uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Heinäkuun 15. päivänä (maanantai) julkaistujen uutisten mukaan tunnettujen ulkomaisten tieteellisten verkkosivujen pääsisältö on seuraava:

"Nature" -sivusto (www.nature.com)

Tutkijat löysivät sen ensimmäistä kertaamammuttilähes täydelliset kromosomit

Noin 50 000 vuotta sitten mammutti kuoli salaperäisissä olosuhteissa Siperian tundralla.Sen ihonäytteistä tutkijat löysivät kromosomeja, jotka olivat säilyneet koskemattomissa kolmiulotteisissa (3D) rakenteissa, joita löydettiin aiempina muinaisina aikoina.DNApidetty mahdottomaksi tutkimuksessa.

Tiimi paljasti myös mammutin DNA-molekyylien avaruudellisen rakenteen ja sen iholla olevat aktiiviset geenit, mukaan lukien yhden geenin, joka on vastuussa mammutin karvaisen ulkonäön antamisesta. Tutkimus julkaistiin äskettäin Cell-lehdessä.

Noin 40 vuotta sitten tutkijat havaitsivat, että DNA-fragmentit saattoivat selviytyä muinaisissa näytteissä, mukaan lukien tuhansien vuosien takaiset egyptiläiset muumiot. Mutta ajan myötä DNA hajoaa ja kärsii kemiallisia vaurioita, mikä tekee genomin kolmiulotteisen rakenteen rekonstruoimisen näistä fragmenteista lähes mahdottomaksi. Kukaan ei ole yrittänyt tutkia kromosomiorganisaatiota muinaisissa soluytimissä, koska oletetaan, että DNA:n kolmiulotteinen rakenne katoaisi ajan myötä.

Tämän hypoteesin kyseenalaistamiseksi tutkijat suorittivat yhdeksän vuotta kestäneen tutkimuksen, jossa etsittiin hyvin säilyneitä muinaisia ​​DNA-näytteitä, ja lopulta löydettiin lähes täydellinen kromosomi villaisesta mammutin ihonäytteestä, joka oli kaivettu esiin Siperian ikiroudalta. Tämä mammutti kuoli 52 000 vuotta sitten. Tutkijat analysoivat mammuttikromosomien rakennetta paljastaen DNA-molekyylin laskostumisen ja sen tilaorganisaation solun ytimessä - kaksi ominaisuutta, jotka ovat ratkaisevia määritettäessä, mitkä geenit ovat päällä ja kuinka kauan.

Amerikkalaisen bioteknologiayrityksen Colossal Biosciencesin biologisten tieteiden johtaja sanoi, että paperin menetelmä voi myös auttaa tutkijoita kokoamaan täydellisen mammuttigenomin. Yhtiö pyrkii herättämään mammutin henkiin.

"Science Daily" -sivusto (www.sciencedaily.com)

1. Kuinka kylmänkestävät kasvit sopeutuvat ympäristöön: Polyploidiset kasvit voivat kerätä rakenteellisia mutaatioita

Kylmänkestävät kasvit, kuten Cochlearia, ovat sopeutuneet hyvin jääkauden kylmään ilmastoon. Vuorotellen lämpimien ja kylmien kausien välillä ne kehittivät monia Cistus-suvun lajeja, mikä johti myös genomien lisääntymiseen. Evoluutiobiologit Heidelbergin yliopistosta Saksasta, Nottinghamin yliopistosta Iso-Britanniasta ja Prahan yliopistosta Tšekin tasavallasta tutkivat tämän genomin päällekkäisyyden vaikutusta kasvin sopeutumiskykyyn. Tulokset osoittavat, että polyploidiset kasvit - lajit, joissa on enemmän kuin kaksi kromosomisarjaa - voivat kerääntyä rakenteellisia mutaatioita paikallisilla mukautumisilla, jotka antavat niille mahdollisuuden miehittää ekologisia markkinarakoja yhä uudelleen ja uudelleen.

Brassicaceae-heimoon kuuluva Lithospermum-suku erosi Välimeren sukulaisistaan ​​yli 10 miljoonaa vuotta sitten. Heidän suorat jälkeläisensä ovat erikoistuneet kuivuusstressin selviytymiseen, kun taas kiviruohot valloittivat kylmät ja arktiset elinympäristöt jääkauden alussa 2,5 miljoonaa vuotta sitten. Aiemmissa tutkimuksissa tutkijat selvittivät, kuinka Cistus-suvun kasvit ovat toistuvasti sopeutuneet nopeasti vuorotteleviin kylmiin ja lämpimiin kausiin viimeisen 2 miljoonan vuoden aikana. Lisäksi jotkut äskettäin syntyneistä kylmään sopeutuneista Cistus-lajeista ovat kehittäneet erilliset geenipoolit, jotka joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa kylmillä alueilla. Geenien vaihto luo populaation, jossa on useita kromosomisarjoja. Heidän genomiensa koon pienentyessä ne pystyvät yhä uudelleen ja uudelleen miehittämään ekologisia markkinarakoja kylmillä alueilla.

Tässä tutkimuksessa sekvensoitiin Cistus-suvun alppilajin diploidinen referenssigenomi ja rekonstruoitiin niin sanottu pangenomi.Se yhdistää eri genomisekvenssit yhteen osoittaen siten periytymistä yksilöiden ja muiden lajien välilläMutaatiot . Analyysi yli 350 genomista eri Lithospermum-lajeista, joilla on erilaiset kromosomijoukot, osoitti, että polyploideilla on itse asiassa paikallisesti adaptiivisia vaihteluita genomirakenteessa useammin kuin diploidilajeilla.

Nämä rakenteelliset mutaatiot peittyvät ylimääräisillä genomin kaksoiskappaleilla ja ovat siksi jonkin verran suojattuja valintapaineelta, koska rakenteellisten muunnelmien kerääntyminen johtaisi myös toiminnan menettämiseen. Mallillaan ryhmä osoitti lisäksi, että polyploidiaspesifistä rakenteellista vaihtelua esiintyy myös geneettisillä alueilla, joilla voi olla tärkeä rooli tulevassa ilmastosopeutumisessa.

2. Tekoäly voi nopeuttaa sydämen MRI-kuva-analyysiä ja johtaa parempaan sydänsairauksien hoitoon

Itä-Anglian yliopiston, Sheffieldin yliopiston ja Leedsin yliopiston tutkijaryhmä Yhdistyneessä kuningaskunnassa on luonut tekoälymallin, joka käyttää tekoälyä analysoimaan sydämen kuvia magneettiresonanssikuvauksista (MRI).

Lääkäreiltä voi mennä 45 minuuttia tai enemmän magneettikuvan analysoimiseen, mutta uusi tekoälymalli kestää vain muutaman sekunnin.

Muissa tutkimuksissa on tutkittu tekoälyn käyttöä MRI-kuva-analyysissä, mutta tämä uusin tekoälymalli on koulutettu useiden sairaaloiden ja erityyppisten skannereiden tietojen perusteella, ja se suoritettiin eri potilasryhmille eri sairaaloista. Lisäksi tämä tekoälymalli tarjoaa täydellisen analyysin koko sydämestä näyttämällä näkymiä kaikista neljästä kammiosta, kun taas useimmat aikaisemmat tutkimukset keskittyivät vain sydämen kahteen pääkammioon.

"Tämä innovaatio voisi johtaa tehokkaampaan diagnoosiin, parempiin hoitopäätöksiin ja viime kädessä parempiin tuloksiin potilailla, joilla on sydänsairaus", tutkijat sanoivat.

3. Yksinkertainen tapa pelastaa ihmishenkiäPhageHelppo kuljettaa ja jakaa

Faagit, jotka usein tuhoavat bakteereita luonnollisesti antibioottien epäonnistuessa, voivat muuttaa lääketieteen ja maatalouden kulkua, varsinkin kun antibioottiresistenssi kasvaa maailmanlaajuisesti. Jokainen faagimuoto on erikoistunut hyökkäämään tiettyä bakteerimuotoa vastaan, mikä antaa faagille mahdollisuuden kohdistaa infektioon vaikuttamatta hyödyllisiin bakteereihin.

Suuri haaste faagien valtavan potentiaalin hyödyntämisessä on niiden hankkiminen helpommin ja nopeammin. Tällä hetkellä ei ole perustettu faagien keskuspankkia, vain hajallaan olevia faagipankkeja, kuten tutkimuslaboratorioita ja yksityisiä klinikoita. Asioiden vakavuuden lisäämiseksi elävät faagit on ripustettava nestepulloihin ja jäähdytettävä tai pakastettava, mikä tekee faagien varastoinnista hankalaa ja estää faagikokoelmien tehokkaan kuljetuksen ja jakamisen.

Kanadan McMaster Universityn ja Université Lavalin tutkijat ovat tehneet yhteistyötä kehittääkseen yksinkertaisen uuden tavan tallentaa, tunnistaa ja jakaa bakteriofageja, mikä tekee niistä helpommin saatavilla niitä tarvitseville potilaille.

He kehittivät kuivavarastointialustan, jolla on tärkeä rooli heidän uudessa käyttäjäystävällisessä järjestelmässään, joka voi nopeasti sovittaa tietyt infektiot faageihin, jotka voivat pysäyttää ne.

Uuden järjestelmän ytimessä on uusi pillerin muotoinen väliaine, joka varastoi faageja ilman jäähdytystä ja yhdistää ne väliaineeseen, joka tuottaa näkyvää hehkua, kun faagit reagoivat kohdevaloon.

Uusi teknologia mahdollistaa faagien säilytyksen huoneenlämmössä kuukausia, kunnes niitä tarvitaan, ja yhdistää biopankit ja testauslaboratoriot pieneen pakkaukseen.

Tutkimusryhmän työtä kuvataan äskettäin Nature Communications -lehdessä julkaistussa artikkelissa.

Scitech Daily -verkkosivusto (https://scitechdaily.com)

1. Vuosisadan mittainen biologinen koe paljastaa ohran geneettiset salaisuudet

Vuodesta 1929 lähtien tehty pitkäaikainen tutkimus on paljastanut tärkeitä oivalluksia ohran evoluutiosta, osoittaen sen sopeutumisen erilaisiin ympäristöihin ja luonnollisen valinnan merkittävän vaikutuksen. Tämä tutkimus korostaa evolutionaarisen jalostuksen rajoituksia ja korostaa tarvetta lisätutkimukselle sadon parantamiseksi.

Viljeltyjen kasvien selviytyminen eri ympäristöihin leviämisen jälkeen on klassinen esimerkki nopeasta mukautuvasta evoluutiosta. Esimerkiksi ohra, tärkeä neoliittinen viljelykasvi, levisi laajasti sen jälkeen, kun se oli kesytetty yli 10 000 vuotta sitten, ja siitä tuli tuhansien sukupolvien ajan ihmisten ja karjan tärkein ravintolähde Euroopassa, Aasiassa ja Pohjois-Afrikassa. Tällainen nopea laajeneminen ja viljely altistivat ohran voimakkaalle valintapaineelle, mukaan lukien keinotekoinen valinta halutuille ominaisuuksille ja luonnonvalinta, joka pakotti sen sopeutumaan erilaisiin uusiin ympäristöihin.

Vaikka aikaisemmat tutkimukset varhaisista ohralajikkeista ovat tunnistaneet osan niiden populaation geneettisestä historiasta ja kartoittaneet niiden leviämiseen vaikuttaneet geneettiset lokukset, näiden prosessien nopeutta ja yleisdynamiikkaa on ollut vaikea määrittää ilman suoraa havainnointia. Käyttämällä Composite Hybridization of Barley II (CCII), joka on yksi maailman vanhimmista ja pisimpään jatkuneista evoluutiokokeista, tutkijat havaitsivat ohran paikallista sopeutumisprosessia lähes vuosisadan ajan.

Vaikka ohralla oli tuhansia genotyyppejä kokeiden alkaessa, tutkimus osoitti, että luonnollinen valinta vähensi dramaattisesti tätä monimuotoisuutta ja pyyhkäisi pois lähes kaikki perustavat genotyypit, mikä johti useimpien populaatioiden muodostavien monoklonaalisten sukujen dominointiin. Tämä transformaatio tapahtuu nopeasti 50. sukupolven klooneilla. Tulosten mukaan tämä onnistunut linja koostuu pääasiassa alleeleista, jotka ovat peräisin Välimeren kaltaisesta ympäristöstä. Lisäksi tutkimukset ovat osoittaneet, että valinnan kohteena olevilla geeneillä on tärkeä rooli ilmaston sopeutumisessa, mukaan lukien voimakas selektio lisääntymisen ajoituksessa.

2. Uuden orgaanisen puolijohteen NFA:n erinomaisen suorituskyvyn salaisuus

Aurinkoenergialla on tärkeä rooli siirtymisessä puhtaan energian tulevaisuuteen. Nykyisillä piipohjaisilla aurinkopaneeleilla on rajoituksensa - ne ovat kalliita ja vaikeita asentaa kaareville pinnoille. Tutkijat ovat kehittäneet vaihtoehtoisia materiaaleja korjatakseen näitä piin puutteita, joista lupaavimpia ovat niin sanotut "orgaaniset" puolijohteet. Se on hiilipohjainen puolijohde, ja hiiltä on maapallolla runsaasti, halpa ja ympäristöystävällinen.

Yksi orgaanisten aurinkokennojen haittapuoli on niiden alhainen valosähköinen muunnostehokkuus, joka on noin 12 % verrattuna yksikiteisten piin aurinkokennojen 25 prosenttiin. Mutta äskettäin kehitetty uuden luokan orgaanisia puolijohteita, nonfullerene-akseptoreita (NFA:t), on muuttanut tätä paradigmaa. NFA:lla valmistettujen orgaanisten aurinkokennojen hyötysuhde voi olla lähes 20 %.

Huolimatta niiden erinomaisesta suorituskyvystä, syy, miksi NFA on merkittävästi parempi kuin muut orgaaniset puolijohteet, on edelleen epäselvä tiedeyhteisölle. Advanced Materials -lehdessä julkaistussa uraauurtavassa tutkimuksessa tutkijat löysivät mikroskooppisen mekanismin, joka osittain selittää NFA:n erinomaisen suorituskyvyn.

Löytön avain olivat mittaukset, joita tutkijat tekivät käyttämällä kokeellista tekniikkaa, jota kutsutaan "aikaerotteelliseksi kahden fotonin fotoemissiospektroskopiaksi" tai "TR-TPPE:ksi". Tällä menetelmällä ryhmä pystyi seuraamaan virittyneiden elektronien energiaa alipikosekunnin aikaresoluutiolla (1 pikosekunti on sekunnin triljoonasosa eli 10^-12 sekuntia).

Tutkijat uskovat, että tämä epätavallinen prosessi voi tapahtua mikroskooppisessa mittakaavassa johtuen elektronien kvanttikäyttäytymisestä, mikä mahdollistaa yhden virittyneen elektronin olevan läsnä useissa molekyyleissä samanaikaisesti. Tämä kvanttiomituisuus osuu yhteen termodynamiikan toisen pääsäännön kanssa, mikä johtaa epätavalliseen energianlisäysprosessiin. (Liu Chun)