Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Insulina z nanomateriałem chroni mózg myszy przed neurologicznymi następstwami cukrzycy
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Jedna z najbardziej popularnych hipotez dotyczących pojawienia się życia na Ziemi mówi, że to meteoryty przyniosły na naszą planetę cegiełki życia, aminokwasy. Teraz hipoteza ta zyskała silne wsparcie. Japońscy naukowcy poinformowali na łamach ACS Central Science, że przeprowadzone przez nich eksperymenty wykazały, iż aminokwasy mogły powstać na wczesnych meteorytach w wyniku oddziaływania promieniowania gamma.
Ziemia od samego początku istnienia była bombardowana przez meteoryty. Jeśli były wśród nich chondryty węgliste, to mogły dostarczyć one zarówno wodę, jak i aminokwasy. Chondryty węgliste zawierają dużo węgla i jeszcze więcej wody. Są wśród nich jedne z najbardziej prymitywnych meteorytów. Jednym z najbardziej znanych chondrytów węglistych i najlepiej przebadanych meteorytów w historii jest Murchinson. Zidentyfikowano w nim ponad 15 aminokwasów oraz węglik krzemu pochodzący sprzed 7 miliardów lat, zatem o 2,5 miliarda lat starszy niż sama Ziemia.
Trudno jednak jest wskazać, skąd wzięły się aminokwasy w meteorytach. Japońscy naukowcy z Yokohama National University, Kobe University i Tokyo Institute of Technology, pracujący pod kierunkiem Yoko Kebukawy wiedzieli, że reakcje pomiędzy prostymi molekułami – jak amoniak czy formaldehyd – mogą prowadzić do powstania aminokwasów, pod warunkiem, że biorą wnich w nich udział woda i ciepło. Chondryty zawierają sporo wody, a we wczesnych chondrytach węglistych znajdował się radioaktywny glin-26, który podczas rozpadu emituje promieniowanie gamma. Nie wiemy jednak, jaki wpływ mogłoby mieć promieniowanie gamma na proces powstawania molekuł organicznych.
Japończycy postanowili więc sprawdzić, czy promieniowanie gamma mogło zapewnić energię do tworzenia się aminokwasów. Rozpuścili więc amoniak i formaldehyd w wodzie, zamknęli całość w szklanej próbówce i poddali ją oddziaływaniu wysokoenergetycznego promieniowania gamma pochodzącego z rozpadu kobaltu-60. Okazało się, że im silniejsze promieniowanie, tym większa produkcja takich aminokwasów jak alanina, glicyna, kwas α-aminomasłowy, glutaminowy oraz β-aminokwasów.
Na podstawie wyników badań oraz spodziewanych dawek promieniowania gamma z glinu-26 naukowcy obliczyli, że tyle alaniny i β-alaniny, ile znaleziono w Murchinsonie, powinno powstać w ciągu 1000 do 100 000 lat. Badania te dowodzą, że promieniowanie gamma mogło być katalizatorem powstania aminokwasów, które zapoczątkowały życie na Ziemi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Yale i Uniwersytetu w Ottawie wykazali, że najmniejsza biochemiczna zmiana w jednym z białek jest kluczowym elementem dla replikacji i naprawy DNA u wszystkich roślin i zwierząt. Odkrycie rzuca nowe światło na histony, które wchodzą w skład chromatyny i odgrywają ważną rolę w upakowaniu DNA w chromosomach.
Histony to białka niezwykle konserwatywne ewolucyjnie, a H3 należą do najbardziej konserwatywnych.
Naukowcy od dawna zastanawiali się, dlaczego histon H3.1 różni się zaledwie jednym aminokwasem od identycznego poza tym histonu H3.3. Okazało się, że ta minimalna różnica odgrywa kolosalną rolę.
Histon H3.1 występuje u wszystkich roślin i zwierząt. Dlatego też naukowcy przypuszczali, że w jakiś sposób jest on powiązany z replikacją DNA podczas podziału komórkowego. Nie wiedzieli jednak, na czym polega jego rola.
Yannick Jacob z Yale University i jego zespół wykorzystali rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana) jako modelową roślinę podczas swoich badań nad tym zagadnieniem. Manipulując genomem rośliny wykazali, że zmiana pojedynczego aminokwasu w histonie H3.1 wpływa na zdolność naprawy DNA podczas podziału komórkowego. H3.1 służy jako znacznik, wskazujący miejsce i czas naprawy. Powoduje on, że szlak naprawy DNA jest aktywny wyłącznie w czasie podziału, mówi Jacob.
Naukowcy, by potwierdzić swoje spostrzeżenie, prowadzili podziały komórek pozbawionych H3.1. Zauważyli, że w takim wypadku w komórkach pojawiały się mutacje, dochodziło do aktywacji alternatywnych szlaków naprawy DNA oraz licznych błędów rozwojowych komórki.
Zrozumieniu roli H3.1 i zmian we wspomnianym aminokwasie może pomóc w opracowaniu nowatorskich metod walki z wieloma różnymi chorobami, w tym z nowotworami. Pokazuje również, że nawet minimalna zmiana w budowie białka może mieć olbrzymie konsekwencje dla całej ewolucji życia na Ziemi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Działanie insuliny, jednego z kluczowych hormonów metabolizmu węglowodanów, może być zakłócone m.in. przez nadwagę, co prowadzi do zmniejszenia wrażliwości na insulinę i grozi rozwojem cukrzycy typu 2. oraz chorób układu krążenia. Fińscy naukowcy z Uniwersytetu w Turku zauważyli właśnie, że pozycja stojąca jest powiązana ze zwiększeniem wrażliwości na insulinę. To zaś może oznaczać, że wydłużenie czasu, w którym w ciągu dnia stoimy może pomóc w zapobieganiu chorobom przewlekłym.
Cukrzyca typu 2. to jedna z najbardziej rozpowszechnionych chorób cywilizacyjnych. Jest ona związana z insulinoopornością, przez co zwiększa się poziom glukozy we krwi.
Trzeba przy tym pamiętać, że cukrzyca typu 2. jest bardzo ściśle związana z trybem życia, przede wszystkim z dietą i aktywnością fizyczną. Wiadomo, że regularna aktywność fizyczna odgrywa ważna rolę w zapobieganiu tej chorobie. Naukowcy z Turku chcieli zaś zbadać związek pomiędzy insulinoopornością a siedzącym trybem życia, aktywnością fizyczną i sprawnością u mało aktywnych dorosłych, u których występuje zwiększone ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2. i chorób układu krążenia.
Podczas badań, których wyniki opublikowali w Journal of Science and Medicine in Sport, zauważyli, że niezależnie od poziomu aktywności, masy ciała czy sprawności fizycznej, pozycja stojąca zwiększa wrażliwość na insulinę Nigdy wcześniej nie opisane tego związku. Nasze odkryci pokazuje, że powinniśmy część czasu, w którym siedzimy, zastąpić staniem. Szczególnie wówczas, gdy nie jesteśmy aktywni fizycznie, mówi doktorantka Taru Garthwaite.
Autorzy badań pokazali też, jak ważny jest odpowiedni skład organizmu. Zwiększony odsetek tłuszczu był ważniejszym czynnikiem wpływającym na wrażliwość na insulinę niż aktywność fizyczna, sprawność czy czas spędzony w pozycji siedzącej. Jednak pozycja stojąca była powiązana ze zwiększeniem wrażliwości na insulinę niezależnie od składu ciała.
Wiemy, że regularna aktywność fizyczna jest korzystna dla zdrowia. Wydaje się, że aktywność, sprawność i siedzący tryb życia są powiązane z metabolizmem insuliny, ale nie bezpośrednio, a poprzez ich wpływ na skład organizmu, wyjaśnia Garthwaite.
Badania sugerują, że wydłużenie czasu, w którym w ciągu dnia znajdujemy się w pozycji stojącej może pomóc w zachowaniu zdrowia, jeśli nie jesteśmy zbyt mało aktywni fizycznie.
W następnym etapie badań Finowie chcą sprawdzić, jak zmiany w codziennej aktywności i braku aktywności wpływają na choroby układu krążenia i choroby metaboliczne. Celem będzie sprawdzenie, czy skrócenie o godzinę czasu, w którym siedzimy, będzie miało wpływ na metabolizm i odkładanie się tkanki tłuszczowej, w tym na wrażliwość na insulinę i regulację poziomu cukru we krwi, wyjaśnia Garthwaite.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Włoscy naukowcy ze Scuola Superiore Sant’Anna poinformowali o stworzeniu stacji dokującej, która byłaby wszczepiana np. osobom chorującym na cukrzycę typu I. Zadaniem stacji byłoby utrzymywanie odpowiedniego poziomu insuliny. Urządzenie miałoby być zasilane i kontrolowane bezprzewodowo, a jego napełnianie odbywałoby się dzięki... dokującym magnetycznym kapsułkom, połykanym przez pacjenta.
Osoby z cukrzycą typu I często muszą dostarczać sobie insulinę wielokrotnie w ciągu dnia. Obecnie dostępne są pompy insulinowe, które jednak trzeba mieć ciągle przy sobie i dostarczają one insulinę przez rurkę lub za pomocą igły. Istnieją też wszczepialne pompy, trzeba je jednak napełniać przez rurkę wystającą z ciała, co zwiększa ryzyko infekcji. Żadne z tych rozwiązań, ze względu na uciążliwości związane ze stosowaniem, nie zdobyło popularności.
Problemy te ma rozwiązać insulinowa stacja dokująca. System składała się urządzenia wszczepianego do brzucha (stacji dokującej) oraz magnetycznych kapsułek z insuliną. Stacja byłaby wszczepiana zaraz przy jelicie cienkim i dostarczałaby tam insulinę. Gdy zapasy insuliny by się w niej kończyły, chory połykałby niewielką magnetyczną kapsułkę. Kapsułka, wędrując przez przewód pokarmowy, dociera w okolice stacji. Stacja, za pomocą pola magnetycznego, przyciąga kapsułkę i ustawia ją w odpowiedniej pozycji. Następnie ze stacji wysuwa się igła, która przebija kapsułkę i pobiera insulinę, napełniając zbiorniki stacji. Igła musiałaby się przebić też przez jelito cienkie. Następnie kapsułka jest uwalniana, wędruje dalej i w końcu jest wydalana.
Pola magnetyczne, za pomocą których jest dokowana i uwalniana kapsułka, miałyby być kontrolowane przez zewnętrzne urządzenie bezprzewodowe. Również ładowanie baterii stacji dokującej odbywa się bezprzewodowo. Dzięki temu unikamy zarówno wielokrotnych injekcji, konieczności noszenia ze sobą pompy insulinowej jak i ryzyka związane ze wszczepialną pompą insulinową i jej wystającymi przez skórę elementami. Pomysłodawczyni systemu, profesor Arianna Menciassi mówi, że wszczepialna stacja dokująca mogłaby zostać wykorzystana też np. podczas chemioterapii.
Na razie cały system przetestowano na świniach, u których przez kilka godzin kontrolował on poziom insuliny. W następnym etapie prac uczeni chcą lepiej zabezpieczyć stację. Zaobserwowaliśmy, że u niektórych świń płyny z organizmu dostały się do stacji, mówi profesor Menciassi. Niewykluczone, że część płynu trafia do stacji w chwili, gdy wysuwa się z niej igła przebijająca kapsułkę. Problemów takich nie zaobserwowano, gdy stacje były testowane w wodzie, ale płyny znajdujące się wewnątrz organizmu są bardziej złożone.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Profesor Artur Bednarkiewicz i mgr Agata Kotulska razem z naukowcami z USA i Korei opracowali nowe nanomateriały koloidalne zdolne do lawinowej emisji fotonów. W procesie tym intensywność emisji wzrasta nieproporcjonalnie mocno w stosunku do intensywności pobudzenia – przypomina to zachowanie tranzystora albo zasadę działania lasera, ale odbywa się z wykorzystaniem fotonów z zakresu bliskiej podczerwieni.
W badaniach brali udział naukowcy z Columbia University, Lawrence Berkeley National Laboratory, Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych Polskiej Akademii Nauk oraz z Korea Research Institute of Chemical Technology.
Pierwszym i największym osiągnięciem jest uzyskanie odpowiednich nanokryształów. Tradycyjnie w materiałach luminescencyjnych domieszkowanych jonami lantanowców obserwuje się tzw. wygaszanie koncentracyjne, które powyżej 1% domieszki prowadzi do osłabienia intensywności świecenia. Autorzy pracy wykorzystali mechanizm lawinowej emisji wprowadzając aż 8% jonów tulu i uzyskując spektakularny wzrost intensywności świecenia powyżej progu – dwukrotne zwiększenie intensywności pobudzenia prowadziło wówczas do wzrostu intensywności emisji niemal o 10 000 razy.
Dzięki tej wysoce nieliniowej luminescencji anty-Stokesowskiej, naukowcy zademonstrowali możliwość super-rozdzielczego obrazowania struktur nanometrycznych w rozdzielczością 70 nm. Jednak w przeciwieństwie do tradycyjnych metod obrazowania poniżej limitu dyfrakcji, zamiast strukturyzowania wiązki wzbudzającej (jak w STED) czy wyrafinowanej obróbki sygnałów (jak w PALM/STORM), obrazowanie uzyskano z wykorzystaniem konwencjonalnego mikroskopu konfokalnego.
Mimo, że zjawisko lawinowej emisji fotonów jest znane w monokryształach domieszkowanych jonami lantanowców od lat 80 XX wieku, zaprezentowane w Nature badania pokazują po raz pierwszy możliwość obserwacji tego efektu w nanomateriałach koloidalnych. Uzyskane wyniki nie tylko definiują nowe kierunki badań materiałowych w celu opracowania kolejnych materiałów lawinowych o innych barwach emisji.
Przede wszystkim jednak otwierają zupełnie nowe możliwości zastosowania nanotechnologii w konstrukcji czujników biologicznych (np. do wykrywania wirusów, bakterii czy grzybów lub procesów biologicznych w komórkach i tkankach), czujników wielkości fizycznych (np. temperatury, ciśnienia), w obliczeniach neuromorficznych, konstrukcji detektorów promieniowania z zakresu średniej podczerwieni, nowych nano-laserów czy też, jak w oryginalnej pracy, obrazowania poniżej limitu dyfrakcji światła.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.