Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Zdolność pąkli do przywierania do różnego rodzaju powierzchni od dawna intrygowała badaczy. Po wielu latach badań, gdy wreszcie udało się zidentyfikować mechanizm odpowiedzialny za ten proces, okazuje się, że jest on niezwykle podobny do zjawiska zachodzącego... także w organizmie człowieka.

Badaniem niezwykle silnego kleju wytwarzanego przez morskie skorupiaki zajął się Gary Dickinson, naukowiec pracujący dla Duke University. Od samego początku nie było mu łatwo, bowiem wydzielina pąkli błyskawicznie zastyga. Aby nieco spowolnić ten proces, kleisty płyn pobierano w chłodni, lecz nawet wtedy krzepnięcie bogatego w białka kleju następowało po zaledwie pięciu minutach. 

Ważnym etapem eksperymentu była identyfikacja poszczególnych białek zawartych w wydzielinie. Jak się okazało, jedno z nich posiada aktywność proteazy serynowej, czyli białka zdolnego do rozcinania cząsteczek innych protein w ściśle określony sposób. Co ciekawe, białka o bardzo podobnej charakterystyce są kluczowe (także u ludzi) dla aktywacji enzymatycznej kaskady odpowiedzialnej za krzepnięcie krwi.

Próbki spolimeryzowanej wydzieliny poddano także analizie z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych - niezwykle precyzyjnej metody analitycznej. Wykazała ona, że krzepnięcie kleju polega na powstaniu gęstej sieci skrzyżowanych ze sobą łańcuchów białkowych, przypominających do złudzenia skrzep powstający z krwi. 

Największym zaskoczeniem dla autora eksperymentu było jednak badanie samej proteazy wytwarzanej przez pąkle. Dzięki badaniom z wykorzystaniem spektroskopii masowej oraz sekwencjonowania białek okazało się, że wykazuje ona łudzące podobieństwo do czynnika XIII, jednego z białek biorących udział w procesie krzepnięcia krwi. Wszystko wskazuje więc na to, że zastyganie kleju wytwarzanego przez pąkle mogło wyewoluować jako specyficzna forma leczenia ran. Dopiero z biegiem ewolucji dla kleistej wydzieliny znalazło się także inne zastosowanie, czyli przytwierdzanie zwierzęcia do różnego rodzaju powierzchni.

Zebrana wiedza może pomóc nie tylko chemikom pracującym nad coraz lepszymi i silniejszymi klejami, lecz także... armatorom i przewoźnikom. Przytwierdzanie się pąkli do dna statków może bowiem zwiększać zużycie paliwa nawet o 25%. Usunięcie nieproszonych gości mogłoby więc znacząco ograniczyć koszty transportu morskiego. 

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
      Wydawałoby się, że krew jest dogłębnie poznanym płynem ustrojowym. Okazuje się jednak, że nawet i ona ujawnia od czasu do czasu pewne tajemnice. Ostatnio francuscy naukowcy opisali jej nowy składnik, element występujący w stanie fizjologicznym.
      Mitochondria są organellami występującymi w większości komórek eukariotycznych. Są nazywane centrami energetycznymi, bo to w nich w wyniku oddychania komórkowego powstaje większość adenozynotrofosforanu (ATP). Mitochondria mają własny genom (mtDNA); mtDNA jest przekazywany w linii żeńskiej.
      Naukowcy z INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) podkreślają, że niekiedy mitochondria są obserwowane pozakomórkowo w postaci fragmentów enkapsulowanych w pęcherzykach - egzosomach. Oprócz tego w pewnych bardzo specyficznych warunkach płytki są w stanie uwalniać mitochondria do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Zespół Alaina R. Thierry'ego zrewolucjonizował wiedzę nt. tej organelli, ujawniając, że w krwiobiegu występują całe funkcjonalne zewnątrzkomórkowe mitochondria.
      Autorzy artykułu z FASEB Journal posłużyli się wcześniejszymi badaniami, w których wykazano, że osocze zdrowych ludzi zawiera do 50 tys. razy więcej mitochondrialnego niż jądrowego DNA. Akademicy dywagowali, że by było to możliwe, mtDNA musi być chronione przez strukturę o wystarczającej stabilności. By ją zidentyfikować, zbadano osocze ok. 100 osób.
      Analiza ujawniła, że w krwiobiegu występują bardzo stabilne struktury zawierające pełny genom mitochondrialny. Francuzi badali ich wielkość oraz integralność mtDNA. Oglądali je także pod mikroskopem. Testy wykazały, że to funkcjonalne mitochondria (ich liczba wynosiła do 3,7 mln na ml osocza).
      Gdy uwzględni się liczbę zewnątrzkomórkowych mitochondriów we krwi, rodzi się pytanie, czemu tego odkrycia nie dokonano wcześniej? Thierry zdaje się sugerować, że chodzi o metody, które wykorzystywał jego zespół.
      Na czym polega rola zewnątrzkomórkowych mitochondriów? Francuzi uważają, że kluczem jest budowa mtDNA, która przypomina DNA bakteryjne. Jak tłumaczą, podobieństwo to może oznaczać zdolność wywoływania odpowiedzi immunologicznej bądź zapalnej. Naukowcy podejrzewają, że krążące mitochondria biorą udział w wielu fizjologicznych i/lub patologicznych procesach, wymagających komunikacji między komórkami.
      Odkrycie Francuzów może się również przyczynić do poprawy diagnostyki, monitoringu i leczenia pewnych chorób. Obecnie akademicy skupiają się na ocenie przydatności zewnątrzkomórkowych mitochondriów jako biomarkerów w diagnostyce prenatalnej i onkologicznej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy opisali szczegóły regulacji krzepnięcia przez organizm. Może to pomóc w opracowaniu lepszych metod zapobiegania i terapii m.in. chorób serca, udarów czy otępienia naczyniowego.
      Zespół, którego pracami kierowali specjaliści z Uniwersytetu w Exeter, opracował nową technikę, która jednocześnie pozawala mierzyć krzepnięcie i tworzenie wolnych rodników.
      Wolne rodniki przyczyniają się do chorób serca i układu krążenia, np. miażdżycy, demencji czy zwyrodnienia stawów.
      Technika, którą opisano na łamach Haematologica, to połączenie spektroskopii EPR (spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego) oraz agregometrii. Z powodzeniem przetestowano ją na mysich i ludzkich trombocytach.
      Jesteśmy bardzo podekscytowani stworzeniem tej techniki oraz jej potencjałem w zakresie zrozumienia rozwoju chorób naczyniowych. Po raz pierwszy mogliśmy naraz mierzyć krzepnięcie i powstawanie wolnych rodników, w przypadku których wiemy, że odgrywają istotną rolę w uszkodzeniu naczyń związanym z wiekiem, cukrzycą, otyłością i przewlekłym stanem zapalnym. Obecnie posługujemy się tą nową techniką podczas prac nad nową metodą ochrony naczyń w chorobach serca, udarze, otyłości i otępieniu naczyniopochodnym - podkreśla dr Giordano Pula.
      Ekipa, w skład której wchodził m.in. prof. Patrick Pagano z Uniwersytetu w Pittsburghu, ustaliła, że oksydazy NADPH są krytyczne dla powstawania wolnych rodników, stymulacji krzepnięcia i sprzyjania uszkodzeniu naczyń. Teraz wiadomo już, że 1) anionorodnik ponadtlenkowy, generowany wewnątrz-, ale nie zewnątrzkomórkowo przez oksydazy, jest niezbędny dla stymulacji płytek krwi przez kolagen, 2) do aktywacji zależnej od trombiny konieczna jest dysmutacja anionu ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru, 3) NOX1 jest głównym źródłem wolnych rodników przy stymulacji kolagenem, a NOX2 jest niezbędny do aktywacji przez trombinę, 4) dwa modulatory płytek, utlenione lipoproteiny o niskiej gęstości (ang. oxidised low density lipoproteins, oxLDL) i Aβ, wymagają aktywacji zarówno NOX1, jak i NOX2, by wstępnie "pobudzić" trombocyty.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas rutynowych badań we krwi 2 pacjentów z Chin wykryto 2 nowe gatunki bakterii z rodzaju Enterobacter. Są one oporne na wiele antybiotyków. Ma to spore znaczenie, zważywszy, że opóźnienia w leczeniu bakteriemii mogą prowadzić do zagrażającej życiu sepsy.
      Choć niektóre gatunki występujące w przewodzie pokarmowym nie wywołują objawów chorobowych, pewne szczepy Enterobacter są patogenami i prowadzą do zakażeń oportunistycznych u osób z upośledzoną odpornością i pacjentów wentylowanych mechanicznie. Najczęstszymi miejscami takich infekcji są układy moczowy i oddechowy.
      Nowym gatunkom nadano nazwy Enterobacter huaxiensis i Enterobacter chuandaensis (pochodzą one od regionu, gdzie zostały odkryte i od Uniwersytetu Syczuańskiego, na którym pracują naukowcy).
      Na łamach International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology opisano nowe gatunki oraz ich profile oporności. Zarówno E. huaxiensis, jak i E. chuandaensis są oporne na penicylinę i cefalosporyny.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy pracujący pod kierunkiem doktora Daniela De Carvalho z Princess Margaret Cancer Centre połączyli płynną biopsję, zmiany epigenetyczne oraz uczenie maszynowe i opracowali na tej podstawie test z krwi, który pozwala na wykrycie i sklasyfikowanie nowotworów na ich wczesnym etapie rozwoju.
      Jesteśmy bardzo podekscytowani. Jednym z głównych problemów w leczeniu nowotworów jest ich wczesna diagnostyka. Na wczesnych etapach choroby to jak poszukiwanie igły w stogu siana, gdyż ilość nieprawidłowego DNA we krwi jest minimalna, mówi De Carvalho.
      Prowadzony przez niego zespół naukowy skupił się nie na mutacjach DNA, a na zmianach epigenetycznych, dzięki czemu był w stanie zidentyfikować tysiące takich zmian unikatowych dla każdego nowotworu. Później, korzystając z metod analizy dużych zestawów danych i maszynowego uczenia się stworzyli zestaw cech charakterystycznych pozwalających na zidentyfikowanie nieprawidłowego DNA i określenie, z jakiego typu nowotworu pochodzi. W ten sposób problem „igły w stogu siana” został zamieniony w problem „tysięcy igieł w stogu siana”. Nowe podejście pozwala na znacznie łatwiejsze zidentyfikowanie choroby.
      Technikę przetestowano początkowo na próbkach od 300 pacjentów, u których nowotwory występowały w sumie w 7 różnych miejscach (płuca, trzustka, piersi, szpik, pęcherz moczowy, nerki oraz okrężnica) i porównano je z próbkami od zdrowych osób. Okazało się, że w każdym przypadku udało się prawidłowo zidentyfikować nowotwór. Od czasu pierwszego testu badania powtórzono i już w sumie sprawdzono działanie nowej techniki na ponad 700 próbkach.
      Następnym krokiem jest przeprowadzenie eksperymentów na większą skalę. Zespół De Carvalho chce teraz sprawdzić swoją technikę na tysiącach próbek pozyskanych od osób, których krew została pobrana na miesiące a nawet lata przed zdiagnozowaniem u nich nowotworu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy uśpione komórki skóry wchodzą w kontakt z surowicą krwi, wszystkie zaczynają się przemieszczać i rosnąć w tym samym kierunku. Na tej podstawie naukowcy opracowali model, który daje nowy wgląd w mechanizm gojenia ran.
      W ciągu życia człowiek doznaje ok. 10 tys. urazów: od drobnych przecięć po poważne rany i operacje. W większości przypadków wszystko się goi bez problemu, ale w niekiedy proces nie zachodzi prawidłowo i rany stają się chroniczne. Z taką sytuacją mamy do czynienia np. w otyłości czy cukrzycy.
      Od dawna wiadomo, że krew odgrywa ważną rolę w gojeniu i że różne składowe krwi wyzwalają proces naprawy tkanki po urazie. Autorzy najnowszej publikacji z pisma Nature Communications sprawdzali, co się dzieje z uśpionymi komórkami skóry (keratynocytami), które wejdą w kontakt z krwią (pod nieobecność rany).
      Okazało się, że surowica wyzwala 2 procesy istotne dla gojenia: spontaniczny ruch (migrację) i wzrost (namnażanie) komórek. Akademicy ze Szpitala Uniwersytetu w Oslo zauważyli też, że podziały komórek są spolaryzowane i zgodne z kierunkiem migracji (cechują się one m.in. przedmitotyczną migracją jądra na przód komórki i asymetrycznym podziałem lizosomów do komórek potomnych).
      Łącznie oznacza to, że surowca wystarczy, by aktywować uśpione keratynocyty do stanu, w którym się namnażają i migrują (nie trzeba więc, jak wcześniej sądzono, krawędzi rany).
      Norwegowie oceniali, jak łączność/styczność między komórkami wpływa na ich migrację i wzrost. Stwierdzono, że rozłączone (odrębne) komórki wykonują jedynie losowe indywidualne ruchy, a silne związki międzykomórkowe prowadzą do o wiele mocniej zaznaczonej zbiorowej i skoordynowanej migracji; pokonywane odcinki mierzone są w skali mikro-, a nawet milimetrowej.
      By lepiej zrozumieć przebieg zdarzeń, prof. Liesbeth Janssen i studentka Marijke Valk z Uniwersytetu Technicznego w Eindhoven (TU/e) opracowały model, który oddaje kształt i ruchy komórek zarówno w obecności, jak i pod nieobecność krwi. Symulacja pokazała np., że wzmożona łączność komórek powoduje, że silniej "równają" one do sąsiadek, co pozwala na kolektywny ruch na stosunkowo dużą skalę.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...