Σχεδόν εξωγήινο μικρόβιο βρέθηκε να τρώει ραδιενέργεια

Το βακτήριο Desulforudis audaxviator αξιοποιεί την ενέργεια του ραδιενεργού ουρανίου 

Ένα είδος βακτηρίου που βρέθηκε να ζει βαθιά στο υπέδαφος αποκαλύπτεται ότι έχει τη μοναδική ικανότητα να αντλεί ενέργεια από τη ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου. Η ανακάλυψη, λένε Αμερικανοί ερευνητές, αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο ύπαρξης εξωγήινων που τρέφονται με καθαρή ακτινοβολία.

Το μοναδικό βακτήριο, με την ονομασία Desulforudis audaxviator, βρέθηκε να ζει σε ένα παλιό χρυσωρυχείο στη Νότιο Αφρική, σε βάθος 2,8 χιλιομέτρων. «Τράβηξε την προσοχή μου επειδή αντλεί ενέργεια αποκλειστικά από ραδιενεργές ουσίες» λέει o Ντιμίτρα Άτρι, αστροβιολόγος του Διαστημικού Ινστιτούτου Επιστήμης «Blue Marble» στο Σιάτλ. «Ποιος ξέρει αν συμβαίνει το ίδιο με τη ζωή σε άλλους κόσμους;» εικάζει.

Οι περισσότεροι οργανισμοί στη Γη είτε εκμεταλλεύονται το φως του ήλιου για να φωτοσυνθέσουν την τροφή τους, είτε τρέφονται με φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Το Desulforudis audaxviator ανήκει σε μια διαφορετική, σπάνια κατηγορία οργανισμών, οι οποίοι αντλούν ενέργεια απευθείας από ανόργανες χημικές ουσίες του περιβάλλοντος.

Το ουράνιο και άλλα ραδιενεργά στοιχεία που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στον γήινο φλοιό εκπέμπουν ακτινοβολία, η οποία διασπά άλλα μόρια στο έδαφος. Διασπά για παράδειγμα ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο και θείο, παράγοντας έτσι θειικά ιόντα, υπεροξείδιο του υδρογόνου και άλλα προϊόντα που διατηρούν αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

Αυτή είναι η ενέργεια που αξιοποιεί για την επιβίωσή του το θαυμαστό βακτήριο: απορροφά τα μόρια και τα ιόντα που προκύπτουν, ρουφά την ενέργειά τους και στη συνέχεια τα φτύνει πίσω στο περιβάλλον.

Ο Άτρι υποψιάζεται ότι η ίδια διαδικασία θα μπορούσε να κρατά ταϊσμένα εξωγήινα μικρόβια ακόμα και σε κόσμους που στερούνται ατμόσφαιρας. Τα μικρόβια αυτά θα μπορούσαν να αξιοποιούν όχι την ακτινοβολία της ραδιενεργού διάσπασης, αλλά την ενέργεια των λεγόμενων κοσμικών ακτίνων, μιας βροχής από σωματίδια υψηλής ενέργειας που λούζει τα πάντα στο Διάστημα.

Η Γη διαθέτει μαγνητικό πεδίο που λειτουργεί ως ασπίδα προστασίας για την κοσμική ακτινοβολία. Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο με τον Άρη ή άλλα «αφιλόξενα» σώματα του Ηλιακού Συστήματος.

Χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα δεδομένα για την κοσμική ακτινοβολία, ο ερευνητής προσομοίωσε τις συνθήκες σε άλλα ουράνια σώματα, και διαπίστωσε ότι, σε όλους τους πλανήτες εκτός από τη Γη, η συνεχής ροή σωματιδίων από το Διάστημα θα προσέφερε αρκετή ενέργεια για την επιβίωση μικρών, σχετικά απλών οργανισμών όπως τα βακτήρια.

Αν ο Άτρι έχει δίκιο, οι προσπάθειες αναζήτησης εξωγήινης ζωής θα πρέπει να διευρυνθούν, και να συμπεριλάβουν κόσμους που δεν διαθέτουν μαγνητικό πεδίο και θεωρούνταν μέχρι σήμερα εχθρικοί για την υποστήριξη ζωντανών οργανισμών.

Ποιος ξέρει; Βαθιά στο υπέδαφος του Άρη ίσως κρύβεται το εξωγήινο ανάλογο του απίθανου Desulforudis audaxviator.

Πηγή : "Journal of the Royal Society Institute".

Ασημένια... αντιβιοτικά ;

Η προσθήκη αργύρου στα αντιβιοτικά μπορεί να τα καταστήσει πολύ πιο αποτελεσματικά

Η προσθήκη αργύρου στα αντιβιοτικά μπορεί να τα κάνει 10 ως 10.000 φορές πιο αποτελεσματικά στην αντιμετώπιση των λοιμώξεων, σύμφωνα με νέα μελέτη.

Ο άργυρος χρησιμοποιείται ως αντιμικροβιακό επί αιώνες, ωστόσο, ωστόσο ελάχιστα ήταν γνωστά μέχρι σήμερα σχετικά με το πώς ακριβώς δρα. Η νέα μελέτη μαρτυρεί ότι η προσθήκη του στα υπάρχοντα αντιβιοτικά μπορεί να «πολεμήσει» την εκρηκτική αύξηση των φαρμακοανθεκτικών βακτηρίων που καταγράφεται παγκοσμίως.

Πειράματα σε ποντίκια έδειξαν ότι το μέταλλο παρεμβαίνει στις φυσιολογικές βιολογικές διεργασίες των βακτηρίων, κάνοντάς τα πιο «ευάλωτα» στα αντιβιοτικά, αναφέρουν αμερικανοί ερευνητές από το Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes στο Πανεπιστήμιο της Βοστόνης.

Ενάντια σε «δύσκολα» βακτήρια

Συγκεκριμένα το ασήμι δρα ενάντια στα Gram-αρνητικά βακτήρια που είναι άκρως δύσκολοι παθογόνοι οργανισμοί σε ό,τι αφορά την αντιμετώπισή τους.

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση «Science Translational Medicine» «τα στοιχεία δείχνουν πως ο άργυρος μπορεί να χρησιμοποιηθεί με στόχο τη βελτίωση της δράσης των υπαρχόντων αντιβιοτικών ενάντια στα Gram-αρνητικά βακτήρια, επιτρέποντάς μας έτσι να ενισχύσουμε το ‘οπλοστάσιό’ μας σε ό,τι αφορά την αντιμετώπιση των βακτηριακών λοιμώξεων».

Ο επικεφαλής της μελέτης δρ Χοσέ Ρούμπεν Μορόνες-Ραμίρεζ σημείωσε ότι μελλοντικές μελέτες θα επικεντρωθούν στο πώς ο άργυρος θα μπορούσε να προστεθεί τόσο στις ενέσιμες αντιβιοτικές θεραπείες όσο και σε εκείνες σε μορφή χαπιού για χρήση από ασθενείς.

Πηγή : BHMAScience

Ψηφιακά βακτήρια : Πείραμα μετατρέπει το DNA σε μνήμη RAM

Μια πειραματική μέθοδος που επιτρέπει την εγγραφή ψηφιακής πληροφορίας στο γενετικό υλικό βακτηρίων είναι το τελευταίο ορόσημο στο χώρο της συνθετικής βιολογίας.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στην Καλιφόρνια χρησιμοποίησαν ένα συνδυασμό ενζύμων για να κωδικοποιήσουν 1 bit πληροφορίας στο γενετικό υλικό του βακτηρίου Escherichia coli. Η αποθήκευση ενός και μόνο bit δεν ακούγεται σημαντικό επίτευγμα, στην πραγματικότητα όμως ήταν ένας τεχνικός άθλος που ίσως ανοίγει το δρόμο για τους πρώτους βιολογικούς υπολογιστές. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PNAS.

Ψηφιακό DNA

Από τα τέλη της δεκαετίας του 1950, οι βιολόγοι γνωρίζουν ότι η γενετική πληροφορία είναι κυριολεκτικά ψηφιακή. Σε αντίθεση όμως με τους υπολογιστές, οι οποίοι κωδικοποιούν την πληροφορία με δύο μόνο ψηφία (στο δυαδικό σύστημα του "0" και του "1"), το αλφάβητο του DNA αποτελείται από τέσσερα ψηφία, τις χημικές βάσεις Α, Τ, C, G.

Θεωρητικά, είναι δυνατό να χρησιμοποιήσει κανείς αυτά τα τέσσερα γράμματα για να κωδικοποιήσει οποιαδήποτε πληροφορία (πχ λέξεις) σε μόρια DNA. Όμως, το πρόβλημα με αυτού του είδους τη μνήμη είναι ότι το περιεχόμενό της δεν μπορεί να διαγραφεί και να επανεγγραφεί κατά βούληση, όπως συμβαίνει με τη μνήμη RAM των υπολογιστών.

Αντίθετα, η νέα βιολογική μνήμη του Στάνφορντ είναι πραγματικά επανεγγράψιμη -το αποθηκευμένο bit πληροφορίας μπορεί να αλλάξει τιμή ("0" ή "1") μέχρι και 16 φορές χωρίς να αλλοιωθεί.

Σε αυτή την περίπτωση, όμως, η πληροφορία δεν κωδικοποιείται στην αλληλουχία των βάσεων του μορίου DNA, αλλά στον προσανατολισμό του μορίου. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο ένζυμα που προέρχονται από ιούς, τα οποία μπορούν να αποκόπτουν τμήματα του DNA, να αντιστρέφουν τον προσανατολισμό τους και να τα επανασυνδέουν πίσω στην αρχική τους θέση.

Για παράδειγμα, αν η αλληλουχία του DNA έχει προσανατολισμό από το A στο Β, το bit λαμβάνει την τιμή "1". Όταν αργότερα ο προσανατολισμός της αλληλουχίας αλλάξει από Β σε Α, το bit παίρνει την τιμή "0".

Ο προσανατολισμός της αλληλουχίας μπορεί να αλλάζει κατά βούληση με τον προσεκτικό έλεγχο των δύο ενζύμων, τα οποία αποκόπτουν, αντιστρέφουν και επανασυνδέουν την αλληλουχία στο DNA του βακτηρίου.

Και αλλαγή του προσανατολισμού γίνεται αμέσως ορατή, καθώς αλλάζει την έκφραση (λειτουργία) ορισμένων γονιδίων, έτσι ώστε το βακτήριο να αλλάζει χρώμα ανάλογα με το εάν το bit λαμβάνει την τιμή "0" ή "1".

Η λειτουργία του συστήματος ακούγεται απλή, στην πραγματικότητα όμως οι ερευνητές πειραματίζονταν επί τρία χρόνια με 750 διαφορετικούς σχεδιασμούς, πριν καταφέρουν τελικά να δημιουργήσουν τη ζωντανή RAM.

Σκοπεύουν τώρα να συνεχίσουν τις προσπάθειες, ακόμα και για μια δεκαετία αν χρειαστεί, προκειμένου να αυξήσουν το μέγεθος της μνήμης στο 1 byte, το οποίο περιλαμβάνει 8 bit.

Το πλήρες άρθρο

"Τιτανικός" : 100 χρόνια μετά

Την ατμόσφαιρα στον πολυτελή Τιτανικό θα προσπαθήσουν να επαναφέρουν οι διοργανωτές δύο κρουαζιέρων, ως φόρο τιμής στο διασημότερο ναυάγιο της σύγχρονης ναυσιπλοΐας, ακριβώς εκατό χρόνια μετά.

Η πρώτη κρουαζιέρα ξεκίνησε από τη Νέα Υόρκη των ΗΠΑ, πέρασε από το Χάλιφαξ του Καναδά και θα περάσει τη νύχτα της 14ης Απριλίου στο σημείο του Ατλαντικού που βυθίστηκε ο Τιτανικός το 1912, ενώ η δεύτερη ξεκίνησε από το Σαουθάμπτον της Βρετανίας στις 8 Απριλίου και θα βρεθεί επίσης στις 14 Απριλίου στο σημείο του ναυαγίου.

Τι γίνεται όμως στο βυθισμένο πλοίο ;

Μια νέα γενιά επιβατών απολαμβάνει το δείπνο της στο κατάστρωμα του Τιτανικού : βακτήρια που οξειδώνουν το σίδερο κατατρώγουν το κουφάρι του υπερωκεάνιου και θα το μετατρέψουν τελικά σε μια άμορφη μάζας σκουριάς.

"Σε 20 με 30 χρόνια το ναυάγιο ίσως θα καταρρεύσει"  προειδοποιεί η Ενριέτα Μαν, βιολόγος του Πανεπιστημίου Ντάλουσι στον Καναδά.

Η Δρ Μαν είναι μία από τους ερευνητές που εξέτασαν δείγματα του ναυαγίου τα οποία συλλέχθηκαν το 1991, δηλαδή 79 χρόνια μετά τη βύθιση του πλοίου στις 15 Απριλίου 1912. Στην αποστολή του 1991, σχεδόν 3.800 μέτρα κάτω από την επιφάνεια του Βορείου Ατλαντικού έξω από το Νιουφάουντλαντ του Καναδά, καταγράφηκαν συνολικά 28 είδη που ζουν στο ναυάγιο, ανάμεσά τους καβούρια, ανεμώνες, γαρίδες και αστερίες.

Για αυτή την αποικία, η βασική πηγή ενέργειας είναι η χημική ενέργεια από τις αντιδράσεις οξείδωσης του σιδήρου.

Η αποστολή του 1991 αποκάλυψε μεγάλες στήλες σκουριάς που θυμίζουν σταλακτίτες. Οι αναλύσεις έδειξαν τελικά ότι η σκουριά έχει βιολογική και όχι χημική προέλευση, καθώς σχηματίζεται από βακτήρια που οξειδώνουν το σίδηρο άτομο προς άτομο και τον μετατρέπουν σε σκουριά.

Τα βακτήρια βρίσκουν νοστιμότατα πολλά τμήματα του πλοίου -από τα φινιστρίνια και τις σιδερένιες σκάλες μέχρι τους καυστήρες από χυτοσίδηρο. Τα μόνα κομμάτια που παραμένουν άθικτα είναι τα μπρούτζινα.

H εξαφάνιση του πλοίου θα είναι μια σημαντική απώλεια, ωστόσο οι αποστολές στο ναυάγιο προσέφεραν και μια θετική αποκάλυψη: όλα τα παλιά πλοία και οι εξέδρες πετρελαίου που έχουν βυθιστεί στους ωκεανούς δεν θα σχηματίσουν αιώνιους σωρούς σκουπιδιών.

Τα βακτήρια έχουν τη λύση…