Ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς δαπάνη ενέργειας από "εξωτικά" υλικά

Ένα υλικό που παράγει αυθόρμητα το δικό του ηλεκτρικό ρεύμα θα μπορούσε μια μέρα να οδηγήσει σε ηλεκτρονικές συσκευές με θεαματική μικρή κατανάλωση ενέργειας, αναφέρουν ερευνητές στην Ιαπωνία και την Κίνα.

Η μελέτη τους στην επιθεώρηση "Nature Communications" αφορά τους λεγόμενους τοπολογικούς μονωτές, των οποίων η ύπαρξη προβλέφθηκε το 2005 και επιβεβαιώθηκε το 2007. Τα ιδιαίτερα αυτά υλικά ουσιαστικά συμπεριφέρονται ως αγωγοί από έξω και ως μονωτές από μέσα : το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να ταξιδεύει μόνο στις άκρες ή στην επιφάνεια του υλικού, ενώ το εσωτερικό τους είναι μονωτικό.

Η ερευνητική ομάδα εξετάζει έναν τοπολογικό μονωτή του οποίου η συμπεριφορά δεν είχε εξηγηθεί επαρκώς μέχρι σήμερα. Πρόκειται για μια ένωση του βισμουθίου, του αντιμονίου και του τελούριου [(Sb,Bi)₂Te₃], εμπλουτισμένη με χρώμιο, η οποία παρουσιάζει μαγνητικές ιδιότητες και παράγει ένα ασθενές ηλεκτρικό ρεύμα στην επιφάνειά της όταν βρίσκεται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες.

Μέχρι σήμερα, λένε οι ερευνητές, κανείς δεν γνώριζε γιατί το υλικό αυτό είναι μαγνητικό και συμπεριφέρεται ως τοπολογικός μονωτής.

Η έρευνα αποκάλυψε ότι τα μη μεταλλικά στοιχεία του υλικού (τελούριο και βισμούθιο) μεσολαβούν στις αλληλεπιδράσεις των μαγνητικών ατόμων χρωμίου, τα οποία ουσιαστικά συμπεριφέρονται ως μικροσκοπικοί μαγνήτες. Χάρη στα μη μαγνητικά στοιχεία τα άτομα χρωμίου ευθυγραμμίζουν τους βόρειους και νότιους «πόλους» τους και δίνουν έτσι μαγνητικές ιδιότητες σε ολόκληρο το υλικό.

Η ανακάλυψη, εκτιμά η ερευνητική ομάδα, ανοίγει το δρόμο για την ανάπτυξη νέων τοπολογικών μονωτών. Όπως λέει ο Ακίο Κιμούρα του Πανεπιστημίου της Χιροσίμα, μέλος της ομάδας, «η ελπίδα μας είναι ότι το επίτευγμα αυτό θα οδηγήσει στη δημιουργία νέων υλικών που λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου».

Και αυτό ίσως δώσει μια γενιά ηλεκτρονικών συσκευών με εξαιρετικά μικρή κατανάλωση.

Πηγή : in.gr

Χημικά δώρα 2016

Μπλουζάκι...

Όπως κάθε χρόνο, προτείνουμε δώρα για χημικούς και μη, δώρα που έχουν όμως σχέση με τη χημεία.

Για φέτος λοιπόν :

Κονκάρδες, γραβάτες, πάνινες τσάντες και ρολόγια εδώ

Διάφορες κάρτες εδώ

Θήκες για smartphone εδώ

T-shirts, κούπες και άλλα εδώ

Χημικά όργανα σε φωτιστικά γραφείου εδώ

Στυλό-περιοδικός πίνακας εδώ

Περιδέραιο ασημένια κωνική φιάλη εδώ

Mouse pad εδώ

Κ Α Λ Ε Σ   Γ Ι Ο Ρ Τ Ε Σ !

Δείτε ακόμα :

Χημικά δώρα 2013

Χημικά δώρα 2014

Χημικά δώρα 2015

Ετήσιος απολογισμός 2015 από το "Science"

Στον καθιερωμένο ετήσιο απολογισμό του, το κορυφαίο περιοδικό Science αναγνωρίζει ως επίτευγμα της χρονιάς μια νέα, σχετικά απλή τεχνική για γενετικές παρεμβάσεις ακριβείας. Παρουσιάζει εννέα ακόμα σημαντικές εξελίξεις για το 2015, καθώς και τρεις δυσάρεστες εξελίξεις για την Επιστήμη.

Τον τίτλο της σημαντικότερης εξέλιξης κερδίζει το CRISPR, ένα ενζυμικό σύστημα που επιτρέπει στους ερευνητές να διαγράφουν ή να τροποποιούν συγκεκριμένα γονίδια στο DNA ζώων, φυτών και μικροβίων. Το CRISPR ανακαλύφθηκε πριν από τρία χρόνια, φέτος όμως αξιοποιήθηκε σε μια ευρεία γκάμα μελετών. Μία από αυτές αφορούσε την πρώτη αναφορά για γενετική τροποποίηση ανθρώπινων εμβρύων, την οποία ανακοίνωσαν ερευνητές στην Κίνα προκαλώντας αντιδράσεις στη Δύση. 

Το υπόλοιπο Top10 :
Οι πρώτες επισκέψεις σε πλανήτες νάνους : To New Horizons της NASA έφτασε στον Πλούτωνα, ενώ το Dawn, επίσης της NASA, μελέτησε από κοντά τη Δήμητρα.Η αλληλούχιση του γονιδιώματος του «Ανθρώπου του Κένγουϊκ», που έζησε στις ΗΠΑ πριν από 8.500 χρόνια. Η αλληλουχία επιβεβαιώνει ότι οι πρώτοι Αμερικανοί έχουν ασιατική καταγωγή.Η αποκάλυψη ότι οι περισσότερες μελέτες Ψυχολογίας δεν μπορούν να αναπαραχθούν από άλλους επιστήμονες, γεγονός που μειώνει την αξιοπιστία τους.Η διεύρυνση της ανθρώπινης οικογένειας με την ανακάλυψη του Homo naledi, ενός άγνωστου ως τώρα είδος ανθρώπου που έζησε στη Νότιο Αφρική.Η επιβεβαίωση -μέσω «τομογραφίας σεισμικών κυμάτων»- ότι οι στήλες μάγματος που φθάνουν στην επιφάνεια της Γης πηγάζουν από τον πυρήνα του πλανήτη.Η ανάπτυξη του πρώτου εμβολίου για τον ιό ΈμπολαΗ γενετική τροποποίηση ενός μύκητα ώστε να παράγει οπιοειδή αναλγητικά.Η ανακάλυψη ότι το λεμφικό σύστημα επεκτείνεται και στον εγκέφαλο, λειτουργώντας ως «αποχέτευση» που τον καθαρίζει από τα απόβλητα.Η επιβεβαίωση του φαινομένου της κβαντικής διεμπλοκής, στο οποίο δύο σωματίδια αλληλεπιδρούν ακαριαία ακόμα και από μεγάλη απόσταση. Και τρεις δυσάρεστες εξελίξεις για την επιστήμη :

Η καταστροφή του ναού του Βάαλ στην Παλμύρα και οι άλλες καταστροφές αρχαιοτήτων από τους τζιχαντιστές του Ισλαμικού Κράτους στη Συρία.Η αποκάλυψη ότι ο χώρος της επιστήμης δεν είναι απαλλαγμένος σεξιστικών σκανδάλων, καθώς ο βρετανός νομπελίστας βιολόγος Τιμ Χαντ του University College London και ο αμερικανός αστρονόμος Τζέφ Μάρσι του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ αναγκάστηκαν να παραιτηθούν λόγω σεξιστικών σχολίων για τις γυναίκες συναδέλφους τους ή σεξουαλικής παρενόχλησης.Η παρεμπόδιση της κατασκευής του μεγαλύτερου οπτικού τηλεσκοπίου του κόσμου στη Χαβάη. Οι ντόπιοι θεωρούν ιερό το όρος Μάουνα Κέα όπου θα εγκαθίστατο το τηλεσκόπιο διαμέτρου 30 μέτρων. Η υπόθεση έχει παραπεμφθεί στα αμερικανικά δικαστήρια με άγνωστη κατάληξη.

Ο πρώτος Περιοδικός Πίνακας των Πρωτεϊνών

Οι πρωτεΐνες έχουν αστείρευτη ποικιλία μεγεθών και σχημάτων  

Επιστήμονες στη Βρετανία παρουσίασαν τον πρώτο Περιοδικό Πίνακα Συμπλεγμάτων Πρωτεϊνών, γεγονός που θα επιτρέψει στους ερευνητές όλου του κόσμου να κατανοήσουν και να προβλέψουν καλύτερα με ποιους τρόπους οι πρωτεΐνες συνδυάζονται για να κινήσουν τις βιολογικές διαδικασίες.

Η δημιουργία του Πίνακα είναι έργο μιας διεπιστημονικής ομάδας (βιολόγων, φυσικών, χημικών κ.α.) με επικεφαλής τον Σεμπάστιαν 'Ανερτ του Εργαστηρίου Κάβεντις του Πανεπιστημίου Κέμπριτζ και τη Σάρα Τάιχμαν του ερευνητικού ινστιτούτου Wellcome Trust Sanger Institute.

Ο Πίνακας -κατά το πρότυπο του Περιοδικού Πίνακα των χημικών στοιχείων- αποκαλύπτει την τεράστια ποικιλία των σχημάτων που μπορούν να πάρουν οι πρωτεΐνες στη φύση, ενώ βοηθά τους επιστήμονες να προβλέψουν ποιες άλλες πρωτεΐνες μπορούν να ανακαλυφθούν μελλοντικά και ποιες νέες δομικές μορφές θα μπορούσαν να πάρουν μέσω ανθρώπινης παρέμβασης.

Σχεδόν όλες οι βιολογικές διαδικασίες εξαρτώνται από την αλληλεπίδραση των πρωτεϊνών και τη «συναρμολόγησή» τους σε συνεχώς νέα συμπλέγματα. Πολλές ασθένειες οφείλονται σε προβλήματα στη δημιουργία αυτών των πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων. Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμα κατανοήσει πλήρως αυτές τις πολύπλοκες διαδικασίες, αλλά ο νέος Πίνακας θα τους βοηθήσει να βάλουν μια τάξη στον χαοτικό κόσμο των πρωτεϊνών.

Ο «χορός» των πρωτεϊνών, που φτιάχνουν συνεχώς διαφορετικά συμπλέγματα, βασίζεται σε ορισμένα βασικά βήματα, πράγμα που -με την πρόσθετη βοήθεια της οπτικοποίησης χάρη στον νέο Πίνακα- θα επιτρέψει στους επιστήμονες να φωτίσουν καλύτερα την όλη διαδικασία.

«Φέρνουμε επιτέλους τάξη στον μπερδεμένο κόσμο των συμπλεγμάτων πρωτεϊνών», δήλωσε ο 'Ανερτ. «Οι πρωτεΐνες, μέσα από αρκετές επαναλήψεις των ίδιων απλών βημάτων, προσθέτουν όλο και περισσότερα επίπεδα πολυπλοκότητας, με τελικό αποτέλεσμα μια τεράστια ποικιλία δομών. Αυτό που κάναμε, είναι μία ταξινόμηση με βάση τις υποκείμενες βασικές αρχές, έτσι ώστε να βοηθήσουμε τους ανθρώπους να βγάλουν άκρη με όλη αυτή την πολυπλοκότητα», πρόσθεσε.

Το άρθρο στο επιστημονικό περιοδικό «Science» εδώ

Καταπολέμηση της χοληστερόλης : Ποιοι θα είναι οι διάδοχοι των στατινών ;

Σήμερα τα καρδιαγγειακά νοσήματα, κυρίως έμφραγμα του μυοκαρδίου και αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο, εξακολουθούν να αποτελούν την πρώτη αιτία θανάτου, παγκόσμια. Οι πυλώνες της προσπάθειας μείωσης των καρδιαγγειακών επεισοδίων είναι η δίαιτα και άσκηση, η διακοπή του καπνίσματος, η μείωση της «κακής» (LDL) χοληστερόλης, η ρύθμιση του σακχαρώδη διαβήτη και η αντιμετώπιση της αρτηριακής υπέρτασης. 

Στη διάρκεια των προηγούμενων δεκαετιών τεκμηριώθηκε ο αιτιολογικός ρόλος της LDL χοληστερόλης στην εμφάνιση των καρδιαγγειακών νοσημάτων. Πολλές μελέτες έδειξαν ότι όσο μεγαλύτερα είναι τα επίπεδα της LDL χοληστερόλης, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος να εμφανισθεί ένα έμφραγμα ή ένα αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο. Έτσι, ξεκίνησαν οι προσπάθειες για τη μείωση της LDL χοληστερόλης με την ελπίδα ότι έτσι θα μειωθούν τα καρδιαγγειακά επεισόδια.

Πριν από το 1990 δεν υπήρχαν αποτελεσματικά φάρμακα που να μειώνουν την LDL χοληστερόλη. Τα διαθέσιμα μέσα που είχαμε ως τότε ήταν η δίαιτα και η χορήγηση χολεστυραμίνης, νικοτινικού οξέος και κλοφιμπράτης. Αυτά τα φάρμακα δεν ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματικά και συνοδεύονταν από πολλές παρενέργειες.

Από τις αρχές της δεκαετίας του 1990 έκανε την εμφάνισή της μια νέα κατηγορία φαρμάκων που ονομάστηκαν στατίνες.

Τα φάρμακα αυτά μπορούσαν να μειώσουν την LDL χοληστερόλη αποτελεσματικά και χωρίς ιδιαίτερες παρενέργειες. 

Το 1994 ανακοινώθηκε μία μελέτη που έμελλε να αλλάξει την ιστορία της πρόληψης των καρδιαγγειακών νοσημάτων αλλά και αυτής ακόμη της ιατρικής επιστήμης. Η μελέτη αυτή έδειξε ότι η χορήγηση μιας στατίνης, της σιμβαστατίνης, για πέντε χρόνια σε ασθενείς με ιστορικό εμφράγματος του μυοκαρδίου ή στηθάγχης και υψηλά επίπεδα LDL χοληστερόλης οδήγησε σε μια εντυπωσιακή μείωση των θανάτων από καρδιαγγειακά επεισόδια (36%) αλλά και των ολικών θανάτων (30%). Είναι μία από τις λίγες φορές στην ιστορία της Ιατρικής όπου ένα φάρμακο μειώνει τους θανάτους, δηλαδή κάνει τους ασθενείς να ζουν περισσότερο.

Έκτοτε πέρασαν 20 χρόνια στη διάρκεια των οποίων πολυάριθμες μελέτες με διάφορες στατίνες επιβεβαίωσαν αυτά τα αποτελέσματα όχι μόνο σε ασθενείς που είχαν γνωστό ιστορικό καρδιαγγειακής νόσου αλλά και σε όσους είχαν υψηλό κίνδυνο να εμφανίσουν καρδιαγγειακή νόσο, είτε εξαιτίας πολύ υψηλών επιπέδων LDL χοληστερόλης, είτε εξαιτίας συνύπαρξης άλλων παραγόντων κινδύνου (π.χ. υπέρταση, κάπνισμα κ.τ.λ.). Επιπρόσθετα, μάθαμε ότι όσο χαμηλότερα είναι τα επίπεδα της LDL χοληστερόλης τόσο περισσότερο μειώνονται τα καρδιαγγειακά επεισόδια. 

Έτσι, σήμερα γνωρίζουμε ότι, δεν υπάρχουν "φυσιολογικές" τιμές LDL χοληστερόλης για όλο τον πληθυσμό, αλλά τιμές-στόχοι για κάθε άνθρωπο ανάλογα με τον κίνδυνο που έχει. Ασθενείς με γνωστή καρδιαγγειακή νόσο, οι διαβητικοί και όσοι έχουν χρόνια νεφρική νόσο πρέπει να έχουν τιμές LDL χοληστερόλης κάτω από 70 mg/dL. Άνθρωποι με πολλούς παράγοντες κινδύνου ή όσοι γεννήθηκαν με πολύ υψηλά επίπεδα χοληστερόλης πρέπει να έχουν LDL χοληστερόλη κάτω από 100 mg/dL και όλοι οι υπόλοιποι κάτω από 115 mg/dL. 

Στη διάρκεια αυτής της εικοσαετίας διαλύθηκαν πολλοί μύθοι σχετικά με την ασφάλεια των στατινών. Έτσι, είμαστε σίγουροι πλέον ότι, οι στατίνες δεν σχετίζονται με εμφάνιση νεοπλασιών ούτε προκαλούν κάποια βλάβη στο συκώτι. Οι μόνες παρενέργειες των στατινών είναι η εμφάνιση πόνων στους μυς σε ορισμένους ασθενείς και μία μικρή αύξηση της εμφάνισης διαβήτη σε άτομα που έχουν τέτοια προδιάθεση. Αντίθετα, το όφελος από τη χορήγηση των στατινών υπήρξε τεράστιο. 

Πραγματικά, τα τελευταία χρόνια οι θάνατοι που οφείλονται στα καρδιαγγειακά νοσήματα έχουν μειωθεί κατά 50% στις προηγμένες χώρες και αυτή η μείωση βαίνει παράλληλα με την αύξηση της συνταγογράφησης των στατινών και τη μείωση των επιπέδων της χοληστερόλης στον πληθυσμό. Έτσι, οι στατίνες είναι σήμερα τα συχνότερα συνταγογραφούμενα φάρμακα παγκόσμια. 

Ένας από τους περιορισμούς των στατινών είναι ότι ένας σημαντικός αριθμός ατόμων δεν επιτυγχάνει τους στόχους της LDL χοληστερόλης. Σε αυτές τις περιπτώσεις στην αγωγή με μία στατίνη προσθέτουμε την εζετιμίμπη. Η εζετιμίμπη είναι ένα φάρμακο που δεν είναι στατίνη, αλλά μειώνει τα επίπεδα της LDL χοληστερόλης ελαττώνοντας την εντερική απορρόφηση της χοληστερόλης.  Το μέλλον της φαρμακευτικής θεραπείας για τη μείωση της LDL χοληστερόλης ανήκει στην ανάπτυξη ανθρώπινων μονοκλωνικών αντισωμάτων, έναντι μίας πρωτεΐνης (της PCSK9) που διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση των επιπέδων της LDL χοληστερόλης. Η χορήγηση αυτών των μονοκλωνικών αντισωμάτων μειώνει επιπρόσθετα την LDL χοληστερόλη έως 65%.

Οι ανεπιθύμητες ενέργειες περιορίζονται σε ελάχιστες τοπικές αντιδράσεις στο σημείο της έγχυσης, ενώ δεν παρατηρείται μυοπάθεια ή αύξηση των ηπατικών ενζύμων. Αυτά τα φάρμακα βρίσκονται σε προχωρημένο στάδιο κλινικών μελετών και αναμένεται να κυκλοφορήσουν σε δύο χρόνια.

Το πρώτο «πορώδες υγρό»

Ένα «πορώδες» υγρό, το οποίο μπορεί να αποθηκεύει ανάμεσα στα μόριά του ασυνήθιστα μεγάλες ποσότητες αερίων, σχεδιάστηκε στον υπολογιστή και παρασκευάστηκε από ερευνητές στη Βρετανία -μια εφεύρεση που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στην οικονομία του υδρογόνου ή στη μάχη κατά της κλιματικής αλλαγής.

 «Τα υλικά που περιέχουν μόνιμες τρύπες, ή πόρους, είναι πολύτιμα από τεχνολογική άποψη [...] Μέχρι πρόσφατα, όμως, αυτά τα πορώδη υλικά ήταν όλα στερεά» αναφέρει ο Στούαρτ Τζέιμς του Queen's University του Μπέλφαστ, επικεφαλής της διεθνούς μελέτης που δημοσιεύεται στο περιοδικό "Nature".
«Αυτό που κάναμε ήταν να σχεδιάσουμε ένα ειδικό υγρό από το μηδέν : σχεδιάσαμε τα σχήματα των μορίων από τα οποία αποτελείται το υγρό, έτσι ώστε το υγρό να μην καταλαμβάνει όλο το χώρο. Λόγω των άδειων οπών που υπήρχαν στο υγρό, διαπιστώσαμε μπορεί να διαλύει ασυνήθιστα μεγάλες ποσότητες αερίων» εξηγεί ο ερευνητής.

Το «πορώδες υγρό», εκτιμά η ομάδα, θα μπορούσε να αντικαταστήσει στερεά πορώδη υλικά που χρησιμοποιούνται στη χημική βιομηχανία για την παραγωγή μιας μεγάλης γκάμας προϊόντων, από τα πλαστικά μπουκάλια μέχρι τα υγρά καύσιμα.

Παρόμοια υλικά θα μπορούσαν ακόμα να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση καύσιμου υδρογόνου, ή ακόμα και για την κατακράτηση και αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα από ρυπογόνες βιομηχανίες.
Όπως λέει ο Δρ Τζέιμς, «οι αξιοσημείωτες ιδιότητες του νέου υγρού δημιουργούν αισιοδοξία για ενδιαφέρουσες εφαρμογές μακροπρόθεσμα».

Πηγή : in.gr

Στανένιο ή δισδιάστατος κασσίτερος : ο νέος ξάδελφος του γραφενίου

Φυσικοί στις ΗΠΑ και την Κίνα δημιούργησαν ένα νέο υλικό που θεωρείται «ξαδερφάκι» του γραφενίου, καθώς πιστεύεται ότι έχει εξίσου εντυπωσιακές ιδιότητες. Το υλικό ονομάζεται στανένιο και η ύπαρξη του είχε προβλεφθεί θεωρητικά πριν δύο χρόνια αλλά τώρα παράγεται για πρώτη φορά.

Το στανένιο αποτελείται από ένα δισδιάστατο στρώμα πάχους μόνο ενός ατόμου κασσιτέρου (αντί για άτομα άνθρακα όπως το γραφένιο). Τα άτομα αυτά είναι διατεταγμένα σε δομή πλέγματος πάνω σε ένα υπόστρωμα από τελλουρίδιο του βισμούθιου.

Πάντως, αυτή η πρώτη δημιουργία και παρατήρηση του νέου υλικού δεν μπόρεσε να επιβεβαιώσει τις «εξωτικές» ηλεκτρονικές ιδιότητες που θεωρητικά του αποδίδονται, κυρίως την μετάδοση ηλεκτρισμού χωρίς την παραμικρή θερμική απώλεια. Οι ερευνητές, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature Materials» θα συνεχίσουν να μελετούν το νέο υλικό.

Το στανένιο (από τη λατινική λέξη stannum που σημαίνει κασσίτερος) ανήκει σε μια νέα γενιά δισδιάστατων υλικών, που σχηματίζουν ένα πολύ λεπτό φιλμ πάχους μόνο ενός ατόμου από ένα συγκεκριμένο χημικό στοιχείο. Έτσι, έχει ανακαλυφθεί το πυριτένιο (από άτομα πυριτίου), το φωσφορένιο (από άτομα φωσφόρου), το γερμανένιο (από άτομα γερμάνιου) κ.α., καθώς και άλλα υπερ-υλικά, που συνδυάζουν περισσότερα άτομα χημικών στοιχείων.

Πολλά από αυτά τα «εξωτικά» υλικά είναι εξαιρετικοί αγωγοί του ηλεκτρισμού, αλλά το στανένιο -στη θεωρία τουλάχιστον- είναι το καλύτερο σε αυτό τον τομέα. Γι' αυτό, στο μέτρο που κάτι τέτοιο επιβεβαιωθεί, θα ήταν ιδανικό για τα ηλεκτρονικά κυκλώματα του μέλλοντος.

Ορισμένοι επιστήμονες, όπως ο γερμανός φυσικός Ραλφ Κλάεσεν του Πανεπιστημίου του Βίρτσμπουργκ, εξέφρασαν τις επιφυλάξεις τους κατά πόσο όντως δημιουργήθηκε το πρώτο στανένιο, κάτι που, όπως είπε, πρέπει να επιβεβαιωθεί με τη δημιουργία μεγαλύτερης ποσότητας.

Πηγή : Βήμα Science

Νόμπελ Χημείας για τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA

Δία τρία μοιράζεται το φετινό Νόμπελ Χημείας: ένας Τούρκος, ένας Αμερικανός και ένας Σουηδός μοιράζονται το μεγάλο βραβείο για τις «μηχανιστικές μελέτες της επιδιόρθωσης του DNA».
Η επιτροπή των Νόμπελ στη Σουηδική Βασιλική Ακαδημία Επιστημών επέλεξε τους Τόμας Λίνταλ από τη Σουηδία, Πολ Μόντριχ από τις ΗΠΑ και Αζίζ Σανζάρ από την Τουρκία.

Οι ανακαλύψεις τους έχουν κεφαλαιώδη σημασία για ασθένειες που οφείλονται σε αποτυχία των μηχανισμών επιδιόρθωσης, με κυριότερο παράδειγμα τον καρκίνο.

Μέχρι τη δεκαετία του 1970, βιολόγοι και χημικοί πίστευαν ότι το μόριο του DNA είναι εξαιρετικά σταθερό. Η πραγματικότητα όμως είναι ότι το γονιδίωμα κάθε κυττάρου αλλάζει συσσωρεύοντας τυχαίες μεταλλάξεις, ακόμα και χωρίς την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η υπεριώδης ακτινοβολία και τα καρκινογόνα χημικά.

Ο λόγος που το DNA δεν εκφυλίζεται με την πάροδο του χρόνου είναι οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA -ουσιαστικά πρωτεΐνες που μαντάρουν την αλυσίδα του DNA και διορθώνουν τυχόν λάθη που εμφανίστηκαν είτε αυθόρμητα είτε κατά την αντιγραφή της γενετικής πληροφορίας.

Καθένας από τους τρεις βραβευθέντες ουσιαστικά ανακάλυψε έναν διαφορετικό μηχανισμό επιδιόρθωσης.
Ο Σουηδός Τόμας Λίνταλ, ο οποίος γεννήθηκε το 1938 και είναι σήμερα ερευνητής στο Ινστιτούτο «Φράνσις Κρικ» της Βρετανίας, ήταν ο πρώτος από τους τρεις νομπελίστες που ασχολήθηκε με το αντικείμενο. Το έργο του ξεκίνησε με την ανακάλυψη ότι το μόριο του DNA αποδομείται με τόσο μεγάλη ταχύτητα ώστε η εξέλιξη της ζωής στη Γη θα έπρεπε να είναι αδύνατη.
Η διερεύνηση της υπόθεσης τον οδήγησε στην ανακάλυψη του μηχανισμού «εκτομής βάσης» -έναν μηχανισμό που αφαιρεί από το DNA βάσεις, ή μεμονωμένα «γράμματα» της γενετικής πληροφορίας, οι οποίες έχουν υποστεί χημική αλλοίωση.

Η προσπάθεια συνεχίστηκε από τον Τούρκο Αζίζ Σανζάρ, ο οποίος γεννήθηκε το 1946 και είναι σήμερα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας. Οι σημαντικές ανακαλύψεις του άργησαν να πείσουν την ερευνητική κοινότητα, σήμερα όμως η σημασία τους είναι σαφής: ο Σανζάρ χαρτογράφησε σε μοριακό επίπεδο έναν δεύτερο μηχανισμό επιδιόρθωσης, την «εκτομή νουκλεοτιδίων». 

Είναι ο μηχανισμός που επιτρέπει στα κύτταρα να διορθώνουν βλάβες που προκαλούνται από μεταλλαξιγόνους παράγοντες όπως η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία.

Ένας τρίτος μηχανισμός περιγράφηκε από τον Αμερικανό Πολ Μόντριχ, ο οποίος γεννήθηκε το 1946 και είναι σήμερα ερευνητής στο Ιατρικό Ινστιτούτο «Χάουαρντ Χιουζ» στις ΗΠΑ. Πρόκειται για το μηχανισμό «επιδιόρθωσης σύζευξης βάσεων».

Ο μηχανισμός αυτός εξειδικεύεται στην επιδιόρθωση λαθών κατά τη διάρκεια αντιγραφής των μορίων DNA στο πλαίσιο της κυτταρικής διαίρεσης, όταν μια βάση στη μία αλυσίδα του DNA συνδέεται με λανθασμένη βάση στην απέναντι αλυσίδα.

Συγγενείς ανωμαλίες σε αυτόν τον μηχανισμό μπορούν για παράδειγμα να προκαλέσουν καρκίνο του παχέος εντέρου, επισημαίνει η επιτροπή των Νόμπελ.

Οι τρεις ερευνητές θα μοιραστούν το χρηματικό έπαθλο των 8 εκατ. σουηδικών κορονών, περίπου 860.000 ευρώ.

Υλικό είναι ταυτόχρονα και μονωτής και αγωγός του ηλεκτρισμού

Επιστήμονες στη Βρετανία ανακάλυψαν για πρώτη φορά ένα υλικό, το οποίο έχει μια άκρως ασυνήθιστη και μυστηριώδη ιδιότητα : συμπεριφέρεται ταυτόχρονα ως καλός αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος, όσο και ως μονωτής. Η ανακάλυψη οδηγεί τους επιστήμονες να αναθεωρήσουν την κατανόησή τους, όσον αφορά την συμπεριφορά των υλικών, ενώ δείχνει ότι μπορεί να υπάρχει μια διαφορετική κατάσταση μόνωσης από αυτή που ήταν γνωστή μέχρι σήμερα.

Σε ένα υλικό που δρα ως μονωτής (π.χ. γυαλί ή καουτσούκ), τα ηλεκτρόνια δεν ρέουν ελεύθερα στο εσωτερικό του, όπως συμβαίνει σε ένα άλλο υλικό (όπως μέταλλο), που είναι καλός αγωγός του ρεύματος. Στην περίπτωση του νέου υλικού, που λέγεται εξαβορίδιο του σαμαρίου (SmB₆), αυτό δρα πότε ως μονωτής σε ορισμένες μετρήσεις και πότε ως καλός αγωγός σε άλλες μετρήσεις.

Ερευνητές, με επικεφαλής τη Δρ Σουχίτρα Σεμπάστιαν του διάσημου Εργαστηρίου Φυσικής Κάβεντις του Πανεπιστημίου Κέμπριτζ, δήλωσαν ότι προς το παρόν δεν γνωρίζουν για ποιον ακριβώς λόγο το υλικό συμπεριφέρεται τόσο περίεργα. Δεν αποκλείουν την ύπαρξη μιας τρίτης ενδιάμεσης φάσης, άγνωστης ως τώρα, που δεν είναι ούτε μονωτής, ούτε αγωγός του ρεύματος.

Μέχρι σήμερα είχαν βρεθεί και άλλα υλικά, που συμπεριφέρονταν ταυτόχρονα ως μονωτές και αγωγοί, όμως αυτό το πετυχαίνουν, επειδή έχουν δομή «σάντουιτς», με αποτέλεσμα η επιφάνεια του υλικού να συμπεριφέρεται διαφορετικά από το εσωτερικό του. Όμως στο εξαβορίδιο του σαμαρίου όλο το εσωτερικό του υλικού συμπεριφέρεται σαν μονωτής και αγωγός ταυτόχρονα.

Η ανακάλυψη του νέου υλικού «έχει τη δυνατότητα να ανατρέψει δεκαετίες συμβατικής σοφίας σχετικά με τη θεμελιώδη διχοτόμηση ανάμεσα στα μέταλλα (καλούς αγωγούς) και στους μονωτές», δήλωσε η Σεμπάστιαν.

Πηγή : in.gr

Τα τριαντάφυλλα ξαναβρίσκουν το χαμένο τους άρωμα

Τα τριαντάφυλλα που πωλούνται στα ανθοπωλεία είναι όμορφα και ανθεκτικά, έχουν χάσει όμως το πλούσιο άρωμα των προγόνων τους. 
Ένα γονίδιο που ανακαλύφθηκε σε γαλλικό εργαστήριο υπόσχεται τώρα να αποκαταστήσει την ευωδιαστή φήμη τους.

«Τα τριαντάφυλλα που προορίζονται για την αγορά κομμένων λουλουδιών σπάνια έχουν μυρωδιά» αναφέρει στο περιοδικό New Scientist η Σιλβί Μποντινό, επικεφαλής της μελέτης στο Πανεπιστήμιο της Λυόν στο Σεν Ετιέν. «Ελπίζουμε να βοηθήσουμε τους καλλιεργητές να επαναφέρουν περισσότερα αρώματα» λέει.

Προκειμένου να επιβεβαιώσουν την ανακάλυψη, οι ερευνητές εξάλειψαν το γονίδιο από το DNA αρωματικών ρόδων, οπότε τα άνθη τους έπαψαν να εκπέμπουν τα αιθέρια έλαια. Σε ένα δεύτερο πείραμα, διασταύρωσαν την αρωματική ποικιλία Old Bush με τη λιγότερο ευωδιαστή Rosa wichurana. Οι απόγονοι που κληρονόμησαν την αρωματική βερσιόν του γονιδίου RhNUDX1 είχαν πλούσιο άρωμα, ενώ οι υπόλοιποι όχι.

Η Μποντινό και οι συνεργάτες της αρχικά συνέκριναν τα γονιδιώματα δύο διαφορετικών ρόδων, την αρωματική ποικιλία Papa Meilland και τη συγγενική αλλά μη αρωματική ποικιλία Rouge Meilland. H πρώτη ποικιλία παράγει στα πέταλά της υψηλά επίπεδα αιθέριων ελαίων που ονομάζονται μονοτερπένια.

Η σύγκριση αποκάλυψε ένα γονίδιο, με την ονομασία RhNUDX1, το οποίο εκφράζεται (λειτουργεί) πιο έντονα στα πέταλα της μυρωδάτης ποικιλίας. Το γονίδιο κωδικοποιεί τη σύνθεση ενός ενζύμου που υπάρχει και σε άλλους οργανισμούς και προστατεύει τα κύτταρα από το θερμικό στρες. Στην περίπτωση του τριαντάφυλλου, όμως, σχετίζεται με την παραγωγή μονοτερπενίων.

Η ανακάλυψη ανοίγει τώρα το δρόμο για επιλεκτικές διασταυρώσεις που θα επαναφέρουν τη λειτουργία του γονιδίου στα άοσμα ρόδα. «Το RhNUDX1 μπορεί να φέρει πίσω όσα χάσαμε» σχολιάζει ο αρωματοποιός Μαρτίν Γκρας.

Τα ευρήματα, όμως, θα μπορούσαν να έχουν κι άλλες εφαρμογές, καθώς τα τερπενοειδή δεν αποκλείεται να χρησιμοποιούνται από τα τριαντάφυλλα και άλλα φυτά ως χημικά μηνύματα.

Η περίληψη του άρθρου στο περιοδικό  "Science" εδώ

Πηγή : in.gr