Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Badając występujące w naturze peptydy przeciwbakteryjne, biolodzy odkryli, że reguły odnoszące się do ich budowy (porządku i położenia części składowych) przypominają proste zasady gramatyczne. Posługując się "gramatykopodobnymi" regułami działania peptydów, naukowcy skonstruowali 40 nowych antybiotyków. Jest to tym ważniejsze, że wzrasta liczba lekoopornych szczepów bakteryjnych. Połowa nowo uzyskanych związków zwalcza wiele bakterii, a dwa oddziałują nawet na wąglika.

Badacze sądzą, że wiele nowych antybiotyków występuje w grupie niewielkich zwalczających bakterie białek, które znajdują się w różnego rodzaju wydzielinach, od jadu skorpiona poczynając, a na ludzkim pocie kończąc. Bakterie nie mogą pokonać tych białek przez prostą mutację, ponieważ oddziałują one na wiele składników ściany komórkowej mikroorganizmu. Naukowcy wiedzą jednak na razie o kilkuset takich naturalnych białkach. Jak do tej pory nie udowodniono, że któreś z nich są na tyle skuteczne i bezpieczne, że można by je zastosować jako antybiotyk u ludzi.

Dlatego też Gregory Stephanopoulos i jego zespół z MIT postanowili sztucznie stworzyć tego rodzaju białka.

Nawiązując do terminologii gramatycznej, białka uznano za język, a poszczególne aminokwasy za słowa.

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
      Po przebadaniu 40 000 przypadków raka jelita grubego naukowcy doszli do wniosku, że istnieje oczywisty związek pomiędzy przyjmowaniem antybiotyków a rozwojem tej choroby w ciągu 5–10 lat. Autorzy badań, uczeni z Uniwersytetu w Umeå w Szwecji, przypuszczają, że przyczyną zwiększenia ryzyka nowotworu jest wpływ antybiotyków na mikrobiom jelit.
      Nasze badania pokazują, że istnieje wiele powodów, by ograniczać użycie antybiotyków. Stosowanie antybiotykoterapii jest w wielu przypadkach konieczne i ratuje życie, jednak tam, gdzie mamy do czynienia z lżejszymi chorobami, należy stosować je bardzo ostrożnie. Przede wszystkim dlatego, by nie doprowadzić do rozwoju antybiotykooporności u bakterii. Ale również dlatego, że – jak pokazały nasze badania – antybiotyki zwiększają ryzyko pojawienia się w przyszłości nowotworu jelita grubego, mówi Sophia Harlid z Umeå University.
      Przeprowadzone badania wykazały, że u osób, które przyjmowały antybiotyki przez ponad pół roku, ryzyko rozwoju nowotworu we wstępnicy (okrężnicy wstępującej) jest o 17% wyższe, niż u osób, które antybiotyków nie zażywały. Nie znaleziono natomiast dowodów, by antybiotyki zwiększały ryzyko nowotworu w zstępnicy (okrężnicy zstępującej). Nie zauważono też, by antybiotyki zwiększały ryzyko raka odbytnicy u mężczyzn, a u kobiet przyjmujących antybiotyki ryzyko rozwoju nowotworu odbytnicy było nawet nieco mniejsze niż u pań, które antybiotyków nie zażywały.
      Zwiększone ryzyko raka wstępnicy pojawiało się 5 do 10 latach po przyjmowaniu antybiotyków przez ponad pół roku. Ryzyko było tym większe, im więcej antybiotyków przyjmowali badani, ale istniało nawet u osób, które jednorazowo przyjęły antybiotyki.
      Autorzy badań wykorzystali dane 40 000 osób, które w latach 2010–2016 trafiły do Szwedzkiego Rejestru Raka Jelita Grubego. Dane te porównano z grupą 200 000 Szwedów, którzy nie chorowali na raka jelita grubego. Natomiast dane o użyciu antybiotyków pochodziły z centralnego Szwedzkiego Rejestru Przepisanych Leków z lat 2005–2016. Wnioski z tych badań są takie same, jak z wcześniejszych badań brytyjskich, które były jednak prowadzone na mniejszej grupie pacjentów.
      Szwedzcy naukowcy, chcąc zrozumieć, w jaki sposób antybiotyki mogą zwiększać ryzyko zachorowania, wzięli też pod uwagę osoby, które w związku z infekcjami układu moczowego przyjmowały niebędące antybiotykami leki zabijające bakterie. Leki takie nie wpływają na mikrobiom. Okazało się, że u takich osób ryzyko raka jelita grubego nie rośnie. To zaś sugeruje, że tym, co zwiększa ryzyko raka u osób przyjmujących antybiotyki jest wpływ antybiotyków na mikrobiom.
      Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Journal of the National Cancer Institute.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chłopcy, którym w ciągu dwóch tygodni po narodzeniu podano antybiotyki, z większym prawdopodobieństwem będą znacznie niżsi i lżejsi niż ich rówieśnicy. Efektu takiego nie zaobserwowano u dziewczynek. Takie wnioski płyną z badań, które przeprowadził Samuli Rautava i jego koledzy z Uniwersytetu w Helsinkach. Finowie postanowili zbadać długoterminowe skutki podawania antybiotyków dzieciom, które nie ukończyły 2. tygodnia życia.
      Na potrzeby swoich badań naukowcy przyjrzeli się 12 422 dzieciom od momentu urodzenia się do wieku 6 lat. Wszystkie dzieci urodziły się w latach 2008–2010 w Szpitalu Uniwersyteckiego w Turku. Wśród badanych było 1151 dzieci, którym w ciągu pierwszych 14 dni życia podano antybiotyki, gdyż lekarze podejrzewali u nich infekcję bakteryjną.
      Analiza wykazała, że dzieci, którym tak wcześnie podano antybiotyki z większym prawdopodobieństwem są w pierwszych sześciu latach życia znacznie niższe i lżejsze niż ich rówieśnicy, którzy antybiotyków nie dostali. Zjawisko takie zaobserwowano wyłącznie w odniesieniu do chłopców. Po raz pierwszy wykazaliśmy, że podanie antybiotyków w pierwszych dniach życia niesie ze sobą długoterminowe skutki, mówi Rautava.
      Naukowcy podejrzewają, że antybiotyki powodują długoterminowe zmiany mikrobiomu jelit, co skutkuje niższym wzrostem. Jak mówi współautor badań, Omry Koren z Uniwersytetu Bar-Ilan w Izraelu, mikrobiom jelit to „zapomniany organ”. Pomaga on w trawieniu, bierze udział w rozwoju układu odpornościowego, chroni nas przed szkodliwymi bakteriami. Dopiero zaczynamy poznawać olbrzymią rolę, jaką mikrobiom ten odgrywa w naszym życiu. Gdy używamy antybiotyków, by zabijać bakterie chorobotwórcze, zabijamy też korzystne bakterie, mówi Rautava.
      Naukowcy, by sprawdzić, czy mniejsze wzrost i waga chłopców są spowodowana podawaniem antybiotyków, podali myszom mikroorganizmy z kału dzieci, którym podawano i nie podawano antybiotyków. Okazało się, że samce myszy – ale już nie samice – były mniejsze i lżejsze, gdy na początku życia zetknęły się z mikroorganizmami od dzieci, którym podano antybiotyki.
      Naukowcy wciąż nie wiedzą, dlaczego problem dotyczy tylko chłopców. BartinBlaser z Rutgers University spekuluje, że przyczyną mogą być różnice w ekspresji genów w jelitach. Różnice takie ujawniają się między płciami już 2 dni po urodzeniu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym z największych zagrożeń zdrowotnych dla ludzkości jest coraz powszechniejsza antybiotykooporność. Nadmiar antybiotyków, zarówno tych przepisywanych przez lekarzy, jak i stosowanych w hodowli zwierząt czy środkach higienicznych, prowadzi do pojawiania się coraz groźniejszych opornych na leczenie szczepów bakterii. Specjaliści obawiają się, że ludzie znowu zaczną umierać na choroby, które obecnie są uleczalne.
      Istnieje pilna potrzeba znalezienia nowych antybiotyków działających przede wszystkim na wielolekooporne bakterie gram-ujemne. Dlatego też naukowcy coraz częściej szukają pomocy w niekonwencjonalnych źródłach, w tym w medycynie ludowej. Na łamach MDPI Applied Microbiology ukazał się artykuł, którego autorzy informują, że dzięki irlandzkiej medycynie ludowej odkryli w glebie organizmy wytwarzające skuteczne antybiotyki. Doniesienie takie przeczy jednocześnie rozpowszechnionemu przekonaniu o wyczerpaniu się naturalnych źródeł skutecznych antybiotyków.
      Naukowcy z Ulster University pracujący pod kierunkiem doktora Gerry'ego A. Quinna wykazali, że używana w dawnej medycynie ludowej ziemia z West Fermanagh zawiera wiele gatunków mikroorganizmów wytwarzających antybiotyki. Obszar ten, na którym znajdują się liczne jaskinie, mokradła i alkaliczne gleby trawiaste nosi liczne ślady neolitycznego osadnictwa.
      Już wcześniej ten sam zespół naukowy zidentyfikował w West Fermanagh nieznany szczep bakterii, który skutecznie zwalcza cztery z sześciu najgroźniejszych antybiotykoopornych patogenów szpitalnych, w tym MRSA (metycylinooporny gronkowiec złocisty).
      Uczeni z Ulsteru skupili się tym razem z na innym obszarze West Fermanagh, który również ma alkaliczną glebę, powiązaną z medycyną ludową. Fakt, że tradycyjna medycyna jest obecna w wielu opowieściach ludowych, zachęcił nas do sprawdzenia innych obszarów pod kątem występowania mikroorganizmów wytwarzających antybiotyki, mówi doktor Paul Facey ze Swansea University.
      Okazało się, że gleba w nowo zbadanych miejscach wykazuje jeszcze szersze działanie przeciwko mikroorganizmom, niż gleba wcześniej badana. Dzięki sekwencjonowaniu DNA udało się wyodrębnić zamieszkujące ją organizmy. Odkryto w ten sposób nieznane dotychczas gatunki bakterii, o których informacje umieszczono w amerykańskiej bazie narodowej tego typu mikroorganizmów.
      Badania przeprowadzone przez Quinna i jego kolegów wykazały, że nowo odkryta bakteria Streptomyces sp. CJ13 powstrzymuje wzrost licznych wieloopornych organizmów. Wpływa ona hamująco na wzrost takich patogenów jak m.in. Pseudomonas aeruginosa, rozpowszechnionej oportunistycznej bakterii gram-ujemnej wywołującej chroniczne infekcje płuc u osób cierpiących na mukowiscydozę, MRSA - odpowiedzialnej za liczne infekcje ran czy na drożdże z rodzaju Candida.
      Sprawdziliśmy też wpływ temperatury i przechowywania na stabilność inhibitora Streptomyces sp. CJ13 obecnego w podłożu, informują autorzy badań. Okazało się, że w agarze, na którym hodowano bakterie, aktywność antybiotyku utrzymywała się przez 11 miesięcy w temperaturach od 4 do 10 stopni Celsjusza. Spadła ona w tym czasie o 40%.
      Jeden z członków zespołu badawczego, doktor Hamid Bakshi przypomniał, że bakterie Streptomyces są z powodzeniem wykorzystywane w onkologii i terapiach antywirusowych. Biorąc to pod uwagę naukowcy wiążą ze Streptomyces sp. CJ13 olbrzymie nadzieje.
      Takie odkrycia jak to opisywane powyżej są niezwykle istotne, gdyż od kilkudziesięciu lat mamy do czynienia z zastojem w dziedzinie opracowywania nowych antybiotyków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie nie są jedynymi zwierzętami zdolnymi do identyfikowania złożonych struktur występujących w języku. Potrafią to też inne człowiekowate oraz pozostałe małpy, wynika z badań przeprowadzonych na Uniwersytecie w Zurychu.
      Uczeni z Wydziału Językoznawstwa Porównawczego posłużyli się serią eksperymentów bazujących na „sztucznej gramatyce”, by stwierdzić, że zdolność do rozumienia struktur gramatycznych pochodzi on naszego wspólnego przodka, który żył przed dziesiątkami milionów lat.
      Język to jedno z najpotężniejszych narzędzi, jakimi dysponuje ludzkość. To on pozwala nam na dzielenie się informacjami, kulturą, pomysłami czy technologią. Jeśli chcemy zrozumieć, co oznacza być człowiekiem, musimy poznać ewolucję języka, mówi Stuart Watson z Uniwersytetu w Zurychu.
      Międzynarodowy zespół naukowy pracujący pod kierunkiem profesora Simona Townsenda z Zurychu rzucił właśnie nowe światło na ewolucję języka. Naukowcy badali jeden z najważniejszych elementów poznawczych potrzebnych do rozumienia języka, czyli możliwość zrozumienia związku pomiędzy wyrazami w zdaniu, nawet jeśli nie sąsiadują one ze sobą. Na przykład gdy słyszymy zdanie „pies, który ugryzł kota, uciekł” wiemy, że uciekł pies, a nie kot. I wiemy to, pomimo, że wyrazy „pies” oraz „uciekł” są od siebie oddzielone innymi wyrazami. Teraz porównanie pomiędzy ludźmi, pozostałymi człowiekowatymi oraz pozostałymi małpami wykazało, że zdolność do rozumienia związku pomiędzy oddalonymi od siebie wyrazami pochodzi sprzed 40 milionów lat.
      Uczeni przeprowadzili swój eksperyment w nowatorski sposób. Opracowali sztuczną gramatykę, w której znaczenia tworzy się łącząc różne dźwięki, a nie słowa. Pozwoliło to na porównanie zdolności trzech różnych gatunków naczelnych do rozumienia zależności, które nie następują po sobie. Na Uniwersytecie w Zurychu badano uistiti białouche, naukowcy z University of Texas badali szympansy, a na Uniwersytecie w Osnabrück prowadzono eksperymenty z udziałem ludzi.
      Najpierw wszystkie trzy gatunki badanych małp były uczone nowej gramatyki. Uczono je np. że pewne dźwięki zawsze występują po innych. Na przykład po dźwięku „a” zawsze pojawiał się dźwięk „b”, nawet gdy czasem oddzielały je inne dźwięki. To symulowało ludzki język, w którym spodziewamy się, że po rzeczowniku (np. „pies”) nastąpi czasownik (np. „uciekł”), niezależnie od tego, że pomiędzy nimi były inne wyrazy (np. „który ugryzł kota”).
      Gdy już badani nauczyli się zasad gramatycznych, naukowcy odtwarzali dźwięki, które naruszały wyuczone wcześniej zasady. Okazało się, że w takim przypadku doszło do zmiany zachowania marmozet i szympansów. Patrzyły one na głośnik dwukrotnie dłużej niż wówczas, gdy zasady „dźwiękowej gramatyki” były poprawne. Ludzi wprost pytano, czy odtworzona sekwencja dźwięków była prawidłowa czy też nie.
      Badanie pokazuje, że wszystkie trzy gatunki są w stanie przetwarzać niesąsiadujące zależności. Prawdopodobnie to zdolność, która jest rozpowszechniona wśród naczelnych. To zaś wskazuje, że ten kluczowy element języka istniał już u ostatniego wspólnego przodka badanych gatunków, mówi profesor Townsend. Ostatni wspólny przodek marmozet i człowieka żył zaś przed około 40 milionami lat.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizycy z MIT opracowali kwantowy „ściskacz światła”, który redukuje szum kwantowy w laserach o 15%. To pierwszy taki system, który pracuje w temperaturze pokojowej. Dzięki temu możliwe będzie wyprodukowanie niewielkich przenośnych systemów, które będzie można dobudowywać do zestawów eksperymentalnych i przeprowadzać niezwykle precyzyjne pomiary laserowe tam, gdzie szum kwantowy jest obecnie poważnym ograniczeniem.
      Sercem nowego urządzenia jest niewielka wnęka optyczna znajdująca się w komorze próżniowej. We wnęce umieszczono dwa lustra, z których średnia jednego jest mniejsza niż średnica ludzkiego włosa. Większe lustro jest zamontowane na sztywno, mniejsze zaś znajduje się na ruchomym wsporniku przypominającym sprężynę. I to właśnie kształt i budowa tego drugiego, nanomechanicznego, lustra jest kluczem do pracy całości w temperaturze pokojowej. Wpadające do wnęki światło lasera odbija się pomiędzy lustrami. Powoduje ono, że mniejsze z luster, to na wsporniku zaczyna poruszać się w przód i w tył. Dzięki temu naukowcy mogą odpowiednio dobrać właściwości kwantowe promienia wychodzącego z wnęki.
      Światło lasera opuszczające wnękę zostaje ściśnięte, co pozwala na dokonywanie bardziej precyzyjnych pomiarów, które mogą przydać się w obliczeniach kwantowych, kryptologii czy przy wykrywaniu fal grawitacyjnych.
      Najważniejszą cechą tego systemu jest to, że działa on w temperaturze pokojowej, a mimo to wciąż pozwala na dobieranie parametrów z dziedziny mechaniki kwantowej. To całkowicie zmienia reguły gry, gdyż teraz będzie można wykorzystać taki system nie tylko w naszym laboratorium, które posiada wielkie systemy kriogeniczne, ale w laboratoriach na całym świecie, mówi profesor Nergis Mavalvala, dyrektor wydziału fizyki w MIT.
      Lasery emitują uporządkowany strumień fotonów. Jednak w tym uporządkowaniu fotony mają pewną swobodę. Przez to pojawiają się kwantowe fluktuacje, tworzące niepożądany szum. Na przykład liczba fotonów, które w danym momencie docierają do celu, nie jest stała, a zmienia się wokół pewnej średniej w sposób, który jest trudny do przewidzenia. Również czas dotarcia konkretnych fotonów do celu nie jest stały.
      Obie te wartości, liczba fotonów i czas ich dotarcia do celu, decydują o tym, na ile precyzyjne są pomiary dokonywane za pomocą lasera. A z zasady nieoznaczoności Heisenberga wynika, że nie jest możliwe jednoczesne zmierzenie pozycji (czasu) i pędu (liczby) fotonów.
      Naukowcy próbują radzić sobie z tym problemem poprzez tzw. kwantowe ściskanie. To teoretyczne założenie, że niepewność we właściwościach kwantowych lasera można przedstawić za pomocą teoretycznego okręgu. Idealny okrąg reprezentuje równą niepewność w stosunku do obu właściwości (czasu i liczby fotonów). Elipsa, czyli okrąg ściśnięty, oznacza, że dla jednej z właściwości niepewność jest mniejsza, dla drugiej większa.
      Jednym ze sposobów, w jaki naukowcy realizują kwantowe ściskanie są systemy optomechaniczne, które wykorzystują lustra poruszające się pod wpływem światła lasera. Odpowiednio dobierając właściwości takich systemów naukowcy są w stanie ustanowić korelację pomiędzy obiema właściwościami kwantowymi, a co za tym idzie, zmniejszyć niepewność pomiaru i zredukować szum kwantowy.
      Dotychczas optomechaniczne ściskanie wymagało wielkich instalacji i warunków kriogenicznych. Działo się tak, gdyż w temperaturze pokojowej energia termiczna otaczająca system mogła mieć wpływ na jego działanie i wprowadzała szum termiczny, który był silniejszy od szumu kwantowego, jaki próbowano redukować. Dlatego też takie systemy pracowały w temperaturze zaledwie 10 kelwinów (-263,15 stopni Celsjusza). Tam gdzie potrzebna jest kriogenika, nie ma mowy o niewielkim przenośnym systemie. Jeśli bowiem urządzenie może pracować tylko w wielkiej zamrażarce, to nie możesz go z niej wyjąć i uruchomić poza nią, wyjaśnia Mavalvala.
      Dlatego też zespół z MIT pracujący pod kierunkiem Nancy Aggarval, postanowił zbudować system optomechaczniczny z ruchomym lustrem wykonanym z materiałów, które absorbują minimalne ilości energii cieplnej po to, by nie trzeba było takiego systemu chłodzić. Uczeni stworzyli bardzo małe lustro o średnicy 70 mikrometrów. Zbudowano je z naprzemiennie ułożonych warstw arsenku galu i arsenku galowo-aluminowego. Oba te materiały mają wysoce uporządkowaną strukturę atomową, która zapobiega utratom ciepła. Materiały nieuporządkowane łatwo tracą energię, gdyż w ich strukturze znajduje się wiele miejsc, gdzie elektrony mogą się odbijać i zderzać. W bardziej uporządkowanych materiałach jest mniej takich miejsc, wyjaśnia Aggarwal.
      Wspomniane wielowarstwowe lustro zawieszono na wsporniku o długości 55 mikrometrów. Całości nadano taki kształt, by absorbowała jak najmniej energii termicznej. System przetestowano na Louisiana State University. Dzięki niemu naukowcy byli w stanie określić kwantowe fluktuacje liczby fotonów względem czasu ich przybycia do lustra. Pozwoliło im to na zredukowanie szumu o 15% i uzyskanie bardziej precyzyjnego „ściśniętego” promienia.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...