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compilato |. li yan

scienza, 27 settembre 2024, volume 385 numero 6716

"scienza",27 settembre 2024, volume 385, numero 6716

chimicochimica

estrazione e stoccaggio del litio alimentato dalla traspirazione solare

estrazione e stoccaggio del litio guidato dalla traspirazione solare

▲ autore: yan song, shiqi fang et al.

▲ collegamento:

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

▲ riepilogo:

ispirato dall'estrazione selettiva delle specie da parte della natura durante la traspirazione, riportiamo un dispositivo di estrazione e stoccaggio del litio guidato dalla traspirazione solare (stles). il dispositivo può utilizzare la luce solare naturale per estrarre e immagazzinare il litio dalla salamoia. nello specifico, il dispositivo utilizza evaporatori solari a strati per creare un gradiente di pressione per estrarre il litio in salamoia e raccoglierlo in uno strato di stoccaggio.

esperimenti a lungo termine, test multipli su membrane e valutazioni di diverse dimensioni hanno dimostrato la stabilità, compatibilità e scalabilità del materiale. questa tecnologia di estrazione solare offre un percorso alternativo per l’estrazione sostenibile di risorse critiche.

▲ estratto:

ispirato dalla capacità della natura di estrarre selettivamente le specie durante la traspirazione, riportiamo un dispositivo di estrazione e stoccaggio del litio (stles) alimentato dalla traspirazione solare in grado di estrarre e immagazzinare il litio dalle salamoie utilizzando la luce solare naturale. nello specifico, il dispositivo utilizza un evaporatore traspirazionale solare strutturato gerarchicamente per creare un gradiente di pressione, che consente l'estrazione del litio dalle salamoie attraverso una membrana e il suo stoccaggio in uno strato di stoccaggio vascolare. esperimenti a lungo termine, vari test su membrana e valutazioni di diverse dimensioni dimostrano la stabilità, compatibilità e scalabilità di stles. questa tecnologia mineraria a energia solare fornisce un percorso di sviluppo alternativo verso l’estrazione sostenibile di risorse critiche.

biologiabiologia

un simbionte intestinale auxotrofico adattato all'ospite induce immunodeficienza della mucosa

i commensali intestinali distrofici adattati all'ospite inducono immunodeficienza della mucosa

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

▲ collegamento:

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

▲ riepilogo:

qui, dimostriamo lo screening funzionale del microbiota batterico dei topi con bassi livelli di immunoglobulina a (iga) intestinale. abbiamo identificato una specie chiamatatomasiella immunofilabatteri gram-negativi che inducono e degradano le iga nell'intestino del topo. trasportaret. immunophilai topi erano suscettibili alle infezioni e avevano una scarsa riparazione della mucosa.t. immunophilaha un difetto distrofico nell'amminozucchero n-acetilmuramico della parete cellulare batterica.

fornisce proteasi che degradano le immunoglobuline nelle vescicole della membrana esterna che degradano preferenzialmente gli anticorpi dei roditori con catene leggere kappa anziché catene leggere lambda. questo studio dimostra un ruolo dei commensali nell’immunodeficienza, che potrebbe avere implicazioni per le malattie umane.

▲ estratto:

mostriamo uno schermo funzionale del microbiota batterico di topi con bassi livelli di immunoglobulina a (iga) intestinale; abbiamo identificato un batterio gram-negativo, proposto come tomasiella immunofila, che induce e degrada le iga nell'intestino del topo. i topi ospitano t. immunophila sono suscettibili alle infezioni e mostrano una scarsa riparazione della mucosa.t. immunophila è auxotrofico per l'amminozucchero n-acetilmuramico della parete cellulare batterica. fornisce proteasi che degradano le immunoglobuline nelle vescicole della membrana esterna che degradano preferenzialmente gli anticorpi dei roditori con catene leggere kappa ma non lambda. questo lavoro indica un ruolo dei simbionti nell’immunodeficienza, che potrebbe essere applicabile alle malattie umane.

regolazione sinaptica prefrontale della pressione omeostatica del sonno rivelata attraverso la chemogenetica sinaptica

regolazione sinaptica prefrontale della pressione omeostatica del sonno rivelata dalla chemogenetica sinaptica

▲ autore: takeshi sawada, yusuke iino et al.

▲ collegamento:

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

▲ riepilogo:

il sonno è regolato da processi omeostatici, tuttavia, la base biologica per l'accumulo della pressione del sonno durante la veglia, l'attivazione e la dissipazione rimane poco chiara. esploriamo la relazione causale tra la forza sinaptica cellulare e la potenza delta dell'eeg indicativa dello stress macroscopico del sonno sviluppando un quadro teorico e strumenti molecolari per manipolare la forza sinaptica.

i modelli matematici prevedono che una maggiore forza sinaptica promuove uno “stato down” dei neuroni e aumenta il potere delta. i nostri strumenti molecolari, che inducono l’allargamento della colonna vertebrale dendritica e il potenziamento sinaptico attraverso la traslocazione della proteina kalirin-7 indotta chimicamente, dimostrano che il potenziamento sinaptico dei neuroni eccitatori nella corteccia prefrontale aumenta la quantità di sonno con movimenti oculari non rapidi e la potenza delta. pertanto, la forza sinaptica dei neuroni eccitatori nella corteccia prefrontale determina lo stress del sonno nei mammiferi.

▲ estratto:

il sonno è regolato da processi omeostatici, ma la base biologica della pressione del sonno che si accumula durante la veglia, innesca il sonno e si dissipa durante il sonno rimane sfuggente. abbiamo esplorato una relazione causale tra la forza sinaptica cellulare e il delta power dell’elettroencefalografia che indica la pressione del sonno a livello macro, sviluppando un quadro teorico e uno strumento molecolare per manipolare la forza sinaptica. il modello matematico prevedeva che una maggiore forza sinaptica promuove lo “stato down” neuronale e aumenta il potere delta. il nostro strumento molecolare (traslocazione indotta chimicamente mirata alla sinapsi di kalirin-7, syncit-k), che induce l'allargamento della colonna vertebrale dendritica e il potenziamento sinaptico attraverso la traslocazione indotta chimicamente della proteina kalirin-7, ha dimostrato che il potenziamento sinaptico dei neuroni eccitatori nella corteccia prefrontale ( pfc) aumenta la quantità di sonno con movimenti oculari non rapidi e il delta power. pertanto, la forza sinaptica dei neuroni eccitatori della pfc determina la pressione del sonno nei mammiferi.

la mutazione di una regione flessibile della proteina f dell'rsv può stabilizzare la conformazione prefusion

progettazione della mutazione per la stabilità conformazionale della proteina f dell'rsv prima della fusione basata sulla modificazione della regione flessibile

▲ autore: yu liang, shuai shao et al.

▲ collegamento:

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

▲ riepilogo:

proponiamo una strategia di mutagenesi per impedire che la proteina f dell'rsv si trovi nel suo stato pre-f bloccando i cambiamenti locali nella struttura proteica che accompagnano i riarrangiamenti conformazionali su larga scala. abbiamo generato una serie di mutanti e li abbiamo sottoposti a screening in vitro per valutare il loro potenziale di formare pre-f stabile.

negli esperimenti sugli animali, l'immunogenicità di una proteina f mutante rappresentativa ha suscitato livelli di anticorpi neutralizzanti e protezione contro il danno polmonare indotto da rsv paragonabili al ds-cav1 del pre-f utilizzato nei vaccini autorizzati.

▲ estratto:

presentiamo una strategia di mutagenesi per arrestare la proteina f dell'rsv nel suo stato pre-f bloccando i cambiamenti localizzati nella struttura della proteina che accompagnano riarrangiamenti conformazionali su larga scala. abbiamo generato una serie di mutanti e li abbiamo sottoposti a screening in vitro per valutare il loro potenziale nella formazione di un pre-f stabile. negli animali, l’immunogenicità di una proteina f mutante rappresentativa, con una conformazione confermata dalla microscopia crioelettronica, ha suscitato livelli di anticorpi neutralizzanti e protezione contro il danno polmonare indotto dall’rsv paragonabili a quelli di ds-cav1, un pre-f utilizzato in un vaccino autorizzato.

scienze della terrascienze della terra

quattro decenni di dati sull’impigliamento della foca monaca hawaiana rivelano i vantaggi della rimozione dei detriti di plastica

quaranta anni di dati sull’aggrovigliamento della foca monaca delle hawaii rivelano i vantaggi della rimozione dei detriti di plastica

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

▲ collegamento:

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

▲ riepilogo:

gli attrezzi da pesca abbandonati possono danneggiare le specie e gli ecosistemi marini. per mitigare i danni causati dai detriti di plastica nell’oceano, sono stati istituiti vari programmi di pulizia. ma per quanto ne sappiamo, i benefici di questi sforzi per le specie e gli ecosistemi marini devono ancora essere dimostrati empiricamente.

abbiamo esaminato i registri di impigliamento di detriti marini della foca monaca hawaiana oltre 40 anni prima e dopo l’inizio degli sforzi di rimozione dei detriti marini su larga scala nelle isole hawaii nordoccidentali, dimostrando che i tassi di impigliamento sono diminuiti significativamente dove gli sforzi di rimozione dei detriti erano maggiormente concentrati. la rimozione prolungata e su larga scala degli attrezzi da pesca abbandonati apporta benefici agli ecosistemi marini e ha il potenziale per trasformare gli sforzi di ripristino ecologico.

▲ estratto:

gli attrezzi da pesca abbandonati, persi o altrimenti scartati causano danni alle specie marine e agli ecosistemi. per mitigare la distruzione causata dai detriti di plastica nell’oceano, sono stati istituiti vari programmi di pulizia, anche se, a nostra conoscenza, i benefici di tali sforzi per le specie e gli ecosistemi marini non sono stati ancora dimostrati empiricamente. abbiamo esaminato più di 40 anni di registrazioni di impigliamenti di detriti marini della foca monaca hawaiana prima e dopo l’avvio degli sforzi di rimozione dei detriti marini su larga scala nelle isole hawaii nordoccidentali, dimostrando una sostanziale riduzione dei tassi di impigliamento dove lo sforzo di rimozione dei detriti era maggiormente concentrato. la rimozione su larga scala e sostenuta di attrezzi da pesca abbandonati, perduti o altrimenti scartati apporta benefici significativi agli ecosistemi marini e ha il potenziale per trasformare gli sforzi di ripristino.

la sepoltura in legno di 3775 anni fa supporta la “volta in legno” come metodo durevole di rimozione del carbonio

la sepoltura in legno di 3.775 anni fa dimostra che le "tombe in legno" potrebbero essere un metodo di rimozione del carbonio a lungo termine

▲ autore: ning zeng, xinpeng zhao et al.

▲ collegamento:

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

▲ riepilogo:

la fotosintesi terrestre rimuove ogni anno sei volte la quantità di anidride carbonica emessa dai combustibili fossili. tuttavia, attraverso la decomposizione, la maggior parte del carbonio viene restituita all’atmosfera. abbiamo scoperto un antico tronco di 3.775 anni a 2 metri sottoterra ed è stato conservato molto più a lungo del previsto. il legno è quasi perfettamente conservato, con una perdita di carbonio inferiore al 5% rispetto ai campioni moderni. la ragione della sua assenza di decadimento potrebbe essere la bassa permeabilità dell'argilla densa nel luogo di sepoltura.

le nostre osservazioni suggeriscono che un approccio ibrido di ingegneria naturale potrebbe essere utilizzato per rimuovere il carbonio seppellendo la biomassa legnosa in un ambiente anossico simile. stimiamo che, utilizzando la tecnologia esistente, ottimizzata a un costo contenuto compreso tra 30 e 100 dollari per tonnellata, il potenziale di stoccaggio globale potrebbe raggiungere i 10 miliardi di tonnellate di anidride carbonica all’anno.

▲ estratto:

ogni anno attraverso la fotosintesi terrestre viene rimossa una quantità di anidride carbonica (co2) sei volte maggiore rispetto alle emissioni di combustibili fossili. tuttavia, la maggior parte del carbonio viene restituito all’atmosfera tramite decomposizione. abbiamo trovato un tronco di legno antico di 3775 anni sepolto a 2 metri sotto terra che si è conservato ben oltre la sua durata prevista. il legno aveva una conservazione quasi perfetta, con una perdita di carbonio inferiore al 5% rispetto a un campione moderno. l'assenza di degrado è probabilmente dovuta alla scarsa permeabilità del terreno argilloso compatto nel luogo di sepoltura. la nostra osservazione suggerisce un approccio ibrido di ingegneria naturale per la rimozione del carbonio seppellendo la biomassa legnosa in ambienti anossici simili. stimiamo un potenziale di sequestro globale fino a 10 gigatonnellate di co2 all’anno con la tecnologia esistente a un costo basso compreso tra 30 e 100 dollari per tonnellata dopo l’ottimizzazione.