berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Berdasarkan pemberitaan tanggal 15 Juli (Senin), isi utama website ilmiah ternama asing adalah sebagai berikut:

Situs web "Alam" (www.nature.com)

Para ilmuwan menemukan untuk pertama kalinyaraksasakromosom yang hampir lengkap

Sekitar 50.000 tahun yang lalu, seekor mamut mati secara misterius di tundra Siberia.Dalam sampel kulitnya, para peneliti menemukan kromosom yang terawetkan dalam struktur tiga dimensi (3D) murni yang ditemukan pada zaman kuno sebelumnya.DNAdianggap mustahil dalam penelitian ini.

Tim juga mengungkap struktur spasial molekul DNA mammoth dan gen aktif pada kulitnya, termasuk satu gen yang bertanggung jawab membuat mammoth tampak berbulu. Penelitian tersebut baru-baru ini dipublikasikan di jurnal Cell.

Sekitar 40 tahun lalu, para ilmuwan menemukan bahwa fragmen DNA dapat bertahan pada spesimen purba, termasuk mumi Mesir dari ribuan tahun lalu. Namun seiring berjalannya waktu, DNA terdegradasi dan mengalami kerusakan kimia, sehingga hampir tidak mungkin untuk merekonstruksi struktur tiga dimensi genom dari fragmen-fragmen ini. Belum ada yang mencoba mempelajari organisasi kromosom dalam inti sel purba, karena asumsi bahwa struktur tiga dimensi DNA akan hilang seiring berjalannya waktu.

Untuk menantang hipotesis ini, para peneliti melakukan penelitian selama sembilan tahun untuk mencari sampel DNA purba yang terpelihara dengan baik, dan akhirnya menemukan kromosom yang hampir lengkap dalam sampel kulit mamut berbulu yang digali dari lapisan es Siberia. Mammoth ini mati 52.000 tahun yang lalu. Para peneliti menganalisis struktur kromosom mammoth, mengungkapkan lipatan molekul DNA dan organisasi spasialnya dalam inti sel – dua fitur yang sangat penting dalam menentukan gen mana yang diaktifkan dan untuk berapa lama.

Direktur ilmu biologi di Colossal Biosciences, sebuah perusahaan bioteknologi Amerika, mengatakan metode dalam makalah tersebut juga dapat membantu peneliti menyusun genom mamut secara lengkap. Perusahaan sedang berupaya untuk menghidupkan kembali mamut tersebut.

Situs web "Science Daily" (www.sciencedaily.com)

1. Bagaimana tanaman tahan dingin beradaptasi dengan lingkungan: Tanaman poliploid dapat mengakumulasi mutasi struktural

Tanaman tahan dingin seperti Cochlearia telah beradaptasi dengan baik terhadap iklim dingin di Zaman Es. Ketika mereka berganti-ganti antara periode hangat dan dingin, mereka mengembangkan banyak spesies dari genus Cistus, yang juga menyebabkan perkembangbiakan genom. Ahli biologi evolusi dari Universitas Heidelberg di Jerman, Universitas Nottingham di Inggris dan Universitas Praha di Republik Ceko mempelajari dampak duplikasi genom terhadap potensi adaptif tanaman. Hasilnya menunjukkan bahwa tanaman poliploid – spesies dengan lebih dari dua set kromosom – dapat mengakumulasi mutasi struktural dengan adaptasi lokal yang memungkinkan mereka menempati relung ekologi berulang kali.

Genus Lithospermum dalam keluarga Brassicaceae menyimpang dari kerabatnya di Mediterania lebih dari 10 juta tahun yang lalu. Walaupun keturunan langsung mereka mempunyai spesialisasi dalam mengatasi tekanan kekeringan, rockweed menaklukkan habitat dingin dan Arktik pada awal Zaman Es 2,5 juta tahun yang lalu. Dalam studi sebelumnya, para peneliti menyelidiki bagaimana tanaman dalam genus Cistus telah berulang kali beradaptasi dengan periode dingin dan hangat yang bergantian dengan cepat selama 2 juta tahun terakhir. Selain itu, beberapa spesies Cistus yang baru muncul dan beradaptasi dengan suhu dingin mengembangkan kumpulan gen berbeda yang bersentuhan satu sama lain di daerah dingin. Pertukaran gen menciptakan populasi dengan banyak set kromosom. Ketika ukuran genom mereka terus menyusut, mereka mampu menempati relung ekologi di wilayah yang lebih dingin lagi dan lagi.

Penelitian saat ini mengurutkan genom referensi diploid dari spesies Alpine dari genus Cistus dan merekonstruksi apa yang disebut pangenome.Ia menggabungkan rangkaian genom yang berbeda, sehingga menunjukkan pewarisan antara individu dan spesies lainMutasi . Analisis terhadap lebih dari 350 genom dari spesies Lithospermum yang berbeda dengan jumlah set kromosom yang berbeda menunjukkan bahwa poliploid sebenarnya lebih sering menunjukkan variasi adaptif lokal dalam struktur genom daripada spesies diploid.

Mutasi struktural ini ditutupi oleh duplikasi genom tambahan dan oleh karena itu agak terlindungi dari tekanan seleksi, karena akumulasi varian struktural juga akan menyebabkan hilangnya fungsi. Melalui model mereka, tim lebih lanjut menunjukkan bahwa variasi struktural spesifik poliploidi juga terjadi di wilayah genetik yang mungkin memainkan peran penting dalam adaptasi iklim di masa depan.

2. AI dapat mempercepat analisis gambar MRI jantung dan menghasilkan pengobatan penyakit jantung yang lebih baik

Sebuah tim peneliti dari Universitas East Anglia, Universitas Sheffield dan Universitas Leeds di Inggris telah menciptakan model kecerdasan buatan (AI) yang menggunakan AI untuk menganalisis gambar jantung dari pemindaian resonansi magnetik (MRI).

Dokter memerlukan waktu 45 menit atau lebih untuk menganalisis gambar MRI, namun model AI baru hanya membutuhkan waktu beberapa detik.

Meskipun penelitian lain telah menyelidiki penggunaan AI dalam analisis gambar MRI, model AI terbaru ini dilatih menggunakan data dari beberapa rumah sakit dan berbagai jenis pemindai, dan dilakukan pada kelompok pasien berbeda dari rumah sakit berbeda. Selain itu, model AI ini memberikan analisis lengkap terhadap keseluruhan jantung dengan menampilkan tampilan keempat ventrikel, sedangkan sebagian besar penelitian sebelumnya hanya berfokus pada dua ventrikel utama jantung.

“Inovasi ini dapat menghasilkan diagnosis yang lebih efisien, keputusan pengobatan yang lebih baik, dan pada akhirnya meningkatkan hasil bagi pasien penyakit jantung,” kata para peneliti.

3. Cara sederhana untuk menyelamatkan nyawafagMudah untuk diangkut dan dibagikan

Fag, yang seringkali secara alami menghancurkan bakteri ketika antibiotik gagal, dapat mengubah arah pengobatan dan pertanian, terutama ketika resistensi antibiotik meningkat secara global. Setiap bentuk fag dikhususkan untuk menyerang bakteri tertentu, sehingga fag dapat secara spesifik menargetkan infeksi tanpa mempengaruhi bakteri menguntungkan.

Tantangan utama dalam memanfaatkan potensi fag yang sangat besar adalah bagaimana memperolehnya dengan lebih mudah dan cepat. Saat ini tidak ada bank sentral fag yang didirikan; hanya bank fag lokal yang tersebar di tempat-tempat seperti laboratorium penelitian dan klinik swasta. Yang lebih serius lagi, fag hidup harus tersuspensi dalam botol berisi cairan dan didinginkan atau dibekukan, sehingga penyimpanan fag menjadi rumit dan menghambat efisiensi pengangkutan dan pembagian pengumpulan fag.

Para peneliti dari Universitas McMaster Kanada dan Université Laval telah berkolaborasi untuk mengembangkan cara baru yang sederhana untuk menyimpan, mengidentifikasi dan berbagi bakteriofag, sehingga lebih mudah diakses oleh pasien yang membutuhkannya.

Mereka mengembangkan platform penyimpanan kering yang memainkan peran utama dalam sistem ramah pengguna baru mereka yang dapat dengan cepat mencocokkan infeksi tertentu dengan fag yang dapat menghentikannya.

Inti dari sistem baru ini adalah media berbentuk pil baru yang menyimpan fag tanpa memerlukan pendinginan dan menggabungkannya dengan media yang menghasilkan cahaya yang terlihat ketika fag merespons infeksi target.

Teknologi baru ini memungkinkan fag disimpan pada suhu kamar selama berbulan-bulan hingga dibutuhkan dan menggabungkan biobank dan laboratorium pengujian dalam satu paket kecil.

Pekerjaan tim peneliti dijelaskan dalam sebuah makalah yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Nature Communications.

Situs web Scitech Daily (https://scitechdaily.com)

1. Eksperimen biologis selama satu abad mengungkap rahasia genetik jelai

Sebuah studi jangka panjang yang dilakukan sejak tahun 1929 telah mengungkapkan wawasan penting mengenai evolusi jelai, menunjukkan adaptasinya terhadap lingkungan yang berbeda dan pengaruh signifikan dari seleksi alam. Studi ini menyoroti keterbatasan pemuliaan evolusioner dan menyoroti perlunya eksplorasi lebih lanjut untuk meningkatkan hasil panen.

Kelangsungan hidup tanaman budidaya setelah penyebaran di lingkungan berbeda adalah contoh klasik evolusi adaptif yang cepat. Misalnya, jelai, tanaman Neolitikum yang penting, menyebar luas setelah didomestikasi lebih dari 10.000 tahun yang lalu dan menjadi sumber nutrisi utama bagi manusia dan ternak di Eropa, Asia, dan Afrika Utara selama ribuan generasi. Ekspansi dan penanaman yang begitu cepat menyebabkan jelai mengalami tekanan seleksi yang kuat, termasuk seleksi buatan untuk mendapatkan sifat-sifat yang diinginkan dan seleksi alam yang memaksanya beradaptasi dengan berbagai lingkungan baru.

Meskipun penelitian sebelumnya terhadap varietas jelai awal telah mengidentifikasi beberapa sejarah genetik populasinya dan memetakan lokus genetik yang berkontribusi terhadap penyebarannya, kecepatan dan dinamika keseluruhan dari proses ini sulit ditentukan tanpa pengamatan langsung. Dengan menggunakan Hibridisasi Komposit Barley II (CCII), salah satu eksperimen evolusi tertua dan terlama di dunia, para peneliti mengamati proses adaptasi lokal jelai selama hampir satu abad.

Meskipun jelai memiliki ribuan genotipe ketika percobaan dimulai, penelitian menunjukkan bahwa seleksi alam secara dramatis mengurangi keragaman ini, memusnahkan hampir semua genotipe yang ada, sehingga menghasilkan dominasi garis keturunan monoklonal yang membentuk sebagian besar populasi. Transformasi ini terjadi dengan cepat, dengan klon yang dibuat pada generasi ke-50. Menurut temuan tersebut, garis keturunan yang berhasil ini sebagian besar terdiri dari alel yang berasal dari lingkungan mirip Mediterania. Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa gen yang ditargetkan melalui seleksi memainkan peran penting dalam adaptasi iklim, termasuk seleksi ketat pada waktu reproduksi.

2. Rahasia di balik kinerja luar biasa NFA semikonduktor organik baru

Energi surya memainkan peran penting dalam transisi menuju masa depan energi bersih. Panel surya berbasis silikon saat ini memiliki keterbatasan - harganya mahal dan sulit dipasang pada permukaan melengkung. Para peneliti telah mengembangkan bahan alternatif untuk mengatasi kekurangan silikon ini, yang paling menjanjikan adalah semikonduktor “organik”. Ini adalah semikonduktor berbasis karbon, dan karbon berlimpah di bumi, murah dan ramah lingkungan.

Salah satu kelemahan sel surya organik adalah efisiensi konversi fotolistriknya yang rendah, yaitu sekitar 12%, dibandingkan dengan 25% pada sel surya silikon monokristalin. Namun perkembangan terbaru dari kelas semikonduktor organik baru, akseptor nonfullerene (NFA), telah mengubah paradigma ini. Sel surya organik yang dibuat dengan NFA dapat memiliki efisiensi mendekati 20%.

Meskipun kinerjanya luar biasa, alasan mengapa NFA secara signifikan lebih unggul dibandingkan semikonduktor organik lainnya masih belum jelas bagi komunitas ilmiah. Dalam sebuah studi inovatif yang diterbitkan dalam jurnal Advanced Materials, para peneliti menemukan mekanisme mikroskopis yang sebagian menjelaskan kinerja NFA yang unggul.

Kunci dari penemuan ini adalah pengukuran yang dilakukan para peneliti menggunakan teknik eksperimental yang disebut “spektroskopi fotoemisi dua foton yang diselesaikan dengan waktu,” atau “TR-TPPE.” Metode ini memungkinkan tim untuk melacak energi elektron yang tereksitasi dengan resolusi waktu sub-pikodetik (1 pikodetik sama dengan sepertriliun detik, atau 10^-12 detik).

Para peneliti percaya bahwa proses yang tidak biasa ini dapat terjadi pada skala mikroskopis karena perilaku kuantum elektron, yang memungkinkan satu elektron tereksitasi hadir pada beberapa molekul pada saat yang bersamaan. Keanehan kuantum ini bertepatan dengan hukum kedua termodinamika, yang mengakibatkan proses perolehan energi yang tidak biasa. (Liu Chun)