νέα

συντάχθηκε |

επιστήμη, 27 sep 2024, volume 385 issue 6716

"επιστήμη",27 σεπτεμβρίου 2024, τόμος 385, τεύχος 6716

χημική ουσίαχημεία

εξαγωγή και αποθήκευση λιθίου με ηλιακή διαπνοή

εξαγωγή και αποθήκευση λιθίου που βασίζεται στην ηλιακή διαπνοή

▲ συγγραφέας: yan song, shiqi fang et al.

▲ σύνδεσμος:

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

▲ περίληψη:

εμπνευσμένοι από την επιλεκτική εξαγωγή ειδών από τη φύση κατά τη διάρκεια της διαπνοής, αναφέρουμε μια συσκευή εξαγωγής και αποθήκευσης λιθίου που βασίζεται στην ηλιακή διαπνοή (stles). η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει το φυσικό φως του ήλιου για την εξαγωγή και αποθήκευση λιθίου από την άλμη. συγκεκριμένα, η συσκευή χρησιμοποιεί ηλιακούς εξατμιστές με στρώματα για να δημιουργήσει μια κλίση πίεσης για την εξαγωγή λιθίου στην άλμη και τη συλλογή του σε ένα στρώμα αποθήκευσης.

μακροχρόνια πειράματα, πολλαπλές δοκιμές μεμβράνης και αξιολογήσεις διαφορετικών μεγεθών απέδειξαν τη σταθερότητα, τη συμβατότητα και την επεκτασιμότητα του υλικού. αυτή η τεχνολογία ηλιακής εξόρυξης προσφέρει μια εναλλακτική διαδρομή για βιώσιμη εξόρυξη κρίσιμων πόρων.

▲ περίληψη:

εμπνευσμένη από την ικανότητα της φύσης να εξάγει επιλεκτικά είδη στη διαπνοή, αναφέρουμε μια συσκευή εξαγωγής και αποθήκευσης λιθίου (stles) που τροφοδοτείται με ηλιακή διαπνοή που μπορεί να εξάγει και να αποθηκεύει λίθιο από άλμη χρησιμοποιώντας φυσικό ηλιακό φως. συγκεκριμένα, η συσκευή χρησιμοποιεί έναν ιεραρχικά δομημένο ηλιακό διαπνευστικό εξατμιστή για να δημιουργήσει μια κλίση πίεσης, η οποία επιτρέπει την εξαγωγή λιθίου από άλμη μέσω μιας μεμβράνης και την αποθήκευση του σε ένα αγγειακό στρώμα αποθήκευσης. μακροχρόνια πειράματα, διάφορες δοκιμές μεμβράνης και αξιολογήσεις διαφορετικών μεγεθών καταδεικνύουν τη σταθερότητα, τη συμβατότητα και την επεκτασιμότητα του stles. αυτή η τεχνολογία εξόρυξης με ηλιακή ενέργεια παρέχει μια εναλλακτική αναπτυξιακή οδό προς τη βιώσιμη εξόρυξη κρίσιμων πόρων.

βιολογίαβιολογία

ένα προσαρμοσμένο στον ξενιστή αυξοτροφικό εντερικό συμβίωση προκαλεί ανοσοανεπάρκεια του βλεννογόνου

οι προσαρμοσμένες στον ξενιστή δυστροφικές εντερικές παραλλαγές επάγουν ανοσοανεπάρκεια του βλεννογόνου

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

▲ σύνδεσμος:

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

▲ περίληψη:

εδώ, επιδεικνύουμε λειτουργικό έλεγχο της βακτηριακής μικροχλωρίδας ποντικών με χαμηλά επίπεδα εντερικής ανοσοσφαιρίνης α (iga). προσδιορίσαμε ένα είδος που ονομάζεταιtomasiella immunophilagram-αρνητικά βακτήρια που επάγουν και αποδομούν την iga στο έντερο του ποντικού. μεταφέρωτ. immunophilaτα ποντίκια ήταν ευαίσθητα σε μόλυνση και είχαν κακή αποκατάσταση του βλεννογόνου.τ. immunophilaέχει δυστροφικό ελάττωμα στο αμινοζάχαρο του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος ν-ακετυλομουραμικό οξύ.

παρέχει πρωτεάσες που αποικοδομούν την ανοσοσφαιρίνη σε κυστίδια της εξωτερικής μεμβράνης που αποδομούν κατά προτίμηση τα αντισώματα τρωκτικών με ελαφριές αλυσίδες κάπα αντί για ελαφρές αλυσίδες λάμδα. αυτή η μελέτη καταδεικνύει τον ρόλο των συμμετεχόντων στην ανοσοανεπάρκεια, η οποία μπορεί να έχει επιπτώσεις στην ανθρώπινη ασθένεια.

▲ περίληψη:

δείχνουμε μια λειτουργική οθόνη της βακτηριακής μικροχλωρίδας από ποντίκια με χαμηλά επίπεδα εντερικής ανοσοσφαιρίνης α (iga). εντοπίσαμε ένα gram-αρνητικό βακτήριο, που προτάθηκε ως tomasiella immunophila, που επάγει και υποβαθμίζει την iga στο έντερο του ποντικού. ποντίκια που φιλοξενούν τ. immunophila είναι ευαίσθητα σε λοιμώξεις και παρουσιάζουν κακή αποκατάσταση του βλεννογόνου.τ. immunophila είναι αυξοτροφικό για το αμινο σάκχαρο του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος ν-ακετυλομουραμικό οξύ. παρέχει πρωτεάσες που αποικοδομούν την ανοσοσφαιρίνη σε κυστίδια της εξωτερικής μεμβράνης που αποδομούν κατά προτίμηση τα αντισώματα τρωκτικών με ελαφριές αλυσίδες κάπα αλλά όχι λάμδα. αυτή η εργασία υποδεικνύει έναν ρόλο των συμβιόντων στην ανοσοανεπάρκεια, ο οποίος μπορεί να εφαρμοστεί σε ανθρώπινες ασθένειες.

η προμετωπιαία συναπτική ρύθμιση της ομοιοστατικής πίεσης ύπνου αποκαλύφθηκε μέσω της συναπτικής χημειογενετικής

προμετωπιαία συναπτική ρύθμιση της ομοιοστατικής πίεσης ύπνου που αποκαλύπτεται από τη συναπτική χημειογενετική

▲ συγγραφέας: takeshi sawada, yusuke iino et al.

▲ σύνδεσμος:

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

▲ περίληψη:

ο ύπνος ρυθμίζεται από ομοιοστατικές διεργασίες, ωστόσο, η βιολογική βάση για τη συσσώρευση της πίεσης ύπνου κατά την εγρήγορση, την ενεργοποίηση και τη διάχυση παραμένει ασαφής. εξερευνούμε την αιτιώδη σχέση μεταξύ της κυτταρικής συναπτικής ισχύος και της ισχύος δέλτα eeg που είναι ενδεικτική του μακροσκοπικού στρες ύπνου αναπτύσσοντας ένα θεωρητικό πλαίσιο και μοριακά εργαλεία για τον χειρισμό της συναπτικής ισχύος.

τα μαθηματικά μοντέλα προβλέπουν ότι η αυξημένη συναπτική δύναμη προάγει μια «κάτω κατάσταση» των νευρώνων και αυξάνει την ισχύ δέλτα. τα μοριακά μας εργαλεία, που προκαλούν μεγέθυνση της δενδριτικής σπονδυλικής στήλης και συναπτική ενίσχυση μέσω της χημικά επαγόμενης μετατόπισης της πρωτεΐνης kalirin-7, αποδεικνύουν ότι η συναπτική ενίσχυση των διεγερτικών νευρώνων στον προμετωπιαίο φλοιό αυξάνει την ποσότητα ύπνου και τη δύναμη δέλτα χωρίς γρήγορη κίνηση των ματιών. έτσι, η συναπτική ισχύς των διεγερτικών νευρώνων στον προμετωπιαίο φλοιό καθορίζει το στρες ύπνου στα θηλαστικά.

▲ περίληψη:

ο ύπνος ρυθμίζεται από ομοιοστατικές διεργασίες, ωστόσο η βιολογική βάση της πίεσης ύπνου που συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης, πυροδοτεί τον ύπνο και διαλύεται κατά τη διάρκεια του ύπνου παραμένει άγνωστη. εξερευνήσαμε μια αιτιώδη σχέση μεταξύ της κυτταρικής συναπτικής ισχύος και της ισχύος δέλτα ηλεκτροεγκεφαλογραφίας που υποδεικνύει την πίεση ύπνου σε μακροεπίπεδο αναπτύσσοντας ένα θεωρητικό πλαίσιο και ένα μοριακό εργαλείο για τον χειρισμό της συναπτικής ισχύος. το μαθηματικό μοντέλο προέβλεψε ότι η αυξημένη συναπτική ισχύς προάγει την νευρωνική «κάτω κατάσταση» και αυξάνει την ισχύ του δέλτα. το μοριακό μας εργαλείο (χημικά επαγόμενη από τη σύναψη μετατόπιση του kalirin-7, syncit-k), το οποίο επάγει τη διεύρυνση της δενδριτικής σπονδυλικής στήλης και τη συναπτική ενίσχυση μέσω χημικά επαγόμενης μετατόπισης της πρωτεΐνης kalirin-7, έδειξε ότι η συναπτική ενίσχυση των διεγερτικών νευρώνων στον προμετωπιαίο pfc) αυξάνει τις ποσότητες ύπνου και την ισχύ δέλτα με μη γρήγορη κίνηση των ματιών. έτσι, η συναπτική ισχύς των διεγερτικών νευρώνων pfc υπαγορεύει την πίεση ύπνου στα θηλαστικά.

η μετάλλαξη μιας εύκαμπτης περιοχής της πρωτεΐνης rsv f μπορεί να σταθεροποιήσει τη διαμόρφωση της πρόγχυσης

σχεδιασμός μετάλλαξης για διαμορφωτική σταθερότητα της πρωτεΐνης rsv f πριν από τη σύντηξη με βάση την τροποποίηση εύκαμπτης περιοχής

▲ συγγραφέας: yu liang, shuai shao et al.

▲ σύνδεσμος:

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

▲ περίληψη:

προτείνουμε μια στρατηγική μεταλλαξιογένεσης για να αποτρέψουμε την rsv f πρωτεΐνη από το να βρίσκεται στην προ-f κατάστασή της, εμποδίζοντας τις τοπικές αλλαγές στη δομή της πρωτεΐνης που συνοδεύουν μεγάλης κλίμακας διαμορφωτικές αναδιατάξεις. δημιουργήσαμε μια σειρά μεταλλαγμάτων και τα εξετάσαμε in vitro για να αξιολογήσουμε τη δυνατότητά τους να σχηματίσουν σταθερό pre-f.

σε πειράματα σε ζώα, η ανοσογονικότητα μιας αντιπροσωπευτικής μεταλλαγμένης πρωτεΐνης f προκάλεσε επίπεδα εξουδετέρωσης αντισωμάτων και προστασία έναντι πνευμονικής βλάβης που προκαλείται από rsv συγκρίσιμη με το ds-cav1 του pre-f που χρησιμοποιείται σε εγκεκριμένα εμβόλια.

▲ περίληψη:

παρουσιάζουμε μια στρατηγική μεταλλαξιογένεσης για τη διακοπή της πρωτεΐνης rsv f στην προ-f κατάστασή της, αποκλείοντας εντοπισμένες αλλαγές στη δομή της πρωτεΐνης που συνοδεύουν διαμορφωτικές αναδιατάξεις μεγάλης κλίμακας. δημιουργήσαμε μια σειρά μεταλλαγμάτων και τα εξετάσαμε in vitro για να αξιολογήσουμε τη δυνατότητά τους να σχηματίσουν ένα σταθερό pre-f. στα ζώα, η ανοσογονικότητα μιας αντιπροσωπευτικής μεταλλαγμένης πρωτεΐνης f, με διαμόρφωση που επιβεβαιώθηκε με κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία, προκάλεσε επίπεδα εξουδετερωτικών αντισωμάτων και προστασίας έναντι της πνευμονικής βλάβης που προκαλείται από τον rsv που ήταν συγκρίσιμα με αυτά του ds-cav1, ενός προ-f που χρησιμοποιήθηκε. σε εγκεκριμένο εμβόλιο.

επιστήμη της γηςεπιστήμη της γης

τέσσερις δεκαετίες δεδομένων εμπλοκής φώκιας της χαβάης αποκαλύπτουν τα οφέλη της αφαίρεσης πλαστικών υπολειμμάτων

σαράντα χρόνια δεδομένα εμπλοκής φώκιας στη χαβάη αποκαλύπτουν τα οφέλη της αφαίρεσης πλαστικών υπολειμμάτων

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

▲ σύνδεσμος:

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

▲ περίληψη:

τα εγκαταλελειμμένα αλιευτικά εργαλεία μπορούν να βλάψουν τα θαλάσσια είδη και τα οικοσυστήματα. έχουν καθιερωθεί διάφορα προγράμματα καθαρισμού για τον μετριασμό της ζημιάς που προκαλείται από αυτά τα πλαστικά συντρίμμια του ωκεανού. ωστόσο, από ό,τι γνωρίζουμε, τα οφέλη αυτών των προσπαθειών για τα θαλάσσια είδη και τα οικοσυστήματα δεν έχουν ακόμη αποδειχθεί εμπειρικά.

εξετάσαμε τα αρχεία εμπλοκής θαλάσσιων συντριμμιών φώκιας της χαβάης για πάνω από 40 χρόνια πριν και μετά την έναρξη των μεγάλων προσπαθειών απομάκρυνσης θαλάσσιων συντριμμιών στα βορειοδυτικά νησιά της χαβάης, δείχνοντας ότι τα ποσοστά εμπλοκής μειώθηκαν σημαντικά εκεί όπου οι προσπάθειες απομάκρυνσης συντριμμιών ήταν πιο συγκεντρωμένες. η μεγάλης κλίμακας, διαρκής απομάκρυνση των εγκαταλελειμμένων αλιευτικών εργαλείων ωφελεί τα θαλάσσια οικοσυστήματα και έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει τις προσπάθειες οικολογικής αποκατάστασης.

▲ περίληψη:

τα εγκαταλελειμμένα, χαμένα ή με άλλο τρόπο απορριφθέντα αλιευτικά εργαλεία προκαλούν βλάβη στα θαλάσσια είδη και τα οικοσυστήματα. για να μετριαστεί η καταστροφή που προκαλείται από αυτά τα πλαστικά συντρίμμια του ωκεανού, έχουν καθιερωθεί διάφορα προγράμματα καθαρισμού, αν και από ό,τι γνωρίζουμε τα οφέλη τέτοιων προσπαθειών για τα θαλάσσια είδη και τα οικοσυστήματα δεν έχουν ακόμη αποδειχθεί εμπειρικά. εξετάσαμε περισσότερα από 40 χρόνια καταγραφών εμπλοκής θαλάσσιων συντριμμιών φώκιας της χαβάης πριν και μετά την έναρξη προσπαθειών απομάκρυνσης θαλάσσιων συντριμμιών μεγάλης κλίμακας στα βορειοδυτικά νησιά της χαβάης, καταδεικνύοντας σημαντική μείωση στα ποσοστά εμπλοκής εκεί όπου η προσπάθεια αφαίρεσης συντριμμιών ήταν πιο συγκεντρωμένη. η μεγάλης κλίμακας και διαρκής αφαίρεση εγκαταλελειμμένων, χαμένων ή με άλλο τρόπο απορριφθέντων αλιευτικών εργαλείων ωφελεί ουσιαστικά τα θαλάσσια οικοσυστήματα και έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει τις προσπάθειες αποκατάστασης.

ξύλινη ταφή 3775 ετών υποστηρίζει το "ξυλοθόλο" ως ανθεκτική μέθοδο αφαίρεσης άνθρακα

ξύλινη ταφή από 3.775 χρόνια πριν αποδεικνύει ότι οι «ξυλώδεις τάφοι» θα μπορούσαν να είναι μια μακροχρόνια μέθοδος αφαίρεσης άνθρακα

▲ συγγραφέας: ning zeng, xinpeng zhao et al.

▲ σύνδεσμος:

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

▲ περίληψη:

η επίγεια φωτοσύνθεση αφαιρεί εξαπλάσια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπεται από τα ορυκτά καύσιμα κάθε χρόνο. ωστόσο, μέσω της αποσύνθεσης το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα επιστρέφει στην ατμόσφαιρα. ανακαλύψαμε έναν αρχαίο κορμό 3.775 ετών, 2 μέτρα κάτω από τη γη, και έχει διατηρηθεί πολύ περισσότερο από το αναμενόμενο. το ξύλο διατηρείται σχεδόν τέλεια, με λιγότερο από 5% απώλεια άνθρακα σε σύγκριση με τα σύγχρονα δείγματα. ο λόγος για την έλλειψη αποσύνθεσής του μπορεί να είναι η χαμηλή διαπερατότητα του πυκνού αργιλώδους εδάφους στον τόπο ταφής.

οι παρατηρήσεις μας υποδηλώνουν ότι μια υβριδική φυσική μηχανική προσέγγιση για την απομάκρυνση του άνθρακα θα μπορούσε να επιτευχθεί με την ταφή της ξυλώδους βιομάζας σε ένα παρόμοιο ανοξικό περιβάλλον. υπολογίζουμε ότι χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα τεχνολογία, βελτιστοποιημένη με χαμηλό κόστος από 30 έως 100 δολάρια ηπα ανά τόνο, το παγκόσμιο δυναμικό αποθήκευσης θα μπορούσε να φτάσει τους 10 δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως.

▲ περίληψη:

εξι φορές περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα (co2) αφαιρείται κάθε χρόνο από την επίγεια φωτοσύνθεση από τις εκπομπές ορυκτών καυσίμων. ωστόσο, ο άνθρακας επιστρέφει κυρίως στην ατμόσφαιρα με αποσύνθεση. βρήκαμε ένα αρχαίο ξύλινο κούτσουρο ηλικίας 3775 ετών θαμμένο 2 μέτρα κάτω από τη γη που διατηρήθηκε πολύ πέρα ​​από την αναμενόμενη διάρκεια ζωής του. το ξύλο είχε σχεδόν τέλεια συντήρηση, με απώλεια άνθρακα μικρότερη από 5% σε σύγκριση με ένα σύγχρονο δείγμα. η έλλειψη αποσύνθεσης είναι πιθανό να οφείλεται στη χαμηλή διαπερατότητα του συμπαγούς αργιλώδους εδάφους στον τόπο ταφής. η παρατήρησή μας προτείνει μια υβριδική προσέγγιση της φύσης-μηχανικής για την απομάκρυνση του άνθρακα με ταφή ξυλώδους βιομάζας σε παρόμοια ανοξικά περιβάλλοντα. υπολογίζουμε μια παγκόσμια δυνατότητα δέσμευσης έως και 10 γιγατόνων co2 ετησίως με την υπάρχουσα τεχνολογία με χαμηλό κόστος 30 έως 100 $ ανά τόνο μετά τη βελτιστοποίηση.