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zusammengestellt |. li yan

wissenschaft, 27. september 2024, band 385, ausgabe 6716

"wissenschaft",27. september 2024, band 385, ausgabe 6716

chemischchemie

lithiumgewinnung und -speicherung durch solare transpiration

lithiumgewinnung und -speicherung durch solare transpiration

▲ autor: yan song, shiqi fang et al.

▲ link:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034

▲ zusammenfassung:

inspiriert durch die selektive extraktion von arten durch die natur während der transpiration berichten wir über ein gerät zur solaren transpirationsgetriebenen lithiumextraktion und -speicherung (stles). das gerät kann natürliches sonnenlicht nutzen, um lithium aus sole zu extrahieren und zu speichern. konkret nutzt das gerät geschichtete solarverdampfer, um einen druckgradienten zu erzeugen, um lithium in sole zu extrahieren und es in einer speicherschicht zu sammeln.

langzeitexperimente, mehrere membrantests und auswertungen unterschiedlicher größen bewiesen die stabilität, kompatibilität und skalierbarkeit des materials. diese solar-mining-technologie bietet einen alternativen weg zur nachhaltigen gewinnung kritischer ressourcen.

▲ zusammenfassung:

inspiriert von der fähigkeit der natur, selektiv arten durch transpiration zu extrahieren, berichten wir über ein solartranspirationsbetriebenes lithium-extraktions- und speichergerät (stles), das mithilfe von natürlichem sonnenlicht lithium aus solen extrahieren und speichern kann. konkret nutzt das gerät einen hierarchisch strukturierten solaren transpirationsverdampfer, um einen druckgradienten zu erzeugen, der die extraktion von lithium aus solen durch eine membran und seine speicherung in einer gefäßspeicherschicht ermöglicht. langzeitexperimente, verschiedene membrantests und unterschiedliche größenbewertungen belegen die stabilität, kompatibilität und skalierbarkeit von stles. diese solarbetriebene bergbautechnologie bietet einen alternativen entwicklungsweg zur nachhaltigen gewinnung kritischer ressourcen.

biologiebiologie

ein an den wirt angepasster auxotropher darmsymbiont induziert eine mukosale immunschwäche

wirtsadaptierte dystrophische darmkommensalen induzieren eine mukosale immunschwäche

▲ autor: qiuhe lu, thomas ca hitch et al.

▲ link:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk2536

▲ zusammenfassung:

hier demonstrieren wir ein funktionelles screening der bakteriellen mikrobiota von mäusen mit niedrigen intestinalen immunglobulin a (iga)-spiegeln. wir haben eine art namens identifizierttomasiella immunophilagramnegative bakterien, die iga im darm der maus induzieren und abbauen. tragent. immunophiladie mäuse waren anfällig für infektionen und zeigten eine schlechte schleimhautreparatur.t. immunophilaes weist einen dystrophischen defekt im aminozucker n-acetylmuraminsäure der bakterienzellwand auf.

es transportiert immunglobulin-abbauende proteasen in vesikel der außenmembran, die nagetier-antikörper mit kappa-leichtketten statt lambda-leichtketten abbauen. diese studie zeigt, dass kommensalen eine rolle bei der immunschwäche spielen, was auswirkungen auf menschliche krankheiten haben kann.

▲ zusammenfassung:

wir zeigen ein funktionelles screening der bakteriellen mikrobiota von mäusen mit niedrigen intestinalen immunglobulin a (iga)-spiegeln; wir haben ein gramnegatives bakterium identifiziert, vorgeschlagen als tomasiella immunophila, das iga im darm der maus induziert und abbaut. mäuse beherbergen t. immunophila sind anfällig für infektionen und zeigen eine schlechte schleimhautreparatur.t. immunophila ist für die bakterielle zellwand auxotropher aminozucker n-acetylmuraminsäure. es transportiert immunglobulin-abbauende proteasen in vesikel der außenmembran, die bevorzugt nagetier-antikörper mit kappa-, aber nicht mit lambda-leichtketten abbauen. diese arbeit weist auf eine rolle von symbionten bei immunschwäche hin, die möglicherweise auf menschliche krankheiten anwendbar ist.

präfrontale synaptische regulierung des homöostatischen schlafdrucks, aufgezeigt durch synaptische chemogenetik

präfrontale synaptische regulierung des homöostatischen schlafdrucks, nachgewiesen durch synaptische chemogenetik

▲ autor: takeshi sawada, yusuke iino et al.

▲ link:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl3043

▲ zusammenfassung:

der schlaf wird durch homöostatische prozesse reguliert, die biologische grundlage für die anhäufung von schlafdruck im wachzustand, seine auslösung und seinen abbau bleibt jedoch unklar. wir erforschen den kausalen zusammenhang zwischen der zellulären synapsenstärke und der eeg-delta-leistung, die auf makroskopischen schlafstress hinweist, indem wir einen theoretischen rahmen und molekulare werkzeuge zur manipulation der synapsenstärke entwickeln.

mathematische modelle sagen voraus, dass eine erhöhte synaptische stärke einen „down-zustand“ von neuronen fördert und die delta-leistung erhöht. unsere molekularen werkzeuge, die eine vergrößerung der dendritischen wirbelsäule und eine synaptische potenzierung durch chemisch induzierte translokation des kalirin-7-proteins induzieren, zeigen, dass die synaptische potenzierung erregender neuronen im präfrontalen kortex die schlafmenge und die delta-leistung bei nicht schnellen augenbewegungen erhöht. somit bestimmt die synaptische stärke erregender neuronen im präfrontalen kortex den schlafstress bei säugetieren.

▲ zusammenfassung:

der schlaf wird durch homöostatische prozesse reguliert, doch die biologische grundlage des schlafdrucks, der sich im wachzustand ansammelt, den schlaf auslöst und sich im schlaf auflöst, bleibt unklar. wir untersuchten einen kausalen zusammenhang zwischen der zellulären synapsenstärke und der elektroenzephalographie-delta-leistung, die den schlafdruck auf makroebene anzeigt, indem wir einen theoretischen rahmen und ein molekulares werkzeug zur manipulation der synapsenstärke entwickelten. das mathematische modell sagte voraus, dass eine erhöhte synaptische stärke den neuronalen „down-zustand“ fördert und die delta-leistung erhöht. unser molekulares werkzeug (synapsen-gezielte chemisch induzierte translokation von kalirin-7, syncit-k), das durch chemisch induzierte translokation des proteins kalirin-7 eine vergrößerung der dendritischen wirbelsäule und eine synaptische potenzierung induziert, zeigte, dass die synaptische potenzierung erregender neuronen im präfrontalen kortex ( pfc) erhöht die schlafmenge und die delta-leistung bei nicht schnellen augenbewegungen. somit bestimmt die synaptische stärke der erregenden pfc-neuronen den schlafdruck bei säugetieren.

die mutation einer flexiblen region des rsv-f-proteins kann die präfusionskonformation stabilisieren

mutationsdesign für die konformationsstabilität des rsv-f-proteins vor der fusion basierend auf einer flexiblen regionsmodifikation

▲ autor: yu liang, shuai shao et al.

▲ link:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp2362

▲ zusammenfassung:

wir schlagen eine mutagenesestrategie vor, um zu verhindern, dass sich das rsv-f-protein in seinem prä-f-zustand befindet, indem die lokalen veränderungen in der proteinstruktur blockiert werden, die mit groß angelegten konformationsumlagerungen einhergehen. wir haben eine reihe von mutanten erzeugt und sie in vitro gescreent, um ihr potenzial zur bildung von stabilem prä-f zu bewerten.

in tierversuchen führte die immunogenität eines repräsentativen mutierten f-proteins zu neutralisierenden antikörperspiegeln und einem schutz vor rsv-induzierter lungenschädigung, vergleichbar mit ds-cav1 von prä-f, das in zugelassenen impfstoffen verwendet wird.

▲ zusammenfassung:

wir stellen eine mutagenesestrategie vor, um das rsv-f-protein in seinem prä-f-zustand anzuhalten, indem lokalisierte veränderungen in der proteinstruktur blockiert werden, die mit groß angelegten konformationsumlagerungen einhergehen. wir haben eine reihe von mutanten erzeugt und sie in vitro gescreent, um ihr potenzial zur bildung eines stabilen prä-f zu bewerten. bei tieren löste die immunogenität eines repräsentativen mutierten f-proteins mit einer durch kryo-elektronenmikroskopie bestätigten konformation konzentrationen neutralisierender antikörper und schutz vor rsv-induzierten lungenschäden aus, die mit denen von ds-cav1, einem verwendeten prä-f, vergleichbar waren in einem zugelassenen impfstoff.

geowissenschaftengeowissenschaften

vier jahrzehnte daten aus hawaiianischen mönchsrobben-verstrickungen zeigen die vorteile der entfernung von plastikmüll

daten aus vierzig jahren über verhedderungen von mönchsrobben auf hawaii zeigen vorteile der entfernung von plastikmüll

▲ autor: jason d. baker, thea c. johanos et al.

▲ link:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado2834

▲ zusammenfassung:

zurückgelassene fanggeräte können meereslebewesen und ökosysteme schädigen. es wurden verschiedene aufräumprogramme ins leben gerufen, um die durch diesen plastikmüll im meer verursachten schäden zu begrenzen. unseres wissens nach müssen die vorteile dieser bemühungen für meeresarten und ökosysteme jedoch noch empirisch nachgewiesen werden.

wir untersuchten aufzeichnungen über die verstrickung von meeresschutt durch hawaiianische mönchsrobben über 40 jahre vor und nach beginn groß angelegter bemühungen zur beseitigung von meeresschutt auf den nordwestlichen hawaii-inseln und zeigten, dass die verstrickungsraten dort deutlich zurückgingen, wo die bemühungen zur trümmerbeseitigung am stärksten konzentriert waren. die groß angelegte und nachhaltige beseitigung veralteter fischereigeräte kommt den meeresökosystemen zugute und hat das potenzial, die bemühungen zur ökologischen wiederherstellung zu verändern.

▲ zusammenfassung:

zurückgelassene, verlorene oder anderweitig weggeworfene fanggeräte schädigen meeresarten und ökosysteme. um die durch diesen plastikmüll in den ozeanen verursachte zerstörung einzudämmen, wurden verschiedene aufräumprogramme ins leben gerufen. allerdings konnten unseres wissens nach die vorteile solcher bemühungen für meeresarten und ökosysteme noch nicht empirisch nachgewiesen werden. wir untersuchten mehr als 40 jahre aufzeichnungen über die verstrickung von meeresschutt durch hawaiianische mönchsrobben vor und nach beginn groß angelegter bemühungen zur beseitigung von meeresschutt auf den nordwestlichen hawaii-inseln und zeigten einen erheblichen rückgang der verstrickungsraten dort, wo die bemühungen zur trümmerbeseitigung am stärksten konzentriert waren. die groß angelegte und nachhaltige entfernung verlassener, verlorener oder anderweitig entsorgter fischereigeräte kommt den meeresökosystemen erheblich zugute und hat das potenzial, bei den wiederherstellungsbemühungen einen wandel herbeizuführen.

3775 jahre alte holzbestattung unterstützt „holzgewölbe“ als dauerhafte methode zur kohlenstoffentfernung

holzbestattungen von vor 3.775 jahren beweisen, dass „holzgräber“ eine dauerhafte methode zur kohlenstoffentfernung sein könnten

▲ autor: ning zeng, xinpeng zhao et al.

▲ link:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8133

▲ zusammenfassung:

durch die terrestrische photosynthese wird jedes jahr die sechsfache menge an kohlendioxid entfernt, die durch fossile brennstoffe ausgestoßen wird. durch die zersetzung gelangt jedoch der größte teil des kohlenstoffs wieder in die atmosphäre. wir haben einen 3.775 jahre alten alten baumstamm 2 meter unter der erde entdeckt, der viel länger als erwartet erhalten geblieben ist. das holz ist nahezu perfekt erhalten und weist im vergleich zu modernen exemplaren einen kohlenstoffverlust von weniger als 5 % auf. der grund für die mangelnde verrottung könnte in der geringen durchlässigkeit des dichten lehmbodens an der grabstätte liegen.

unsere beobachtungen legen nahe, dass ein hybrider naturtechnischer ansatz zur kohlenstoffentfernung durch das vergraben von holzbiomasse in einer ähnlichen anoxischen umgebung erreicht werden könnte. wir schätzen, dass das weltweite speicherpotenzial bei verwendung bestehender technologie, die zu geringen kosten von 30 bis 100 us-dollar pro tonne optimiert wird, 10 milliarden tonnen kohlendioxid pro jahr erreichen könnte.

▲ zusammenfassung:

durch die terrestrische photosynthese wird jedes jahr sechsmal mehr kohlendioxid (co2) entfernt als durch die emissionen fossiler brennstoffe. allerdings gelangt der kohlenstoff größtenteils durch zersetzung wieder in die atmosphäre. wir fanden einen 3775 jahre alten alten holzstamm, der zwei meter unter der erde vergraben war und weit über seine erwartete lebensdauer hinaus erhalten blieb. das holz war nahezu perfekt erhalten und der kohlenstoffverlust betrug weniger als 5 % im vergleich zu einer modernen probe. die fehlende fäulnis ist wahrscheinlich auf die geringe durchlässigkeit des kompakten lehmbodens an der grabstelle zurückzuführen. unsere beobachtung legt einen hybriden naturtechnischen ansatz zur kohlenstoffentfernung nahe, indem holzbiomasse in ähnlichen anoxischen umgebungen vergraben wird. wir schätzen ein globales sequestrierungspotenzial von bis zu 10 gigatonnen co2 pro jahr mit vorhandener technologie bei geringen kosten von 30 bis 100 us-dollar pro tonne nach der optimierung.