Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Niewielki detektor zasilany przez elementy żywych komórek może służyć do wykrywania substancji wybuchowych - twierdzą badacze z Uniwersytetu St Louis. Pomysłowy projekt zaprezentowano na łamach czasopisma Journal of the American Chemical Society.

Źródłem energii dla tego interesującego miniurządzenia jest kwas pirogronowy, zaś elementem pozwalającym na jej uzyskanie są mitochondria - centra energetyczne komórek, odpowiedzialne za wytwarzanie wewnątrzkomórkowych nośników energii chemicznej.

Prawidłowo funkcjonujące mitochondria utleniają kwas pirogronowy, a jednym z produktów tej reakcji są jony wodorowe H+. Ponieważ posiadają one ładunek elektryczny, zmiana ich stężenia może być traktowana jako przepływ prądu elektrycznego. Pomiar napięcia wytwarzanej elektryczności można wobec tego wykorzystać do określenia poziomu aktywności mitochondriów.

Działanie centrum energetycznego komórki można łatwo zablokować za pomocą antybiotyku oligomycyny. Prowadzi to do obniżenia aktywności elektrycznej mitochondrium. Oddziaływanie oligomycyny można jednak zneutralizować, np. za pomocą nitrobenzenu - jednego ze związków organicznych, stosowanego często jako materiał wybuchowy. Właśnie tę chemiczną "konkurencję" wykorzystano do opracowania sensora.

Głównym elementem urządzenia jest elektroda pokryta mitochondriami, zanurzona w pożywce zawierającej kwas pirogronowy i oligomycynę. Do roztworu dodaje się następnie próbkę podejrzewaną o obecność ładunku wybuchowego. Aby potwierdzić lub odrzucić prawdopodobieństwo występowania niebezpiecznej substancji, wystarczy prosty pomiar napięcia prądu elektrycznego wytwarzanego przez mitochondria.

Autorem prototypu jest dr Shelley Minteer, pracująca dla Uniwersytetu St Louis. Jak twierdzi badaczka, prace jej zespołu pozwoliły na stworzenie detektora zdolnego do wykrycia nitrobenzenu w stężeniu zaledwie dwóch cząsteczek na bilion (1012). Co więcej, jak mówi sama autorka, powinniśmy być w stanie wykryć wszystkie organiczne związki wybuchowe z grupą nitrową [NO2]. Badania mogące potwierdzić to przypuszczenie już trwają.

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
      Astronomowie z University of Southampton donoszą o zaobserwowaniu najpotężniejszej znanej kosmicznej eksplozji. Jest ona 10-krotnie jaśniejsza niż jakakolwiek znana supernowa i 3-krotnie jaśniejsza niż najpotężniejsze rozerwanie gwiazdy przez siły pływowe czarnej dziury. Eksplozję AT2021lwx naukowcy obserwują od trzech lat. To bardzo długo, w porównaniu np. z supernowymi, które są widoczne przez kilka miesięcy. Do AT2021lwx doszło przed 8 miliardami lat, gdy wszechświat liczył sobie około 6 miliardów lat.
      Specjaliści sądzą, że to, co obserwują to proces niszczenia olbrzymiej chmury gazu – tysiące razy większej od Słońca – przez czarną dziurę. Części chmury wpadły do czarnej dziury, a powstałe w wyniku tego fale uderzeniowe przemiszczają się przez resztę chmury, która otoczyła czarną dziurę, tworząc kształt obwarzanka.
      AT2021lwx została wykryta w 2020 roku przez Zwicky Transient Facility i potwierdzona przez Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System. Te instalacje przeglądają nocne niebo w poszukiwaniu obiektów gwałtownie zmieniających jasność. Takie zmiany mogą wskazywać na obecność supernowej czy przelatujące komety lub asteroidy. Jednak w momencie wykrycia skala eksplozji nie była znana. Pojawienie się na niebie jasnego obiektu zostało zauważone przez algorytm poszukujący supernowych. Jednak supernowe nigdy nie trwają tak długo.
      Naukowcy przeprowadzili więc szereg badań za pomocą różnych teleskopów. Przeanalizowali spektrum światła, zmierzyli linie absorpcji i emisji, co pozwoliło im na określenie odległości do obiektu. Gdy już znamy odległość i wiemy, jak jasny się nam obiekt wydaje, możemy obliczyć jasność obiektu u źródła. Gdy to zrobiliśmy, zdaliśmy sobie sprawę, że jest on ekstremalnie jasny, mówi profesor Sebastian Hönig.
      Jedynymi obiektami, które dorównują AT2021lwx jasnością są kwazary, supermasywne czarne dziury, do których ciągle wpada gaz pędzący z olbrzymią prędkością. W przypadku kwazarów dochodzi do zmian jasności. Raz są jaśniejsze, raz ciemniejsze. Przyjrzeliśmy się danym archiwalnym, z dekady sprzed odkrycia AT2021lwx. Niczego tam nie było i nagle pojawia się najjaśniejszy obiekt we wszechświecie, dodaje profesor Mark Sullivan.
      Zjawisko można interpretować na wiele różnych sposobów, jednak najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest niszczenie przez czarną dziurę gigantycznej chmury gazu, głównie wodoru. Naukowcy mają nadzieję, że w najbliższych latach dzięki nowym urządzeniom, jak Vera Rubin Observatory, znajdą więcej obiektów podobnych do AT2021lwx i będą mogli lepiej je zbadać.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańscy lekarze informują o zidentyfikowaniu 17 osób, które odziedziczyły mitochondrialne DNA po obojgu rodzicach. U ssaków dziedziczenie mitochondrialnego DNA odbywa się niemal wyłącznie po matce. Wydaje się, że odnalezione osoby stanowią bardzo rzadki wyjątek od reguły. Prawdopodobnie dlatego, że w ich rodzinach występują mutacje, które zaburzają mechanizm uniemożliwiający przekazywanie mitochondrialnego DNA z ojców na dzieci.
      Mitochondria to centra energetyczne komórek. Znajdują się w każdej komórce naszego ciała, w tym w jaju i plemnikach. Jednak gdy plemnik wnika do jaja, jego mitochondria są znakowane i niszczone. Dlatego też mitochondrialne DNA dziedziczymy wyłącznie po matce.
      W 2002 roku doniesiono o zidentyfikowaniu mężczyzny, który odziedziczył mitochondrialne DNA po obojgu rodziców. Jednak, jako że dotychczas nie znaleziono drugiego takiego przypadku, pojawiły się poważne wątpliwości, co do rzetelności tamtych badań. Teraz naukowcy z Cincinnati Children's Hospital Medical Center poinformowali o zdobyciu jednoznacznych dowodów, że 17 osób odziedziczyło mitochondrialne DNA po obojgu rodziców.
      Pierwszą zidentyfikowaną w Cincinnati osobą był pacjent, który zgłosił się z powodu chronicznego zmęczenia i bólu mięśni. Lekarze podejrzewali, że zostało to spowodowane przez mutację w mitochondriach, wykonali więc odpowiednie badania i odkryli, że pacjent odziedziczył mitochondrialne DNA po obojgu rodziców. Dalsze badania wykazały, że również inni członkowie rodziny mają mieszankę mitochondrialnego DNA po obojgu rodzicach. Następnie lekarze sprawdzili DNA niektórych innych pacjentów z podobnymi bólami mięśni i zmęczeniem. Znaleźli kolejne dwie rodziny z taką mutacją.
      Prawdziwą niespodzianką jest fakt, że nie znaleziono więcej takich przypadków", mówi Nick Lane z University College London. To autor książki na temat mitochondriów. W ubiegłym roku jego zespół przewidywał, że przedostanie się DNA ojca do mitochondriów dziecka powinno być dość częstym zjawiskiem. Zdaniem Lane'a takie zjawisko może zachodzić, gdyż w grę wchodzą tutaj dwie przeciwne sobie mechanizmy ewolucyjne. W krótkim terminie odziedziczenie mitochondriów również po ojcu może na przykład kompensować szkodliwe mutacje w mitochondriach matki. Jednak w długim terminie mogłoby to uniemożliwić ewolucyjne usuwanie takich mutacji, gdyż byłyby one przykryte przez prawidłowe mitochondria ojca. Lane uważa, że właśnie dlatego ewolucja wypracowała niezwykle dużą liczbę mechanizmów, które miały zapewniać, że mitochondria dziedziczy się tylko po matce. Uważa on, że w toku ewolucji mechanizmy takie wielokrotnie się pojawiały, znikały i ponownie pojawiały.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzisiaj, 8 marca, Ziemia doświadcza silnej burzy geomagnetycznej. Przyczyniła się do niej olbrzymia eksplozja, do jakiej doszło przed dwoma dniami na Słońcu. NASA oceniła jej siłę na X5,5, a zatem jest to drugi najpotężniejszy wybuch w obecnym cyklu aktywności słonecznej. W sierpniu ubiegłego roku mieliśmy do czynienia z eksplozą X6,9.
      W stronę Ziemi pędzą dwa strumienie wysokoenergetycznych cząstek. Pierwszy, wywołany wspomnianym wybuchem, porusza się z prędkością ponad 2000 kilometrów na sekundę. Drugi, którego przyczyną jest późniejsza, słabsza (X1,3) eksplozja, osiąga prędkość około 1800 km/s.
      Tak gwałtowne wydarzenia na Słońcu mogą powodować wystąpienie zorzy polarnej na niższych wysokościach geograficznych, zakłócenia w pracy satelitów, systemu GPS i sieci przesyłających energię.
      Do wystrzelenia obu flar doszło w aktywnym regionie AR 1429. Już wcześniej obserwowano tam podobne wydarzenia klasy M oraz jedno klasy X. Tym razem AR 1429 był bardziej zwrócony w stronę Ziemi niż podczas innych wydarzeń.
      Pojawieniu się flar towarzyszyły koronalne wyrzuty masy, które wywołały emisję cząsteczek poruszających się z prędkością poniżej 1000 km/s. Ich strumienie dotrą do Ziemi w ciągu najbliższych dni.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kakao poprawia funkcjonowanie mięśni szkieletowych. Dzieje się tak dzięki regeneracji ich centrów energetycznych - mitochondriów.
      Niewielkie studium przeprowadzone przez naukowców ze Szkoły Medycyny Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego i VA San Diego Healthcare System (VASDHS) wykazało, że po 3 miesiącach terapii kakao wzbogaconym epikatechiną u pacjentów z zaawansowaną niewydolnością serca i cukrzycą typu 2. poprawiła się struktura mitochondriów. Zachęceni wynikami Amerykanie rozpoczęli testy kliniczne na szerszą skalę, w których uwzględniono grupę kontrolną. Ich celem jest ustalenie, czy pod wpływem terapii kakao z dodatkiem epikatechiny wzrośnie wydolność wysiłkowa osób z wymienionymi wyżej dolegliwościami.
      Początkowo Amerykanie skupili się na przypadkach 5 pacjentów z poważnymi uszkodzeniami mitochondriów mięśni szkieletowych. Do dysfunkcji tych organelli dochodzi zarówno pod wpływem cukrzycy typu 2., jak i niewydolności serca. Anomalie dotyczące mięśni szkieletowych oraz mięśnia sercowego wiążą się z obniżoną wydolnością funkcjonalną, objawiającą się zadyszką czy brakiem energii.
      Ochotnicy jedli gorzką czekoladę i pili napoje czekoladowe, dzięki czemu przez 3 miesiące dziennie dostarczali swojemu organizmowi ok. 100 mg epitakechiny. Przed i po eksperymencie wykonywano biopsje mięśni szkieletowych. Oceniano zarówno objętość mitochondriów, jak i liczbę grzebieni (łac. cristae). U chorych dostrzegliśmy poważne uszkodzenia i zmniejszenie liczebności grzebieni. Po 3 miesiącach zaszła regeneracja - liczba cristae powróciła do normy. Nastąpił też wzrost kilku molekularnych markerów, zaangażowanych w powstawanie nowych mitochondriów - opowiada dr Francisco J. Villarreal.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...