22 Απρ 2018

Το δηλητήριο του κροταλία βάση για ανάπτυξη ισχυρών αντιβιοτικών


Ερευνητές του Πανεπιστημίου Queensland στην Αυστραλία εντόπισαν ένα συστατικό στο δηλητήριο του κροταλία το οποίο όπως υποστηρίζουν μπορεί να αποτελέσει την βάση για την δημιουργία μιας νέας γενιάς αντιβιοτικών που θα αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά τα βακτήρια που έχουν γίνει ανθεκτικά στα υπάρχοντα φάρμακα. 
Οι ερευνητές σε δημοσίευση τους στην επιθεώρηση «Journal of Biological Chemistry» περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο το πώς το δηλητήριο θα δρα στον ανθρώπινο οργανισμό χωρίς να προκαλεί ζημιές ή παρενέργειες. 
 «Πρόκειται για ένα πεπτίδιο (ένα κομματάκι μιας πρωτεΐνης) το οποίο προσδένεται στην επιφάνεια των βακτηρίων χάρις στην ηλεκτροστατική έλξη η οποία προκαλείται από τις ιδιότητες της μεμβράνης των βακτηρίων. Το πεπτίδιο έχει θετικό φορτίο ενώ τα βακτήρια αρνητικό γεγονός που επιτρέπει στο πεπτίδιο να διαπεράσει την μεμβράνη τους και τελικά να τα σκοτώσει. Επειδή τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού δεν έχουν φορτίου δεν θα ενοχληθούν από την παρουσία του πεπτιδίου, δηλαδή του δηλητηρίου. Αυτό είναι παράδειγμα του πώς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πράγματα που υπάρχουν φύση και φαινομενικά μοιάζουν εχθρικά προς εμάς προς όφελος μας και στην προκειμένη περίπτωση να προσθέσουμε ένα νέο εναλλακτικό όπλο στο φαρμακευτικό μας οπλοστάσιο», αναφέρει η καθηγήτρια Σόνια Ενρίκες, επικεφαλής της μελέτης. 
Τα τελευταία χρόνια η επιστημονική κοινότητα εξερευνά τον κόσμο των δηλητηρίων της φύσης και το πώς αυτά θα μπορούσαν να αλλάξουν προορισμό και από θανατηφόρα για τον άνθρωπο να του σώζουν την ζωή. Η βρετανική εταιρεία βιοτεχνολογίας «Venomtech» πειραματίζεται με δηλητήρια από σκορπιούς και αράχνες με στόχο όπως και στην περίπτωση του δηλητηρίου του κροταλία την ανάπτυξη φαρμάκων που θα αντιμετωπίζουν βακτήρια ανθεκτικά στα υπάρχοντα αντιβιοτικά.
Η ανάπτυξη νέων ισχυρών αντιβιοτικών είναι πολύ σημαντική αφού σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα μέχρι το 2050, τα ανθεκτικά βακτήρια θα σκοτώνουν περίπου 10 εκατομμύρια ανθρώπους σε ετήσια βάση. Δεν είναι όμως τα αντιβιοτικά το πεδίο στο οποίο επικεντρώνονται οι έρευνες με τα δηλητήρια των διαφόρων ζώων αφού διερευνάται και η πιθανότητα να έχουν θετικές επιπτώσεις και σε άλλες παθήσεις. Το δηλητήριο μιας σαύρας για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για να αναπτυχθεί μια θεραπεία κατά του διαβήτη. 

Πηγή : in.gr

17 Απρ 2018

Μικρόβια που «τρώνε» το πετρέλαιο, την ραδιενέργεια και που αλλάζουν μεταβολισμό

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κεμπέκ υποστηρίζουν ότι εντόπισαν ένα μικρόβιο το οποίο μπορεί να απορροφά και να διαλύει το πετρέλαιο

Πολλές ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο προσπαθούν τα τελευταία χρόνια να αναπτύξουν νέες αποτελεσματικότερες και ταυτόχρονα πιο φιλικές στο περιβάλλον μεθόδους καθαρισμού των πετρελαιοκηλίδων από τις θάλασσες. Στο πλαίσιο αυτό πολλοί ερευνητές έχουν στρέψει το ενδιαφέρον τους σε μικροοργανισμούς που θα μπορούσαν να βοηθήσουν σε αυτή την κατεύθυνση. Είναι γνωστό ότι πραγματοποιούνται πειράματα με χιλιάδες είδη μικροοργανισμών αναζητώντας εκείνους που μπορούν να συμβάλουν στην εξουδετέρωση των πετρελαιοκηλίδων.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κεμπέκ υποστηρίζουν ότι εντόπισαν ένα μικρόβιο το οποίο μπορεί να απορροφά και να διαλύει το πετρέλαιο. Πρόκειται για το μικρόβιο ψ το οποίο σύμφωνα με τους ερευνητές διαθέτει ένα ένζυμο το οποίο του επιτρέπει να διαλύει το πετρέλαιο και να το μετατρέπει σε νερό και άλλα φιλικά για το περιβάλλον υποπροϊόντα. Όπως είναι ευνόητο το μικρόβιο αυτό αν όντως έχει αυτές τις ιδιότητες μπορεί να αποτελέσει ένα πολύτιμο σύμμαχο για την προστασία του περιβάλλοντος και την σωτηρία οικοσυστημάτων στα οποία έχει εισβάλει πετρέλαιο.
Οι έρευνες με τις μικροβιακές μορφές ζωής έχουν αποκαλύψει την ύπαρξη μικροβίων με πραγματικά πολύ εντυπωσιακές ικανότητες.
Ένα είδος βακτηρίου που βρέθηκε να ζει βαθιά στο υπέδαφος διαπιστώθηκε ότι έχει τη μοναδική ικανότητα να τρέφεται με… ραδιενέργεια! Το βακτήριο, με την ονομασία Desulforudis audaxviator, βρέθηκε να ζει σε ένα παλιό χρυσωρυχείο στη Νότια Αφρική, σε βάθος 2,8 χιλιομέτρων και διαπιστώθηκε αντλεί ενέργεια από τη ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου. Η ανακάλυψη μάλιστα οδήγησε κάποιους ειδικούς να διατυπώσουν την άποψη ότι η παρουσία του συγκεκριμένου μικροβίου αφήνει ανοικτό το ενδεχόμενο ύπαρξης εξωγήινων που τρέφονται με καθαρή ακτινοβολία.
Το μοβ βακτήριο Rhodopseudomonas palustris προσελκύει εδώ και χρόνια το ενδιαφέρον των βιοτεχνολόγων χάρη στη μοναδική ικανότητά του να αλλάζει μεταβολισμό ανάλογα με τις συνθήκες. Απαντάται σε πολλά διαφορετικά περιβάλλοντα, καθώς μπορεί να αντλεί ενέργεια είτε από το φως, μέσω της φωτοσύνθεσης, είτε από οργανικά ή ανόργανα μόρια. Παρόλο που το πλήρες γονιδίωμα του βακτηρίου είναι διαθέσιμο από το 2004, τα μεταβολικά κόλπα του δεν έχουν γίνει ακόμα κατανοητά. Στην τελευταία σχετική μελέτη ερευνητές του Χάρβαρντ αναφέρουν ότι αυτό το μικρόβιο μπορεί να αντλεί ηλεκτρόνια από ορυκτά του εδάφους, ακόμα και από ορυκτά που βρίσκονται αρκετά βαθιά κάτω από την επιφάνεια. Με λίγα λόγια το μικρόβια τρέφεται με φως και ηλεκτρισμό.


16 Απρ 2018

Σύστημα τεχνητής νοημοσύνης καθοδηγεί τη δημιουργία νέων μορίων



Η συνθετική οργανική χημεία είναι η επιστήμη της δημιουργίας νέων χημικών δομών από απλούστερα μέρη. Έως σήμερα, η γνώση και η εμπειρία των χημικών ήταν το "κλειδί" για να σχεδιάσουν και να συνδυάσουν πετυχημένα τις χημικές αντιδράσεις, έτσι ώστε να παράγουν το επιθυμητό αποτέλεσμα, όπως το μόριο ενός νέου φαρμάκου. Αλλά, εφεξής θα έχουν ένα πολύτιμο βοηθό, αν όχι οδηγό: την τεχνητή νοημοσύνη.
Γερμανοί επιστήμονες δημιούργησαν ένα νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που, αφού έχει αφομοιώσει σχεδόν κάθε χημική αντίδραση που έχει γίνει μέχρι σήμερα από τους ανθρώπους, μπορεί πια μόνο του να προτείνει τις χημικές αντιδράσεις και να σχεδιάσει τα διαδοχικά χημικά βήματα για να παραχθεί ένα νέο μόριο. Οι χημικοί έκαναν λόγο για μια εξέλιξη-ορόσημο, που μπορεί να μεταμορφώσει τη Χημεία και να τη βάλει σε μεγάλο βαθμό στον…αυτόματο πιλότο, μεταξύ άλλων επιταχύνοντας την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, αλλά και μειώνοντας το κόστος.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον ειδικό στην οργανική χημεία και στην τεχνητή νοημοσύνη Μάρβιν Ζέγκλερ του Πανεπιστημίου του Μίνστερ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature", χρησιμοποίησαν νευρωνικά δίκτυα βαθιάς μάθησης για να τροφοδοτήσουν και να «εκπαιδεύσουν» το λογισμικό τους με περίπου 12,4 εκατομμύρια γνωστές οργανικές χημικές αντιδράσεις, που έχουν συσσωρευτεί από τα μέσα του 19ου αιώνα μέσα από τη θεωρία και την πρακτική.
Στη συνέχεια, το σύστημα – που μαθαίνει και βελτιώνεται τελείως μόνο του- μπορεί να προβλέψει τις χημικές αντιδράσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κάθε βήμα. Το «έξυπνο» λογισμικό σχεδιάζει μόνο του μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων για τη σύνθεση ενός νέου μορίου, από την αρχή έως το τέλος.
Από τη δεκαετία του 1960, οι χημικοί ξεκινάνε συχνά από το τέλος, δηλαδή με το μόριο που θέλουν να φτιάξουν, το οποίο βρίσκουν πια με τη βοήθεια υπολογιστών. Στη συνέχεια, πηγαίνοντας ανάποδα και χρησιμοποιώντας τόσο την ανάλυση άλλων μορίων που ήδη υπάρχουν όσο και τη διαίσθησή τους, καταλήγουν στις ουσίες (π.χ. στα πρόδρομα μόρια) και στις χημικές αντιδράσεις με τις οποίες πρέπει να ξεκινήσουν. Μια διαδικασία που μπορεί να πάρει στους ανθρώπους από μερικές ώρες έως αρκετές μέρες, αλλά την οποία τώρα πια είναι σε θέση να κάνει -και μάλιστα πολύ πιο γρήγορα- το νέο εργαλείο της τεχνητής νοημοσύνης.
Προς επιβεβαίωση, οι ερευνητές έδειξαν σε 45 χημικούς στη Γερμανία και στην Κίνα εννέα καταγεγραμμένα "μονοπάτια" σύνθεσης διαφορετικών μορίων, τα οποία είχαν σχεδιασθεί είτε από ανθρώπους χημικούς είτε από το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης και τους κάλεσαν -αν μπορούσαν- να διακρίνουν ποια προέρχονταν από το μηχάνημα.
Οι χημικοί δεν ήσαν σε θέση να διακρίνουν τα μεν από τα δε και δεν είχαν προτίμηση για το ποια ήσαν τα καλύτερα, πράγμα που δείχνει ότι το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης λειτουργεί πια όπως ένας έμπειρος χημικός. Δεν σημαίνει βέβαια ότι κάθε πρόταση του χημικού αλγόριθμου τελικά θα "δουλέψει" στο εργαστήριο, όπως όμως αποδεδειγμένα δεν φέρνει αποτελέσματα και κάθε ιδέα ανθρώπου χημικού.
Έχουν διεθνώς υπάρξει διάφορες προσπάθειες για να "παντρευτεί" η χημεία με την τεχνητή νοημοσύνη, αλλά το σύστημα του Ζέγκλερ είναι το πιο προχωρημένο, επειδή μαθαίνει τελείως μόνο του και δεν χρειάζεται καθόλου να του μάθουν οι άνθρωποι τους κανόνες που θα χρησιμοποιήσει.
Ήδη αρκετές φαρμακευτικές εταιρείες έχουν δείξει ενδιαφέρον για το νέο σύστημα. Ο Ζέγκλερ δήλωσε αισιόδοξος, ότι οι οργανικοί χημικοί δεν θα μείνουν χωρίς δουλειά στο μέλλον, απλώς το νέο εργαλείο θα αποτελέσει έναν πολύτιμο βοηθό τους. Όπως ανέφερε χαρακτηριστικά, "η συσκευή πλοήγησης GPS μπορεί να κατέστησε περιττούς τους χάρτινους χάρτες, αλλά όχι και τον οδηγό του αυτοκινήτου".
Δεν είναι πάντως σίγουρο ότι όλοι οι χημικοί θα το δουν με το ίδιο μάτι…


Πηγή : in.gr

15 Απρ 2018

Δημιουργήθηκε πλαστικό που είναι καλός αγωγός της θερμότητας



Χάρη στο νέο υλικό οι φορητοί υπολογιστές και τα κινητά στο μέλλον μπορεί να μην υπερθερμαίνονται

Τα πλαστικά είναι θαυμάσια μονωτικά υλικά, καθώς παγιδεύουν τη θερμότητα. Αυτή η ιδιότητα είναι ό,τι πρέπει αν κανείς θέλει να φτιάξει π.χ. ένα μονωτικό «δακτυλίδι» για να πιάνει άφοβα το καυτό ποτήρι του καφέ.
Αλλά είναι ανεπιθύμητη, όταν π.χ. αφορά το πλαστικό περίβλημα του φορητού υπολογιστή ή του κινητού τηλεφώνου που μπορεί να υπερθερμανθούν, ακριβώς επειδή παγιδεύουν τη θερμότητα που βγάζει το μηχάνημα, αντί να την αφήνουν να διαχέεται ελεύθερα.
Τώρα, οι ερευνητές από τα Τμήματα των Μηχανολόγων και των Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ ανέπτυξαν ένα πολυμερές που είναι πολύ καλός αγωγός της θερμότητας. Πρόκειται για ένα πλαστικό υλικό που αφήνει τη θερμότητα να διασκορπίζεται στο περιβάλλον, αντί να τη «φυλακίζει».
Το νέο υλικό, που είναι ελαφρύ και εύκαμπτο, μπορεί να μεταφέρει δεκαπλάσια θερμότητα σε σχέση με τα πολυμερή υλικά του εμπορίου και μάλιστα προς όλες τις κατευθύνσεις.
Οι ερευνητές, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο επιστημονικό έντυπο "Science Advances", δήλωσαν ότι εργάζονται ήδη για να βελτιώσουν κι άλλο το υλικό, ώστε να βρει πρακτικές εφαρμογές στις ηλεκτρονικές συσκευές, στα περιβλήματα μπαταριών κ.α.