalezienie molekuł tworzących aminokwasy to ważna część układanki, mówi Nozair Khawaja z Wolnego Uniwersytetu w Berlinie.

Misja sondy Cassini zakończyła się przed 2 laty, ale dostarczyła ona tyle danych, że naukowcy będą je analizowali przez wiele dekad. Zespół, na którego czele stoi Khawaja, wykorzystał dane z urządzenia Cosmic Dust Analyzer, które w pierścieniu E Saturna wykryło lód pochodzący z Enceladusa.

Odkryte związki najpierw rozpuściły się w oceanie Enceladusa, później zamarzły na jego powierzchni skąd zostały wyrzucone przez gejzery. Ich odnalezienie uzupełnia ubiegłoroczne odkrycie tego samego zespołu, który stwierdził, że na powierzchni oceanu Enceladusa pływają duże nierozpuszczalne molekuły organiczne. Teraz znaleźliśmy mniejsze rozpuszczalne molekuły, potencjalne prekursory aminokwasów i innych składników, niezbędnych do powstania życia na Ziemi, mówi współautor badań Jon Hillier.


« powrót do artykułu

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
      Amerykańscy naukowcy stworzyli pierwsze żywe maszyny. Zbudowali je z komórek żaby szponiastej (Xenopus laevis), bezogonowego płaza zamieszkującego Afrykę. Roboty poruszają się i można je dostosowywać do swoich potrzeb. Jednym z najbardziej udanych jest miniaturowa maszyna wyposażona w dwie nogi. Z kolei inny projekt zawiera wewnątrz otwór, w którym może transportować niewielkie ładunki.
      Jak zapewnia Michael Levin, dyrektor Allen Discovery Center na Tufts University, to całkowicie nowe formy życia. Nigdy wcześniej nie istniały one na Ziemi. To żywe, programowalne organizmy. Tego typu rozwiązanie ma olbrzymie zalety w porównaniu z tradycyjnymi robotami. Po pierwsze, żywe roboty potrafią samodzielnie się naprawić. Po drugie zaś, można je zaprogramować tak, by po wykonaniu zadania ginęły, ulegając naturalnemu rozkładowi, jak inne organizmy żywe.
      Ich twórcy uważają, że w przyszłości tego typu roboty mogą np. oczyszczać oceany z mikroplastiku, samodzielnie lokalizować i przetwarzać toksyczne substancje, dostarczać leki do wyznaczonego miejsca w organizmie czy w końcu oczyszczać ze złogów ściany naczyń krwionośnych.
      Projektowaniem robotów zajmuje się specjalny „algorytm ewolucyjny” działający na superkomputerze. Projektowanie zaczyna się od symulacji przypadkowego połączenia 500 do 1000 komórek skóry i serca. Następnie każdy z takich robotów jest wirtualnie testowany. Te projekty, które najlepiej odpowiadają oczekiwaniu naukowców, mają największą szansę wykonać założone zadania, są dalej rozwijane i na ich podstawie tworzy się nowe roboty.
      Urządzenia są napędzane przez komórki serca, które spontanicznie kurczą się i rozszerzają, działając jak niewielkie silniki. Robotów nie trzeba niczym zasilać. Komórki mają na tyle dużo energii, że żyją przez 7-10 dni.
      Grupa Levina poczekała na 100. generację robotów stworzonych przez algorytm i z niej wybrała niektóre projekty do zbudowania ich w laboratorium. Jako, że do stworzenia maszyn użyto komórek Xenopus, urządzenia zyskały miano „xenobotów”.
      Architektura xenobotów jest, jak zapewniają twórcy, skalowalna. Podczas eksperymentów z prawdziwymi robotami powstały takie, które poruszały się w wodzie po linii prostej, inne krążyły w kółko, jeszcze inne tworzyły grupy. Można je wyposażyć w naczynia krwionośne, układ nerwowy czy komórki odbierające np. bodźce świetlne i stworzyć w ten sposób proste oczy. Jeśli do zbudowania robotów użyjemy komórek ssaków, urządzenia będą mogły pracować na suchym lądzie.
      Głównym celem prac zespołu Levina jest zrozumienie życia i tego, jak ono powstaje i funkcjonuje. Oczywiście rodzi to wiele pytań etycznych, chociażby o status xenobotów. Czy należy uznawać je za roboty, czy za organizmy żywe. I do jakiego stopnia złożony powinien być ich układ nerwowy.
      Xenoboty zostały szczegółowo opisane na łamach PNAS, w artykule A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms.


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Aminokwas glutamina może pomóc otyłym ludziom w zmniejszeniu stanu zapalnego tkanki tłuszczowej i ograniczeniu masy tłuszczowej - ustalili naukowcy z Karolinska Institutet i Uniwersytetu w Oksfordzie.
      Autorzy artykułu z pisma Cell Metabolism zademonstrowali także, jak poziom glutaminy może zmienić ekspresję genów w różnych typach komórek.
      Szwedzko-brytyjski zespół zastrzega jednak, że dopiero dalsze badania pokażą, czy będzie można zalecać suplementację glutaminową jako terapię otyłości.
      W ramach najnowszego studium ekipa porównywała procesy metaboliczne w tkance tłuszczowej pobranej z brzucha 52 otyłych i 29 nieotyłych kobiet. Okazało się, że glutamina była aminokwasem, w przypadku którego stwierdzono największe różnice międzygrupowe.
      Osoby otyłe miały średnio niższy poziom glutaminy w tkance tłuszczowej niż osoby o prawidłowej wadze. Niższe poziomy glutaminy wiązały się zaś z większymi rozmiarami adipocytów, czyli komórek tłuszczowych, i większym procentowym udziałem tkanki tłuszczowej w całej masie ciała (niezależnie od wskaźnika masy ciała, BMI).
      Nasze wyniki sugerują, że leczenie glutaminą może się przydać w walce z otyłością oraz insulinoopornością. Wiemy też jednak, że glutamina jest ważna dla podziałów komórkowych i metabolizmu komórek nowotworowych, dlatego nim będzie polecana jako suplement diety do terapii otyłości i jej powikłań, konieczne są dalsze badania nad potencjalnymi długofalowymi skutkami ubocznymi - podkreśla prof. Mikael Ryden.
      Podczas badań zwierzęco-komórkowych naukowcy zademonstrowali, że poziom glutaminy wpływa na ekspresję różnych genów. Niski poziom aminokwasu zwiększa np. ekspresję genów prozapalnych w tkance tłuszczowej. Eksperymenty pokazały, że u otyłych myszy, którym przez 2 tygodnie podawano zastrzyki z glutaminy, stan zapalny tkanki tłuszczowej był mniejszy niż u gryzoni z grupy kontrolnej (tutaj iniekcje wykonywano z soli fizjologicznej). Masa tłuszczowa, objętość adipocytów i poziom cukru we krwi również były obniżone.
      Gdy badano hodowle ludzkich komórek tłuszczowych, inkubacja z coraz większymi ilościami glutaminy powodowała spadki ekspresji genów prozapalnych i zawartości lipidów.
      Na dalszym etapie badań akademicy sprawdzali, co się dzieje w komórkach tłuszczowych, gdy zmienia się poziom glutaminy. Okazało się, że aminokwas oddziałuje na proces zwany O-GlcNAcylacją (O-GlcNAcylacja kontroluje zaś zmiany epigenetyczne). Co istotne, stwierdzono, że u osób otyłych w tkance tłuszczowej poziom O-GlcNAcylacji jest większy. Mysie i ludzkie komórki "przeleczone" glutaminą miały natomiast niższy poziom O-GlcNAcylacji w jądrze komórkowym.
      Nasze badanie pokazuje, że glutamina wywiera przeciwzapalny wpływ na tkankę tłuszczową, zmieniając ekspresję genową w kilku typach komórek. To oznacza, że niedobór glutaminy, który może się rozwinąć w przebiegu otyłości, może prowadzić do zmian epigenetycznych napędzających stan zapalny w organizmie - podsumowuje Ryden.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym ze sposobów na pozyskiwanie odnawialnej energii jest wykorzystanie różnicy chemicznych pomiędzy słodką i słoną wodą. Jeśli naukowcom uda się opracować metodę skalowania stworzonej przez siebie technologii, będą mogli dostarczyć olbrzymią ilość energii milionom ludzi mieszkających w okolica ujścia rzek do mórz i oceanów.
      Każdego roku rzeki na całym świecie zrzucają do oceanów około 37 000 km3 wody. Teoretycznie można tutaj pozyskać 2,6 terawata, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi produkcja 2000 elektrowni atomowych.
      Istnieje kilka metod generowania energii z różnicy pomiędzy słodką a słoną wodą. Wszystkie one korzystają z faktu, że sole złożone są z jonów. W ciałach stałych ładunki dodatnie i ujemne przyciągają się i łączą. Na przykład sól stołowa złożona jest z dodatnio naładowanych jonów sodu połączonych z ujemnie naładowanymi jonami chloru. W wodzie jony takie mogą się od siebie odłączać i poruszać niezależnie.
      Jeśli po dwóch stronach półprzepuszczalnej membrany umieścimy wodę z dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami, elektrony będą przemieszczały się od części ujemnie naładowanej do części ze znakiem dodatnim. Uzyskamy w ten sposób prąd.
      W 2013 roku francuscy naukowcy wykorzystali ceramiczną błonę z azotku krzemu, w którym nawiercili otwór, a w jego wnętrzu umieścili nanorurkę borowo-azotkową (BNNT). Nanorurki te mają silny ujemny ładunek, dlatego też Francuzi sądzili, że ujemnie naładowane jony nie przenikną przez otwór. Mieli rację. Gdy po obu stronach błony umieszczono słoną i słodką wodę, przez otwór przemieszczały się niemal wyłącznie jony dodatnie.
      Nierównowaga ładunków po obu stronach membrany była tak duża, że naukowcy obliczyli, iż jeden metr kwadratowy membrany, zawierający miliony otworów na cm2 wygeneruje 30 MWh/rok. To wystarczy, by zasilić nawet 12 polskich gospodarstw domowych.
      Problem jednak w tym, że wówczas stworzenie nawet niewielkiej membrany tego typu było niemożliwe. Nikt bowiem nie wiedział, w jaki sposób ułożyć długie nanorurki borowo-azotkowe prostopadle do membrany.
      Przed kilkoma dniami, podczas spotkania Materials Research Society wystąpił Semih Cetindag, doktorant w laboratorium Jerry'ego Wei-Jena na Rutgers University i poinformował, że jego zespołowi udało się opracować odpowiednią technologię. Nanorurki można kupić na rynku. Następnie naukowcy dodają je do polimerowego prekursora, który jest nanoszony na membranę o grubości 6,5 mikrometrów. Naukowcy chcieli wykorzystać pole magnetyczne do odpowiedniego ustawienia nanorurek, jednak BNNT nie mają właściwości magnetycznych.
      Cetindag i jego zespół pokryli więc ujemnie naładowane nanorurki powłoką o ładunku dodatnim. Wykorzystane w tym celu molekuły są zbyt duże, by zmieścić się wewnątrz nanorurek, zatem BNNT pozostają otwarte. Następnie do całości dodano ujemnie naładowane cząstki tlenku żelaza, które przyczepiły się do pokrycia nanorurek. Gdy w obecności tak przygotowanych BNNT włączono pole magnetyczne, można było manewrować nanorurkami znajdującymi się w polimerowym prekursorze nałożonym na membranę.  Później za pomocą światła UV polimer został utwardzony. Na koniec za pomocą strumienia plazmy zdjęto z obu stron membrany cienką warstwę, by upewnić się, że nanorurki są z obu końców otwarte. W ten sposób uzyskano membranę z 10 milionami BNNT na każdy centymetr kwadratowy.
      Gdy taką membranę umieszczono następnie pomiędzy słoną a słodką wodą, uzyskano 8000 razy więcej mocy na daną powierzchnię niż podczas eksperymentów prowadzonych przez Francuzów. Shan mówi, że tak wielki przyrost mocy może wynikać z faktu, że jego zespół wykorzystał węższe nanorurki, zatem mogły one lepiej segregować ujemnie naładowane jony.
      Co więcej, uczeni sądzą, że membrana może działać jeszcze lepiej. Nie wykorzystaliśmy jej pełnego potencjału. W rzeczywistości tylko 2% BNNT jest otwartych z obu stron, mówi Cetindag. Naukowcy pracują teraz nad zwiększeniem odsetka nanorurek otwartych z obu stron membrany.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W meteorytach znajdowano już wiele molekuł będących składnikami życia, co wzmacnia teorie mówiące o jego pozaziemskim pochodzeniu. Teraz znaleziono kolejną z takich molekuł – cukier, będący ważnym składnikiem kodu genetycznego.
      Yoshihiro Furukawał i jego zespół z Uniwersytetu Tohoku odkryli w analizowanym meteorycie rybozę i inne ważne z biologicznego punktu widzenia cukry. Poinformowano o tym na łamach PNAS.
      Jeśli chcemy wiedzieć, jak powstało życie, musimy najpierw zrozumieć, jak tworzą się molekuły organiczne i jak wchodzą one w interakcje ze środowiskiem zanim jeszcze powstanie życie. Niestety większość śladów pochodzących z okresu przed pojawieniem się życia na Ziemi została zniszczona wskutek aktywności geologicznej naszej planety. Śladów takich należy więc szukać poza Ziemią, na przykład w meteorytach. Zawierają one bowiem zapis tego, jak wyglądał Układ Słoneczny w pierwszych okresach istnienia naszej planety. To zamrożone kapsuły czasu, stwierdza jeden z autorów najnowszych badań, astrobiolog Daniel Glavin z Goddard Space Fligh Center.
      Dotychczas w meteorytach znajdowano aminokwasy czy zasady azotowe nukleotydów. Jednak nigdy wcześniej nie znaleziono tam rybozy, która stanowi m.in. element strukturalny RNA.
      Samo znalezienie molekuł organicznych w meteorytach nie oznacza jeszcze, że to dzięki nim powstało życie na Ziemi. Pokazuje jednak, że istnieją naturalne procesy geologiczne, pozwalające na pojawienie się takich związków na ciałach pozbawionych życia, jak meteoryty czy planety. Zupełnie inną kwestią jest odkrycie w jaki sposób mogło dojść do połączenia takich molekuł i powstania życia. Jednak odnajdowanie kolejnych molekuł organicznych w przestrzeni kosmicznej oznacza, że życie mogło powstać również poza Ziemią.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Najbliższy z księżyców Neptuna, Najada, wykonuje niezwykły taniec, który pozwala mu uniknąć zderzenia z innym księżycem, Talassą. Najada ma bardziej nachyloną orbitę i wędruje w górę i w dół względem Talassy.
      Dzięki niezwykłej orbicie Najady, oba księżyce – pomimo blisko przebiegających orbit – ani na siebie nie wpadną, ani żaden z nich nie zostanie wyrzucony w przestrzeń kosmiczną.
      Taki układ, jak w przypadku obu księżyców, nazywa się rezonansem orbitalnym. Dwa ciała tak na siebie wpływają, że utrzymują swoje orbity. Znamy inne przykłady rezonansu orbitalnego. Istnieje on np. pomiędzy Neptunem a Plutonem. Pluton okrąża Słońce dwukrotnie w czasie, gdy Neptun okrąża je trzykrotnie. Rezonans ten zapewnia obu planetom stabilne orbity. Rezonans orbitalny może być jednak siłą niszczycielską. Na przykład w pasie asteroid znajdują się obiekty, których orbity zostały zaburzone w wyniku rezonansu ze strony Jowisza.
      Rezonans Najady i Talassy jest jednak wyjątkowy w skali Układu Słonecznego. To dwa niewielkie księżyce, o średnicy około 100 kilometrów każdy. Talassa okrąża Neptuna w ciągu 7,5 godziny, a Najadzie zajmuje to 7 godzin. Jednak orbita Najady jest nachylona pod kątem niema 5 stopni względem orbity Talassy i równika Neptuna. To powoduje, że Najada porusza się w górę i w dół względem orbity Talassy, a ruch ten utrzymuje oba księżyce w bezpiecznej odległości. Ich orbity są stabilne, mimo że znajdują się blisko siebie.
      Oba księżyce znajdują się wewnątrz granicy Roche'a, co oznacza, że grozi im rozerwanie przez siły pływowe Neptuna.


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...