Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Przestraszone, wieloszczety Chaetopterus wytwarzają lepki śluz, który emituje długo utrzymujące się niebieskie światło. Najnowsze badania pokazały, jak wieloszczet uzyskuje i podtrzymuje świecenie. Wiele wskazuje na to, że to samozasilający się proces.

[...] Świecenie tego zwierzęcia nie występuje jak u większości bioluminescencyjnych organizmów w postaci błysków, ale utrzymującego się przez długi czas blasku - wyjaśnia dr Evelien De Meulenaere z Instytutu Oceanografii Scrippsów.

Zrozumienie mechanizmów tego luminescencyjnego procesu może pozwolić na zaprojektowanie świetlików [light sticks], które będą działać nawet kilka dni lub, po optymalizacji, przyjaznego dla środowiska oświetlenia ogrodowego czy ulicznego.

Dr De Meulenaere miała zaprezentować ustalenia swojego zespołu na dorocznej konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Biochemii i Biologii Molekularnej w San Diego. Wydarzenie odwołano z powodu pandemii, ale w kwietniowym wydaniu The FASEB Journal ukazał się abstrakt jej wystąpienia.

Gdy stwierdzono, że produkcja światła nie ma związku ze szlakami metabolicznymi wieloszczeta, naukowcy zdali sobie sprawę, że śluz musi zawierać własne źródło energii. Dalsze prace pokazały, że wydzielina zawiera kompleksującą jony żelaza ferrytynę. Podczas eksperymentów sztuczny dodatek żelaza nasilał zaś produkcję światła.

Ostatnio zespół zauważył, że wystawienie ferrytyny na oddziaływanie niebieskiego światła zwiększa dostępność żelaza (następuje uwalnianie Fe2+ z białka, a Fe2+ aktywują produkcję światła) i że ekspozycja śluzu na niebieskie światło wywołuje wzmożone świecenie utrzymujące się parę minut.

Rozwiązania bazujące na tym mechanizmie można by aktywować zdalnie za pomocą zapoczątkowującego i podtrzymującego proces niebieskiego światła. Gdy zrozumiemy, jak działa naturalny system, będziemy mogli wykorzystać te informacje do opracowania źródła światła, które podziała długo, a jednocześnie będzie biodegradowalne i ładowalne.

De Meulenaere wspomina także, że warto wykorzystać bioluminescencję wieloszczeta do stworzenia biomedycznych systemów reporterowych. Ze względu na wrażliwość na żelazo, taki system można by np. zastosować do testowania niedoborów tego pierwiastka lub toksyczności.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Wiele wskazuje na to, że to samozasilający się proces

Troszkę brzmi jak perpetum mobile :P Choć nie brzmi to tak efektownie - jest to po prostu proces z dodatnim sprzężeniem zwrotnym - coś jak kapitalizm ;P

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda zmodyfikowali genetycznie szczep E. coli Nissle 1917. Dzięki temu produkuje on sieć nanowłókien, które wiążą się ze śluzem z jelita. W ten sposób powstaje samoodnawiający się opatrunek (łatka), który chroni obszary objęte stanem zapalnym. Amerykanie chcą wykorzystać tę metodę u osób z nieswoistymi zapaleniami jelit (IBD), np. chorobą Leśniowskiego-Crohna.
      W rzutach choroby Leśniowskiego-Crohna stosuje się leki przeciwzapalne i antybiotyki. Mają one jednak skutki uboczne i zaburzają mikrobiom. Dotąd nie było terapii, za pomocą których można by opatrzyć zmienione zapalnie miejsca od strony światła jelita, przyspieszając w ten sposób gojenie.
      Zmodyfikowany genetycznie szczep E. coli Nissle 1917 wytwarza opatrunek, który osłania wrażliwe miejsca, chroniąc je przed bakteriami i czynnikami środowiskowymi. Rozwiązanie przetestowano na myszach. Wyniki badania ukazały się w piśmie Nature Communications.
      [...] Uzyskaliśmy biomateriały, które są wydzielane na miejscu przez rezydentne zmodyfikowane bakterie. Wiążą się one z białkami śluzu - silnie przywierając do lepkiej i ruchomej warstwy śluzu - opowiada Neel Joshi. Metoda PATCH (od Probiotic Associated Therapeutic Curli Hybrids) zapewnia biokompatybilną, mukoadhezyjną powłokę, która działa jak stabilny, samoregenerujący się opatrunek i zapewnia biologiczne wskazówki do gojenia.
      W ramach wcześniejszych badań zespół Joshiego zademonstrował, że samoregenerujące się bakteryjne hydrożele silnie wiążą się z powierzchniami śluzowymi w warunkach ex vivo. Co istotne, wytrzymują trudne warunki panujące w mysim żołądku i jelicie cienkim (pH itp.). Nie szkodzą przy tym zwierzętom.
      By je uzyskać, Amerykanie "zaprogramowali" laboratoryjny szczep E. coli, tak by wytwarzał zmodyfikowane białko CsgA fimbrii spiralnych. Uwalniane białka fuzyjne [które stanowią połączenie CsgA i ludzkich peptydów TFF, ang. trefoil factors] tworzą magazynującą wodę siatkę; właściwości hydrożelu można zaś modyfikować - tłumaczy dr Anna Duraj-Thatte. Co istotne, TFF naturalnie występują w błonie śluzowej jelit i wiążą się z mucynami. Są cząstkami odgrywającymi ważną rolę w ochronie i naprawie śluzówki jelitowej.
      W kolejnych badaniach stwierdzono, że po podaniu doustnym zmodyfikowany szczep E. coli Nissle pozostaje i namnaża się w jelicie, a jego fimbrie spiralne integrują się z warstwą śluzu.
      Podczas eksperymentów naukowcy indukowali zapalenie jelita siarczanem dekstranu sodu (DSS). U myszy, którym na trzy dni przed tym zabiegiem zaczęto doodbytniczo podawać E. coli Nissle generujące PATCH, gojenie zachodziło szybciej, a reakcje zapalne były słabsze, co przekładało się m.in. na mniejszą utratę wagi. W porównaniu do grupy kontrolnej, morfologia błony śluzowej w jelicie grubym była bardziej prawidłowa, obserwowano też mniejszą liczbę infiltrujących komórek odpornościowych - wyjaśnia Pichet Praveschotinunt.
      Jak dodają autorzy raportu, zmiany zapalne w przebiegu IBD skutkują zanikiem krypt jelita grubego, uszkodzeniem tkanki nabłonkowej i upośledzeniem integralności bariery jelitowej. Rekrutacja komórek odpornościowych i oddziaływania treści pokarmowej nasilają, niestety, stan zapalny. Na szczęście posłużenie się PATCH wzmacnia funkcję barierową, sprzyja odtworzeniu nabłonka i hamuje sygnalizację zapalną.
      Ekipa Joshiego ma nadzieję, że PATCH może stać się terapią wspomagającą, stosowaną równolegle do istniejących terapii przeciwzapalnych, immunosupersyjnych i antybiotykowych. W ten sposób dałoby się zmniejszać ekspozycję pacjenta na leki i zapobiegać nawrotom IBD.
      E. coli Nissle 1917 (EcN) to szczep niepatogenny. Niemiecki badacz Alfred Nissle stwierdził, że bakterie te nie są chorobotwórcze dla ludzi, a wręcz przeciwnie, mogą stanowić skuteczną ochronę przed dolegliwościami dotyczącymi układu pokarmowego. EcN hamuje rozwój patogennej/chorobotwórczej mikroflory; dzieje się tak najpewniej wskutek konkurencji o miejsce przywierania (adhezji) do nabłonka, a także na drodze wytwarzania bakteriostatycznych i bakteriobójczych peptydów. EcN jest wykorzystywany w leczeniu schorzeń przewodu pokarmowego, szczególnie wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Istnieją suplementy zawierające bakterie EcN.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wysokotłuszczowa i niskowęglowodanowa dieta ketogeniczna nie służy wirusowi grypy - donoszą specjaliści z Uniwersytetu Yale. Podczas testów Amerykanie wykazali, że myszy karmione taką paszą lepiej radzą sobie ze zwalczaniem wirusa grypy niż myszy z grupy wysokowęglowodanowej.
      Autorzy publikacji Science Immunology stwierdzili, że dieta ketogenna aktywuje w płucach populację limfocytów Tγδ, której wcześniej nie łączono z odpowiedzią układu odpornościowego na grypę. Skutkiem tego jest nasilenie produkcji śluzu, w pułapkę którego wpadają wirusy.
      Wygląda więc na to, że dieta ketogeniczna sprzyja ekspansji limfocytów Tγδ w płucach. Komórki te poprawiają funkcję barierową płuc, modyfikując różnicowanie i działanie komórek nabłonkowych.
      To kompletnie nieoczekiwane odkrycie - podkreśla prof. Akiko Iwasaki.
      Wszystko zaczęło się od tego, że Ryan Molony, który pracuje w laboratorium Iwasakiego, odkrył, że inflamasomy mogą wywoływać reakcje immunologiczne szkodliwe dla gospodarza, zaś Emily Goldberg z laboratorium Vishy Deepa Dixita zauważyła, że dieta ketogeniczna może blokować powstawanie inflamasomów. Molony i Goldberg zaczęli się więc zastanawiać, czy dieta może wpłynąć na odpowiedź układu odpornościowego na patogeny takie jak wirusy grypy.
      Amerykanie wykazali, że myszy na diecie ketogenicznej, które zakażono wirusem grypy typu A, cechował większy wskaźnik przeżycia niż gryzonie na zwykłej diecie wysokowęglowodanowej. Dieta ketogeniczna uruchamiała uwalnianie limfocytów Tγδ.
      Kiedy wyhodowano myszy pozbawione genu kodującego limfocyty Tγδ, dieta ketogeniczna nie zapewniała ochrony przed wirusem grypy.
      Nasze badania pokazują, że sposób, w jaki organizm spala tłuszcze, by uzyskać ciała ketonowe [...], może napędzać układ odpornościowy, by zwalczał infekcję grypową - podsumowuje Dixit.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obrazujący cewnik o średnicy ok. 2 mm przeprowadza optyczną tomografię koherencyjną (ang. optical coherence tomography, OCT), by z rozdzielczością do ok. 1 mikrometra przeskanować przewody nosowe pacjentów z mukowiscydozą. Dzięki temu, nie znieczulając pacjenta, można przeanalizować funkcjonowanie rzęsek układu oddechowego oraz proces usuwania śluzu.
      Przeprowadziliśmy liczne testy μOCT w laboratorium, to jednak pierwsze badania na ludziach - podkreśla dr Guillermo Tearney z Massachusetts General Hospital. Dotąd nikt nie oglądał tej patofizjologii dynamicznie u żywych pacjentów. Teraz możemy zacząć pojmować rzeczy, o których istnieniu nie mieliśmy nawet pojęcia.
      Podczas przełomowych badań specjaliści odkryli, że u pacjentów z mukowiscydozą śluz zawiera więcej komórek zapalnych niż w zdrowej grupie kontrolnej i jest bardziej odwodniony, przez co przesuwa się wolniej i tworzy grubszą warstwę.
      Okazało się także, że u pacjentów z mukowiscydozą występują obszary pozbawione rzęsek i nabłonka. Sądziliśmy, że rzęski znajdują się tam, gdzie powinny, ale źle działają, tymczasem istniały miejsca całkowicie ich pozbawione - opowiada Tearney.
      Wg naukowców, niebagatelne znaczenie ma podwyższona intensywność odbicia śluzu, która stanowi przybliżenie jego lepkości. Łącznie uwidocznione przez μOCT unikatowe morfologiczne różnice w zakresie śluzu, cieńsza warstwa płynu okołorzęskowego, a także uszkodzenia/ubytki silnie zaburzają transport śluzowo-rzęskowy.
      Obrazowanie nieprawidłowego śluzu daje wielkie możliwości. Teraz będziemy mogli zobaczyć, jak różne rodzaje terapii wpływają na drogi oddechowe chorych [...] - podsumowuje prof. Steven M. Rowe z Uniwersytetu Alabamy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Odkrycie nowego typu komórek może całkowicie zmienić sposób poszukiwania leków na mukowiscydozę. Na łamach Nature poinformowano o zidentyfikowaniu komórek, które prawdopodobnie odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu odpowiedniego nawodnienia i równowagi pH w płucach.
      Od dawna wiadomo, że u osób cierpiących na tę śmiertelną chorobę dochodzi do nieprawidłowego formowania się protein tworzących śluz, a to zaś powoduje nierównowagę pomiędzy solą i wodą oraz odwodnienie płuc. W efekcie w płucach gromadzi się gruba warstwa gęstego śluzu utrudniająca oddychanie i prowadząca do zagrażających życiu infekcji. Dotychczas naukowcy uważali, że w powstawanie choroby zaangażowane są różne rodzaje komórek i nie mieli możliwości technicznych, by stwierdzić, w których komórkach występują nieprawidłowe białka.
      Nowe komórki nazwano roboczo „jonocytami płucnymi”, gdyż wydaje się, że są zaangażowane w transport jonów przez tkankę płucną. Wydaje się również, że u pacjentów z mukowiscydozą to właśnie w nich powstaje duża ilość protein śluzu zwanych błonowymi regulatorami przewodnictwa (CFTR), których zmutowana forma wywołuje mukowiscydozę. Fakt, że umykało to nauce tak długo, świadczy o stopniu skomplikowania tej choroby oraz o tym, że dobrze nie rozumiemy komórkowej budowy i funkcjonowania płuc, mówi pulmonolog Jayaraj Rajagopal z Massachusetts General Hospital, jeden z autorów artykułu opublikowanego w Nature.
      Obecnie na całym świecie żyje około 70 000 osób cierpiących na mukowiscydozę. Często dochodzi u nich do infekcji płuc, czasami cierpią tez na niedożywienie, gdyż gęsty śluz może blokować absorpcję składników odżywczych w trzustce. Osoby takie zwykle młodo umierają. Najnowsze leki przedłużają ich życie, jednak obecnie mediana życia dla chorego na mukowiscydozę wynosi około 40 lat. Choroba pozostaje nieuleczalna.
      Nie należy się jednak spodziewać, że odkrycie nowych komórek doprowadzi do szybkiej zmiany sytuacji. Już teraz dostępne leki poprawiają funkcjonowanie genu związanego z nieprawidłowym CFTR, dzięki czemu śluz jest cieńszy i mniej lepki. Jednak Rajagopal wierzy, że odkrycie doprowadzi do zmiany sposobu poszukiwania terapii, dzięki czemu z czasem może powstać lek na mukowiscydozę. To całkowita zmiana spojrzenia, która pozwala na zaatakowanie choroby w inny sposób, mówi uczony. Celem badań, które prowadził z zespołem, nie była zmiana zrozumienia mukowiscydozy. Naukowcy chcieli jedynie przeanalizować komórki wyściółki tchawicy. Gdy jednak już je posegregowali, zauważyli, że mają siedem rodzajów komórek. Dotychczas znano sześć rodzajów. Okazało się też, że ten siódmy rodzaj masowo wytwarza CFTR.
      Naukowcy z Mass General i Broad Institute badali początkowo myszy ze zdrowym i zmutowanym CFTR. Potwierdzili też, że jonocyty płucne są obecne w zdrowych ludzkich płucach. O podobnych wynikach poinformował inny zespół, z firmy Novartis i Harvard Medical School.
      Broad Institute prowadzi badania w ramach Human Cell Atlas, międzynarodowego projektu, którego celem jest stworzenie mapy każdej komórki w ciele człowieka. Profesor Aviv Regev i jego zespół z MIT, którzy biorą udział w badaniach, zsekwencjonowali geny pojedynczych komórek znalezionych w thawicy i pogrupowali na na podstawie podobieństw i różnic. To właśnie wtedy zauważono, że w wyściółce tchawicy występuje nieznany dotychczas rodzaj komórek. Po badaniach na myszach naukowcy zbadali zdrowe płuca zmarłych ludzi i potwierdzili, że i tam występują jonocyty płucne.
      Na razie jednak nie zbadano płuc osób z mukowiscydozą pod kątem obecności tam jonocytów płucnych. Ponadto wynikom przeprowadzonych badań powinni jeszcze przyjrzeć się specjaliści od mukowiscydozy. Jednak już teraz podkreślają oni, że mamy do czynienia z ważnym odkryciem.
      Tymczasem doktor Rajagopal stwierdził: jedną z rzeczy, które wzbudzają moje zdumienie jest fakt, że dotychczas dokonaliśmy olbrzymiego postępu w badaniach nad mukowiscydozą nie posiadając tak istotnej informacji. To zaś wzbudza mój optymizm, gdyż pokazuje, że można dokonać olbrzymich postępów nie wiedząc wszystkiego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wraz z pojawieniem się rolnictwa w Europie nastąpiła nie tylko rewolucja w kwestii pozyskiwana żywności, ale również zmiany w stosowanych źródłach światła – powiedział w rozmowie z PAP archeolog dr Krzysztof Tunia.
      Na terenach obecnej Polski do mniej więcej V tysiąclecia p.n.e. do rozświetlania ciemności stosowano światło z ogniska oraz zapewne, co najwyżej, żagwie, czyli pochodnie w formie drewnianych szczap. Zmiana w kwestii oświetlenia pojawiła się wraz z nadejściem z Bliskiego Wschodu do Europy znajomości rolnictwa i hodowli.
      Dlaczego tak się stało? Wraz z bardziej zaawansowanym systemem gospodarowania pojawiła się umiejętność wytwarzania różnorodnych naczyń ceramicznych. Wśród nich w czasie wykopalisk natrafiamy, również na terenie Polski – głównie na wybrzeżach Bałtyku – nie tylko na formy kuchenne, ale też na takie, których funkcja musiała być inna. Zapewne były prostymi lampkami - wyjaśnia archeolog z Instytutu Archeologii i Etnologii PAN dr Krzysztof Tunia. Wskazuje te w formie płytkich „wanienek” czy „łódek”. Jak dodaje, ich główną część stanowił zbiornik na substancję łatwopalną. Światło uzyskiwano dzięki zapaleniu zatopionego w niej knota roślinnego.
      Zdaniem rozmówcy PAP „najjaśniej” na przełomie mezolitu i neolitu zrobiło się w strefie nadbałtyckiej, m.in. w północnej części obecnej Polski, gdzie archeolodzy znajdują szczególnie wiele naczynek o funkcji lampek. Im dalej w głąb kontynentu europejskiego, tym znalezisk źródeł światła jest zdecydowanie mniej. Tam nadal dominowały – jego zdaniem – łuczywa. Te nie zachowują się z reguły do naszych czasów i archeolodzy nie natrafiają na nie w czasie wykopalisk.
      Część ceramicznych lampek używanych w Środkowej Europie prawdopodobnie była podwieszana za pomocą sznurków – świadczy o tym wygląd tych przedmiotów: są to sześciany o krawędziach o długości kilku centymetrów z zagłębieniem pośrodku i czterema otworkami w narożnikach. Inne wykonano w formie figurek byków, także zaopatrzonych w zagłębienie na grzbiecie oraz otworki.
      Takie znaleziska pochodzą z terenów na południe od Karpat, być może zostaną znalezione i na +naszych+ terenach – mówi dr Tunia.
      Jak dodaje, w południowej Polsce odkryto dotąd bardzo nieliczne formy ceramiczne w kształcie dwustożkowatych, niewielkich naczyń, zaopatrzonych w służące do zawieszania otworki. Nie można wykluczyć, iż i one służyły za lampki – uważa dr Tunia.
      Podstawowym problemem był dostęp do substancji łatwopalnych. Tylko nad morzem występowała odpowiednio duża ilość dostępnego surowca do produkcji materiału palnego stosowanego w lampkach - był to tłuszcz pozyskiwany ze zwierząt morskich. Im dalej na południe od Bałtyku tym częściej stosowano pochodnie. Sądzę, iż łuczyw w zasadzie nie owijano, ani niczym ich nie smarowano, korzystając z naturalnych żywic zawartych w surowcu drewnianym – uważa dr Tunia.
      Archeolodzy, podobnie jak detektywi, znajdują pośrednie dowody na użycie pochodni w pradziejach. Na przykład w czasie wykopalisk w kopalni krzemienia pasiastego, użytkowanej już w okresie neolitu w Krzemionkach Opatowskich, natknęli się na węgle drzewne. Są to najprawdopodobniej pozostałości wypalonych łuczyw lub palonych tam ognisk. Choć raczej ta pierwsza możliwość jest bardziej prawdopodobna, ponieważ ognisko konsumowałoby zbyt dużo tlenu potrzebnego do oddychania górnikom. Ogniska palono raczej w pobliżu den pionowych szybów, gdzie odpalano kolejne pochodnie niezbędne do rozświetlenia ciemności w szybie wydobywczym – uważają archeolodzy.
      Świadectwem wykorzystania łuczyw mają być też widoczne na ścianach kopalni kreski wykonane węglem drzewnym. Dr Tunia uważa, że są to ślady po utrąceniu zwęglonej końcówki pochodni przez otarcie jej o ścianę celem uzyskania większego płomienia.
      Jak opowiada archeolog od okresu neolitu wśród mieszkańców Europy widać co prawda stopniowo chęć rozświetlenia ciemności, ale życie ówczesnych regulował naturalny rytm dnia. Oświetlenie było z reguły potrzebne tam, gdzie światło słoneczne po prostu nie docierało nigdy - we wspomnianych już kopalniach, jaskiniach, albo... chatach. W domostwach w miejscu palenisk, ognisk powstawały coraz bardziej zaawansowane piece wykonane z gliny. Mniej kopciły, dłużej trzymały ciepło, ale były kiepskim źródłem światła.
      Egipskie ciemności pogłębiał fakt, że ówczesne domostwa nie miały zbyt wielu otworów. Wydaje mi się, iż główną funkcją chaty było zapewnienie schronu i ogrzania dla jej mieszkańców, a aspekt oświetlenia wnętrza – szczególnie przez otwory w ścianach, czyli okna i drzwi – był rzeczą wtórną. Zresztą przez te otwory uciekało z wewnątrz cenne ciepło - uważa Tunia. Sztuczne światło, nawet w ograniczonym zakresie było potrzebne o każdej porze dnia, na przykład w celu przygotowania posiłku.
      Do naszych czasów zachowują się co najwyżej zarysy pradziejowych domostw i ich fundamenty, albo wręcz część podziemna. Stąd próba ich rekonstrukcji jest bardzo trudna. Najczęściej jest podejmowana w oparciu o analogie etnograficzne. A tu najczęściej widać, że w społecznościach, które nadal żyją poza głównym nurtem cywilizacji chaty są ciemne, bez otworów okiennych, zadymione, ale dające schronienie i ciepłotę. Miałem okazję takie zaobserwować na przykład w społecznościach andyjskich – dodaje archeolog.
      W ocenie dr. Tuni postęp w badaniach nad pradziejowym oświetleniem mogłyby przynieść analizy specjalistyczne domniemanych lampek ceramicznych. Pod takim kątem do tej pory ich nie analizowano. Będzie to zatem kolejny krok do poznania ważnego aspektu życia naszych przodków – kończy naukowiec.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...