Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Jak po zapłodnieniu decyduje się kształt organizmu? Udało się zobrazować ten kluczowy proces
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Obrazki, które widzicie, niosą ze sobą nadzieję na uratowanie życia milionów ludzi. Opublikowali je naukowcy z University College London i Imperial College London, którzy na łamach Nature Microbiology poinformowali o pierwszym w historii udanym zobrazowaniu procesu przebijania błony zewnętrznej bakterii Gram-ujemnych przez antybiotyki z grupy polimyksyn.
Już obecnie z powodu antybiotykooporności każdego roku umiera ponad milion osób na całym świecie. Oznacza to, ni mniej ni więcej, że osoby te zostały zabite przez bakterie, na które leki istnieją i które jeszcze jakiś czas temu by ich nie zabiły. Jednak z powodu nadmiernego nieracjonalnego używania antybiotyków – zarówno niepotrzebnego wykorzystywania ich w medycynie, jak i w hodowli zwierząt – bakterie nabywają oporności, przestają być wrażliwe na działanie antybiotyków. Osoba, która miała pecha zarazić się takim antybiotykoopornym szczepem może przechodzić chorobę niezwykle ciężko, a nawet umrzeć, pomimo istnienia antybiotyków zwalczających ten akurat gatunek czy rodzaj bakterii. Rosnąca antybiotykooporność jest uznawana za jedno z najpoważniejszych zagrożeń zdrowotnych dla ludzkości.
Polimyksyny po raz pierwszy wyizolowano 80 lat temu i – ze względu na ich neuro- i nefrotoksyczność - są używane jako ostatnia deska ratunku w ciężkich infekcjach bakteriami Gram-ujemnymi. Bakterie te dysponują dodatkową warstwą ochronną, unikalną błoną zewnętrzną, chroniącą mikroorganizm przed zewnętrznymi zagrożeniami. Wiadomo było, że polimyksyny biorą na cel tę warstwę zewnętrzną, jednak naukowcy nie rozumieli, jak ją niszczą i zabijają bakterie.
Brytyjscy naukowcy jako pierwsi ujrzeli, jak polimyksyna B w ciągu zaledwie kilku minut powoduje pojawianie się wgłębień i bąbli na powierzchni błony zewnętrznej, co powoduje, że bakteria gwałtownie ją odrzuca. Naukowcy stwierdzili, że antybiotyk wymuszał na bakterii odrzucenie „zbroi”, bakteria wytwarzała nową, sytuacja się powtarzała, a im szybciej E.coli starała się wytworzyć nową błonę zewnętrzną, tym więcej było w niej luk, przez które antybiotyk mógł wniknąć i zabić bakterię.
Co jednak ważne, proces ten działał tylko wówczas, gdy bakteria była aktywna. W stanie uśpionym wytwarzanie nowej błony jest wyłączone, więc antybiotyk nie działa. To niezwykle ważna informacja, gdyż dotychczas sądzono, ze polimyksyny radzą sobie z bakterią w każdym stanie. Tymczasem okazuje się, że aby efektywnie działać, potrzebują współpracy samej bakterii.
Teraz naukowcy spróbują niestandardowego podejścia. Spróbują połączyć podawanie polimyksyn z podawaniem środka, którego celem będzie wspomożenie wytwarzania błony zewnętrznej i/lub wybudzenie bakterii ze stanu uśpienia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kobiety rodzą się z 1-2 milionami oocytów, z których powstają komórki jajowe. Do menopauzy ich liczba spada do kilkuset. Każda z tych komórek musi przez około 50 lat unikać zużycia się, by móc dojrzeć i być gotową do zapłodnienia. Nowe badania pokazują, w jaki sposób komórki to osiągają. Badając ponad 100 świeżo podarowanych nam jajeczek, największy zbiór tego typu, odkryliśmy zadziwiająco minimalistyczną strategię, która pomaga komórkom pozostać w stanie dziewiczym przez wiele lat, mówi doktor Elvan Böke z Centre for Genomic Regulation.
Recykling białek to podstawowy mechanizm oczyszczania komórki, a odpowiadają zań lizosomy i proteasomy. Za każdym razem, gdy rozkładają one białka, zużywają energię, co może prowadzić do powstawania reaktywnych form tlenu. Te zaś mogą uszkadzać DNA i błony komórkowe.
Autorzy badań przyjrzeli się ponad 100 komórkom otrzymanym od 21 zdrowych kobiet w wieku 19–34 lat. Około 70% z nich było gotowych do zapłodnienia, pozostałe były niedojrzałe. Uczeni śledzili aktywność lizosomów, proteasomów i mitochondriów w komórkach. Okazało się, że w komórkach jajowych aktywność ta była o 50% niższa niż w otaczających oocyt komórkach wspierających. A w miarę, jak oocyt dojrzewał, aktywność spadała. Obrazowanie w czasie rzeczywistym pokazało, że w ostatnich godzinach przed owulacją lizosomy są dosłownie wyrzucane z oocytów, a mitochondria i proteasomy migrują na obrzeża komórki. To rodzaj wiosennych porządków. Nie wiedzieliśmy, że ludzkie komórki jajowe są do tego zdolne, cieszy się główna autorka badań, doktor Gabriele Zaffagnini.
Były to największe badania zdrowych ludzkich komórek jajowych zebranych bezpośrednio od kobiet. Zwykle podczas badań laboratoryjnych wykorzystywane są niedojrzałe komórki, które dojrzewają w laboratorium. Jednak oocyty dojrzewające in vitro często zachowują się niestandardowo.
Naukowcy z Barcelony mówią, że ich odkrycie pomoże udoskonalić techniki zapłodnienia in vitro. Kobietom poddającym się takim zabiegom doradza się, by przyjmowały przypadkowe suplementy, poprawiające metabolizm komórek. Jednak brak jest silnych dowodów, że suplementy te pomagają, wyjaśnia doktor Böke. Przyglądając się świeżo podarowanym jajeczkom znaleźliśmy dowody wskazujące, że właściwe jest wręcz przeciwne działanie. Pozostawienie oocytom możliwości ich powolnego metabolizmu może być lepszym pomysłem, dodaje uczona.
Naukowcy chcą teraz przyjrzeć się komórkom jajowym starszych kobiet oraz z nieudanych cykli zapłodnienia in vitro by sprawdzić, czy mechanizmy spowalniające metabolizm komórek nie zostają upośledzone wraz z wiekiem lub w wyniku chorób.
Źródło: The proteostatic landscape of healthy human oocytes
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie w Linköping powstał akumulator, któremu można nadać dowolny kształt. Dzięki płynnym elektrodom można go będzie w dowolny sposób integrować z urządzeniami przyszłości. Tekstura materiału przypomina pastę do zębów. Można go będzie, na przykład, wykorzystać w drukarce 3D do wykonania akumulatora o dowolnym kształcie, mówi jeden z twórców nowatorskiego urządzenia, Aiman Rahmanudin.
Ludzkość używa coraz więcej gadżetów i urządzeń elektronicznych. Coraz więcej z nich to urządzenia noszone na ciele, jak pompy insulinowe, rozruszniki serca, implanty słuchu, w przyszłości coraz więcej elektroniki będzie zintegrowanej z ubraniami. Jeśli to wszystko ma działać i nie przeszkadzać użytkownikowi w codziennym funkcjonowaniu, potrzebne są nowe rodzaje baterii.
Baterie to największy składnik każdej elektroniki. Dzisiaj są to sztywne ciała stałe i dość nieporęczne. Jednak dzięki miękkim wygodnym bateriom możemy pozbyć niedogodności z nimi związanych. Można je będzie integrować w zupełnie inny sposób, niż obecnie, dodaje Rahmanudin.
Chcąc uniknąć błędów innych zespołów pracujących nad elastycznymi akumulatorami, naukowcy ze Szwecji wykorzystali polimery oraz ligninę. Ich urządzenie może być ładowane i rozładowywane ponad 500 razy i zachowuje swoją pojemność. Może być też rozciągnięte na 2-krotność swojej oryginalnej długości i wciąż dobrze działa.
Obecnie twórcy baterii pracują nad zwiększeniem napięcia. Nasza bateria nie jest doskonała. Sama koncepcja jest dobra, ale musimy poprawić wydajność. Obecnie możemy uzyskać 0,9 V. Szukamy innych związków chemicznych, by zwiększyć napięcie. Jedną z rozważanych przez nas opcji jest wykorzystanie cynku lub manganu, które powszechnie występują w skorupie ziemskiej, dodaje Rahmanudin.
Ze szczegółami nowej baterii można zapoznać się na łamach Science Advances.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Birmingham opublikowali na łamach Physical Review Letters artykuł, w którym niezwykle szczegółowo opisali naturę fotonów, ich interakcję z materią oraz sposób, w jaki są emitowane przez atomy i molekuły oraz kształtowane przez środowisko. W ten sposób mogli precyzyjnie opisać kształt pojedynczego fotonu. Zadanie to przekraczało dotychczas możliwości nauki, gdyż foton może propagować się w środowisku na niezliczoną liczbę sposobów, przez co trudno jest modelować interakcje, w jakie wchodzi.
Nasze obliczenia pozwoliły nam na przełożenie pozornie nierozwiązywalnego problemu w coś, co można obliczyć. A produktem ubocznym naszego modelu jest możliwość stworzenia obrazu pojedynczego fotonu, czego dotychczas nikt nie dokonał, mówi doktor Benjamin Yuen z Wydziału Fizyki i Astronomii University of Birmingham.
Współautorka badań, profesor Angela Demetriadou stwierdziła: geometria i właściwości optyczne środowiska mają olbrzymi wpływ na sposób emitowania fotonów, definiują ich kształt, barwę, a nawet to, z jakim prawdopodobieństwem istnieją.
Praca brytyjskich uczonych pogłębia naszą wiedzę na temat wymiany energii pomiędzy światłem a materią, pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób światło wpływa na bliższe i dalsze otoczenie. Pozwolą lepiej manipulować interakcjami światła z materią, a więc przyczynią się do udoskonalenia czujników, ogniw fotowoltaicznych czy komputerów kwantowych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Uczeni z Instytutu Nauk Multidyscyplinarnych im. Maxa Plancka – Melina Schuh, Christopher Thomas i Tabea Lilian Marx – są pierwszymi, którzy zobrazowali cały proces owulacji w czasie rzeczywistym. Obrazowanie, wykonane u myszy, pozwala na badanie jajeczkowania w wysokiej rozdzielczości przestrzennej oraz czasowej i przyczyni się do poszerzenia wiedzy w dziedzinie badań nad płodnością.
Większość kobiet przechodzi owulację około 400 razy w życiu. W czasie fazy płodnej dojrzewanie rozpoczyna 15–30 jajeczek. Jednak tylko największe i najlepiej rozwinięte z nich biorą udział w owulacji, gdy są uwalniane do jajowodów.
Owulacja regulowana jest przez złożone interakcje hormonów, a sam ten proces słabo rozumiemy. Jajniki znajdują się głęboko w organizmie kobiety, trudno uzyskać do nich dostęp badawczy. Ponadto owulacja zachodzi w wąskim okienku czasowym, nie sposób przewidzieć, kiedy jajniki uwolnią kolejne jajeczko. Nic więc dziwnego, że dopiero teraz udało się po raz pierwszy zobrazować ten proces.
Możemy wyróżnić w nim trzy fazy. Pęcherzyk Graffa rozszerza się, kurczy i w końcu uwalnia jajeczko, mówi Melina Schuh, dyrektor Wydziału Mejozy w Instytucie Maxa Plancka. Faza pierwsza, rozszerzanie pęcherzyka, jest napędzana przez uwolnienie kwasu hialuronowego. Naukowcy śledzili pod mikroskopem jak w fazie tej zmienia się rozmiar i kształt pęcherzyka. W czasie owulacji do pęcherzyka napływa płyn, co powoduje jego znaczący wzrost, dodaje Christopher Thomas, współautor badań. Kwas hialuronowy jest niezbędny dla owulacji. Gdy naukowcy zablokowali jego wytwarzanie, pęcherzyk rozszerzał się w mniejszym stopniu i do owulacji nie doszło.
Podczas drugiej fazy, kurczenia się pęcherzyka, komórki mięśni gładkich zewnętrznej warstwy pęcherzyka powodują jego kurczenie się. Gdy naukowcy zablokowali komórkom możliwość kurczenia się, pęcherzyk nie zmniejszył swojej objętości i do owulacji nie doszło. Gdy pęcherzyk pęka, co ma miejsce w trzeciej fazie, jajeczko zostaje uwolnione. Najpierw pęcherzyk wybrzusza się na zewnątrz, następnie pęka, uwalniając płyn pęcherzykowy, komórki ziarniste i, na końcu, jajeczko, mówi Marx.
Po owulacji pęcherzyk przekształca się w ciałko żółte, które wytwarza progesteron przygotowujący macicę do implantacji embrionu. Jeśli jajeczko nie zostanie zapłodnione lub zapłodnione nie zagnieździ się w macicy, ciałko żółte zanika w ciągu 14 dni i rozpoczyna się kolejny cykl.
Nasze badania wykazały, że owulacja to solidny proces. Co prawda do jej rozpoczęcia potrzebny jest sygnał z zewnątrz, jednak cała reszta przebiega już niezależnie od pozostałej części jajnika, gdyż wszystkie niezbędne zasoby i informacje są zawarte w samym pęcherzyku. Dzięki naszej metodzie obrazowania my i inne zespoły naukowe będziemy mogli w przyszłości jeszcze dokładniej zbadać ten mechanizm i zyskać nową wiedzę, która przyda się w badaniach nad płodnością u ludzi, cieszy się Schuh.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.