Νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Σύμφωνα με νέα της 15ης Ιουλίου (Δευτέρα), τα κύρια περιεχόμενα γνωστών ξένων επιστημονικών ιστοσελίδων έχουν ως εξής:

Ιστότοπος "Nature" (www.nature.com)

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φοράμαμμούθσχεδόν πλήρη χρωμοσώματα

Πριν από περίπου 50.000 χρόνια, ένα μαμούθ πέθανε κάτω από μυστηριώδεις συνθήκες στην τούνδρα της Σιβηρίας.Σε δείγματα του δέρματός του, οι ερευνητές βρήκαν χρωμοσώματα διατηρημένα σε παρθένες τρισδιάστατες (3D) δομές που είχαν βρεθεί σε προηγούμενες αρχαίες εποχές.DNAθεωρείται αδύνατη στη μελέτη.

Η ομάδα αποκάλυψε επίσης τη χωρική δομή των μορίων DNA του μαμούθ και τα ενεργά γονίδια στο δέρμα του, συμπεριλαμβανομένου ενός γονιδίου που είναι υπεύθυνο για τη γούνινη όψη του μαμούθ. Η έρευνα δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Cell.

Πριν από περίπου 40 χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι θραύσματα DNA θα μπορούσαν να επιβιώσουν σε αρχαία δείγματα, συμπεριλαμβανομένων αιγυπτιακών μούμιων από χιλιάδες χρόνια πριν. Όμως με την πάροδο του χρόνου, το DNA υποβαθμίζεται και υφίσταται χημική βλάβη, καθιστώντας σχεδόν αδύνατη την ανακατασκευή της τρισδιάστατης δομής του γονιδιώματος από αυτά τα θραύσματα. Κανείς δεν έχει προσπαθήσει να μελετήσει την οργάνωση των χρωμοσωμάτων σε αρχαίους κυτταρικούς πυρήνες, λόγω της υπόθεσης ότι η τρισδιάστατη δομή του DNA θα χαθεί με την πάροδο του χρόνου.

Για να αμφισβητήσουν αυτήν την υπόθεση, οι ερευνητές διεξήγαγαν μια εννιαετή μελέτη αναζητώντας καλά διατηρημένα δείγματα αρχαίου DNA, βρίσκοντας τελικά ένα σχεδόν πλήρες χρωμόσωμα σε ένα μάλλινο δείγμα δέρματος μαμούθ που ανακαλύφθηκε από τον μόνιμο πάγο της Σιβηρίας. Αυτό το μαμούθ πέθανε πριν από 52.000 χρόνια. Οι ερευνητές ανέλυσαν τη δομή των χρωμοσωμάτων μαμούθ, αποκαλύπτοντας την αναδίπλωση του μορίου του DNA και τη χωρική του οργάνωση στον πυρήνα του κυττάρου - δύο χαρακτηριστικά που είναι κρίσιμα για τον προσδιορισμό των γονιδίων που θα ενεργοποιηθούν και για πόσο καιρό.

Ο διευθυντής βιολογικών επιστημών στην Colossal Biosciences, μια αμερικανική εταιρεία βιοτεχνολογίας, είπε ότι η μέθοδος στο έγγραφο μπορεί επίσης να βοηθήσει τους ερευνητές να συναρμολογήσουν ένα πλήρες γονιδίωμα μαμούθ. Η εταιρεία εργάζεται για να αναστήσει το μαμούθ.

Ιστότοπος "Science Daily" (www.sciencedaily.com)

1. Πώς προσαρμόζονται τα ανθεκτικά στο κρύο φυτά στο περιβάλλον: Τα πολυπλοειδή φυτά μπορούν να συσσωρεύσουν δομικές μεταλλάξεις

Τα ανθεκτικά στο κρύο φυτά όπως η κοχλεάρια έχουν προσαρμοστεί καλά στο ψυχρό κλίμα της Εποχής των Παγετώνων. Καθώς εναλλάσσονταν μεταξύ θερμών και ψυχρών περιόδων, εξέλιξαν πολλά είδη του γένους Cistus, γεγονός που οδήγησε επίσης σε πολλαπλασιασμό γονιδιωμάτων. Εξελικτικοί βιολόγοι από το Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης στη Γερμανία, το Πανεπιστήμιο του Νότιγχαμ στο Ηνωμένο Βασίλειο και το Πανεπιστήμιο της Πράγας στην Τσεχική Δημοκρατία μελέτησαν την επίδραση αυτού του διπλασιασμού του γονιδιώματος στην προσαρμοστική δυνατότητα του φυτού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα πολυπλοειδή φυτά - είδη με περισσότερα από δύο σύνολα χρωμοσωμάτων - μπορούν να συσσωρεύουν δομικές μεταλλάξεις με τοπικές προσαρμογές που τους επιτρέπουν να καταλαμβάνουν οικολογικές κόγχες ξανά και ξανά.

Το γένος Lithospermum της οικογένειας Brassicaceae αποκλίνει από τους μεσογειακούς συγγενείς του πριν από περισσότερα από 10 εκατομμύρια χρόνια. Ενώ οι άμεσοι απόγονοί τους έχουν ειδικευτεί στην αντιμετώπιση του στρες της ξηρασίας, τα ζιζάνια κατέκτησαν ψυχρούς και αρκτικούς βιότοπους στην αρχή της Εποχής των Παγετώνων πριν από 2,5 εκατομμύρια χρόνια. Σε προηγούμενες μελέτες, οι ερευνητές διερεύνησαν πώς τα φυτά του γένους Cistus έχουν επανειλημμένα προσαρμοστεί σε ταχέως εναλλασσόμενες ψυχρές και θερμές περιόδους τα τελευταία 2 εκατομμύρια χρόνια. Επιπλέον, μερικά από τα πρόσφατα αναδυόμενα είδη Cistus, προσαρμοσμένα στο κρύο, ανέπτυξαν ξεχωριστές δεξαμενές γονιδίων που ήρθαν σε επαφή μεταξύ τους σε ψυχρές περιοχές. Η ανταλλαγή γονιδίων δημιουργεί έναν πληθυσμό με πολλαπλά σύνολα χρωμοσωμάτων. Καθώς το μέγεθος του γονιδιώματός τους συνεχίζει να συρρικνώνεται, είναι σε θέση να καταλαμβάνουν οικολογικές θέσεις σε ψυχρότερες περιοχές ξανά και ξανά.

Η τρέχουσα μελέτη αναλύει την αλληλουχία του διπλοειδούς γονιδιώματος αναφοράς ενός αλπικού είδους του γένους Cistus και ανακατασκευάζει το λεγόμενο πανγονιδίωμα.Ενώνει διαφορετικές αλληλουχίες γονιδιώματος μαζί, δείχνοντας έτσι την κληρονομικότητα μεταξύ ατόμων και άλλων ειδώνΜεταλλάξεις . Η ανάλυση περισσότερων από 350 γονιδιωμάτων από διαφορετικά είδη Lithospermum με διαφορετικούς αριθμούς συνόλου χρωμοσωμάτων έδειξε ότι τα πολυπλοειδή στην πραγματικότητα εμφανίζουν τοπικά προσαρμοστικές παραλλαγές στη δομή του γονιδιώματος πιο συχνά από τα διπλοειδή είδη.

Αυτές οι δομικές μεταλλάξεις καλύπτονται από πρόσθετους διπλασιασμούς του γονιδιώματος και επομένως προστατεύονται κάπως από την πίεση επιλογής, καθώς η συσσώρευση δομικών παραλλαγών θα οδηγούσε επίσης σε απώλεια λειτουργίας. Μέσω του μοντέλου τους, η ομάδα έδειξε περαιτέρω ότι η δομική παραλλαγή που σχετίζεται με την πολυπλοειδία εμφανίζεται επίσης σε γενετικές περιοχές που μπορεί να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στη μελλοντική προσαρμογή του κλίματος.

2. Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιταχύνει την ανάλυση εικόνων με μαγνητική τομογραφία καρδιάς και να οδηγήσει σε καλύτερη θεραπεία της καρδιακής νόσου

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Ανατολικής Αγγλίας, το Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ και το Πανεπιστήμιο του Λιντς στο Ηνωμένο Βασίλειο δημιούργησε ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης (AI) που χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για να αναλύσει εικόνες της καρδιάς από σαρώσεις μαγνητικού συντονισμού (MRI).

Μπορεί να χρειαστούν οι γιατροί 45 λεπτά ή περισσότερα για να αναλύσουν μια εικόνα MRI, αλλά το νέο μοντέλο AI διαρκεί μόνο λίγα δευτερόλεπτα.

Ενώ άλλες μελέτες έχουν διερευνήσει τη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης στην ανάλυση εικόνων μαγνητικής τομογραφίας, αυτό το πιο πρόσφατο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης εκπαιδεύτηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα από πολλά νοσοκομεία και διαφορετικούς τύπους σαρωτών και πραγματοποιήθηκε σε διαφορετική ομάδα ασθενών από διαφορετικά νοσοκομεία. Επιπλέον, αυτό το μοντέλο AI παρέχει μια πλήρη ανάλυση ολόκληρης της καρδιάς δείχνοντας όψεις και των τεσσάρων κοιλιών, ενώ οι περισσότερες προηγούμενες μελέτες εστίασαν μόνο στις δύο κύριες κοιλίες της καρδιάς.

«Αυτή η καινοτομία θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματική διάγνωση, καλύτερες αποφάσεις θεραπείας και τελικά βελτιωμένα αποτελέσματα για ασθενείς με καρδιακή νόσο», δήλωσαν οι ερευνητές.

3. Ένας απλός τρόπος για να σώσετε ζωέςΦάγοςΕύκολη μεταφορά και κοινή χρήση

Οι φάγοι, οι οποίοι συχνά καταστρέφουν φυσικά βακτήρια όταν τα αντιβιοτικά αποτυγχάνουν, θα μπορούσαν να αλλάξουν την πορεία της ιατρικής και της γεωργίας, ειδικά καθώς η αντίσταση στα αντιβιοτικά αυξάνεται παγκοσμίως. Κάθε μορφή φάγου είναι εξειδικευμένη για να επιτίθεται σε μια συγκεκριμένη μορφή βακτηρίων, η οποία επιτρέπει στον φάγο να στοχεύει ειδικά τη μόλυνση χωρίς να επηρεάζει τα ωφέλιμα βακτήρια.

Μια σημαντική πρόκληση για την αξιοποίηση του τεράστιου δυναμικού των φάγων είναι πώς να τους αποκτήσετε πιο εύκολα και γρήγορα. Δεν υπάρχει επί του παρόντος καμία κεντρική τράπεζα φάγων που υπάρχουν μόνο διάσπαρτες τοπικές τράπεζες φάγων σε χώρους όπως ερευνητικά εργαστήρια και ιδιωτικές κλινικές. Για να γίνουν τα πράγματα πιο σοβαρά, οι ζωντανοί φάγοι πρέπει να αιωρούνται σε φιαλίδια υγρού και να ψύχονται ή να καταψύχονται, γεγονός που καθιστά την αποθήκευση των φάγων δυσκίνητη και εμποδίζει την αποτελεσματική μεταφορά και κοινή χρήση των συλλογών φάγων.

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο McMaster του Καναδά και το Université Laval συνεργάστηκαν για να αναπτύξουν έναν απλό νέο τρόπο αποθήκευσης, αναγνώρισης και κοινής χρήσης βακτηριοφάγων, καθιστώντας τους πιο προσιτούς σε ασθενείς που τους χρειάζονται.

Ανέπτυξαν μια πλατφόρμα ξηρής αποθήκευσης που διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στο νέο φιλικό προς τον χρήστη σύστημα που μπορεί να αντιστοιχίσει γρήγορα συγκεκριμένες λοιμώξεις με φάγους που μπορούν να τις σταματήσουν.

Στην καρδιά του νέου συστήματος βρίσκεται ένα νέο μέσο σε σχήμα χαπιού που αποθηκεύει φάγους χωρίς την ανάγκη ψύξης και τους συνδυάζει με ένα μέσο που παράγει μια ορατή λάμψη όταν οι φάγοι ανταποκρίνονται σε μια μόλυνση στόχο.

Η νέα τεχνολογία επιτρέπει στους φάγους να αποθηκεύονται σε θερμοκρασία δωματίου για μήνες μέχρι να χρειαστούν και συνδυάζει βιοτράπεζες και εργαστήρια δοκιμών σε μια μικρή συσκευασία.

Η εργασία της ερευνητικής ομάδας περιγράφεται σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Communications.

Ιστότοπος Scitech Daily (https://scitechdaily.com)

1. Ένα βιολογικό πείραμα ενός αιώνα αποκαλύπτει τα γενετικά μυστικά του κριθαριού

Μια μακροχρόνια μελέτη που διεξήχθη από το 1929 αποκάλυψε σημαντικές γνώσεις για την εξέλιξη του κριθαριού, δείχνοντας την προσαρμογή του σε διαφορετικά περιβάλλοντα και τη σημαντική επίδραση της φυσικής επιλογής. Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τους περιορισμούς της εξελικτικής αναπαραγωγής και υπογραμμίζει την ανάγκη για περαιτέρω εξερεύνηση για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών.

Η επιβίωση των καλλιεργούμενων φυτών μετά τη διασπορά τους σε διαφορετικά περιβάλλοντα είναι ένα κλασικό παράδειγμα ταχείας προσαρμοστικής εξέλιξης. Για παράδειγμα, το κριθάρι, μια σημαντική νεολιθική καλλιέργεια, εξαπλώθηκε ευρέως αφού εξημερώθηκε πριν από περισσότερα από 10.000 χρόνια και έγινε κύρια πηγή διατροφής για τον άνθρωπο και τα ζώα στην Ευρώπη, την Ασία και τη Βόρεια Αφρική για χιλιάδες γενιές. Τέτοια ταχεία επέκταση και καλλιέργεια υπέβαλε το κριθάρι σε ισχυρή πίεση επιλογής, συμπεριλαμβανομένης της τεχνητής επιλογής για επιθυμητά χαρακτηριστικά και της φυσικής επιλογής που το ανάγκασαν να προσαρμοστεί σε διάφορα νέα περιβάλλοντα.

Αν και προηγούμενες μελέτες πρώιμων ποικιλιών κριθαριού έχουν εντοπίσει ορισμένες από τις γενετικές ιστορίες του πληθυσμού τους και έχουν χαρτογραφήσει τους γενετικούς τόπους που συνέβαλαν στην εξάπλωσή τους, η ταχύτητα και η συνολική δυναμική αυτών των διαδικασιών ήταν δύσκολο να προσδιοριστούν χωρίς άμεση παρατήρηση. Χρησιμοποιώντας το Composite Hybridization of Barley II (CCII), ένα από τα παλαιότερα και μακροβιότερα εξελικτικά πειράματα στον κόσμο, οι ερευνητές παρατήρησαν την τοπική διαδικασία προσαρμογής του κριθαριού για σχεδόν έναν αιώνα.

Αν και το κριθάρι είχε χιλιάδες γονότυπους όταν ξεκίνησαν τα πειράματα, η μελέτη έδειξε ότι η φυσική επιλογή μείωσε δραματικά αυτή την ποικιλότητα, εξαλείφοντας σχεδόν όλους τους ιδρυτικούς γονότυπους, με αποτέλεσμα την κυριαρχία των μονοκλωνικών γενεαλογιών που σχημάτιζαν τους περισσότερους πληθυσμούς. Αυτός ο μετασχηματισμός συμβαίνει γρήγορα, με τους κλώνους που έχουν δημιουργηθεί από την 50η γενιά. Σύμφωνα με τα ευρήματα, αυτή η επιτυχημένη γενεαλογία αποτελείται κυρίως από αλληλόμορφα που προέρχονται από ένα μεσογειακό περιβάλλον. Επιπλέον, μελέτες έχουν δείξει ότι τα γονίδια που στοχεύουν η επιλογή παίζουν σημαντικό ρόλο στην προσαρμογή του κλίματος, συμπεριλαμβανομένης της ισχυρής επιλογής στον αναπαραγωγικό χρόνο.

2. Το μυστικό πίσω από την εξαιρετική απόδοση του νέου οργανικού ημιαγωγού NFA

Η ηλιακή ενέργεια διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στη μετάβαση σε ένα μέλλον καθαρής ενέργειας. Τα σημερινά ηλιακά πάνελ με βάση το πυρίτιο έχουν τους περιορισμούς τους - είναι ακριβά και δύσκολο να εγκατασταθούν σε καμπύλες επιφάνειες. Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει εναλλακτικά υλικά για να αντιμετωπίσουν αυτές τις ελλείψεις του πυριτίου, τα πιο πολλά υποσχόμενα από τα οποία είναι οι λεγόμενοι «οργανικοί» ημιαγωγοί. Είναι ένας ημιαγωγός με βάση τον άνθρακα και ο άνθρακας είναι άφθονος στη Γη, φθηνός και φιλικός προς το περιβάλλον.

Ένα μειονέκτημα των οργανικών ηλιακών κυψελών είναι η χαμηλή τους απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής, η οποία είναι περίπου 12%, σε σύγκριση με 25% για τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Αλλά η πρόσφατη ανάπτυξη μιας νέας κατηγορίας οργανικών ημιαγωγών, των αποδεκτών μη φουλλερενίου (NFAs), άλλαξε αυτό το παράδειγμα. Τα οργανικά ηλιακά κύτταρα που κατασκευάζονται με NFA μπορούν να έχουν απόδοση που πλησιάζει το 20%.

Παρά την εξαιρετική τους απόδοση, ο λόγος για τον οποίο το NFA είναι σημαντικά ανώτερο από άλλους οργανικούς ημιαγωγούς είναι ακόμα ασαφές στην επιστημονική κοινότητα. Σε μια πρωτοποριακή μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Advanced Materials, οι ερευνητές ανακάλυψαν έναν μικροσκοπικό μηχανισμό που εξηγεί εν μέρει την ανώτερη απόδοση του NFA.

Κλειδί για την ανακάλυψη ήταν οι μετρήσεις που έκαναν οι ερευνητές χρησιμοποιώντας μια πειραματική τεχνική που ονομάζεται «φασματοσκοπία φωτοεκπομπής δύο φωτονίων με ανάλυση χρόνου» ή «TR-TPPE». Αυτή η μέθοδος επέτρεψε στην ομάδα να παρακολουθεί την ενέργεια των διεγερμένων ηλεκτρονίων με χρονική ανάλυση υπο-picosecond (1 picosecond είναι ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, ή 10^-12 δευτερόλεπτα).

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η ασυνήθιστη διαδικασία μπορεί να συμβεί σε μικροσκοπική κλίμακα λόγω της κβαντικής συμπεριφοράς των ηλεκτρονίων, η οποία επιτρέπει σε ένα διεγερμένο ηλεκτρόνιο να υπάρχει σε πολλά μόρια ταυτόχρονα. Αυτό το κβαντικό παράξενο συμπίπτει με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, με αποτέλεσμα μια ασυνήθιστη διαδικασία κέρδους ενέργειας. (Λίου Τσουν)