новости

составлено | ли ян

наука, 27 сентября 2024 г., том 385, выпуск 6716

"наука",27 сентября 2024 г., том 385, выпуск 6716

химическаяхимия

добыча и хранение лития с помощью солнечной транспирации

добыча и хранение лития за счет солнечной транспирации

▲ автор: ян сон, шици фан и др.

▲ ссылка:

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

▲ резюме:

вдохновленные природным избирательным извлечением видов во время транспирации, мы сообщаем об устройстве для извлечения и хранения лития, управляемого солнечной транспирацией (stles). устройство может использовать естественный солнечный свет для извлечения и хранения лития из рассола. в частности, устройство использует многослойные солнечные испарители для создания градиента давления для извлечения лития из рассола и сбора его в слое хранения.

длительные эксперименты, многочисленные испытания мембран и оценки различных размеров продемонстрировали стабильность, совместимость и масштабируемость материала. эта технология добычи солнечной энергии предлагает альтернативный путь к устойчивой добыче важнейших ресурсов.

▲ аннотация:

вдохновленные способностью природы избирательно извлекать виды при транспирации, мы сообщаем об устройстве для извлечения и хранения лития с использованием солнечной транспирации (stles), которое может извлекать и хранить литий из рассолов с использованием естественного солнечного света. в частности, устройство использует иерархически структурированный солнечный транспирационный испаритель для создания градиента давления, что позволяет извлекать литий из рассолов через мембрану и хранить его в сосудистом накопительном слое. долгосрочные эксперименты, различные мембранные испытания и различные оценки размеров демонстрируют стабильность, совместимость и масштабируемость stles. эта технология добычи полезных ископаемых на солнечной энергии обеспечивает альтернативный путь развития к устойчивой добыче важнейших ресурсов.

биологиябиология

адаптированный к хозяину ауксотрофный кишечный симбионт вызывает иммунодефицит слизистой оболочки.

адаптированные к хозяину дистрофические кишечные комменсалы вызывают иммунодефицит слизистой оболочки.

▲ автор: цюхэ лу, томас ка хитч и др.

▲ ссылка:

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

▲ резюме:

здесь мы демонстрируем функциональный скрининг бактериальной микробиоты мышей с низким уровнем кишечного иммуноглобулина а (iga). мы определили вид под названиемтомазиелла иммунофилаграмотрицательные бактерии, индуцирующие и расщепляющие iga в кишечнике мыши. нестит. иммунофиламыши были восприимчивы к инфекции и имели плохое восстановление слизистой оболочки.т. иммунофилаимеет дистрофический дефект аминосахара клеточной стенки бактерий n-ацетилмурамовой кислоты.

он доставляет протеазы, разрушающие иммуноглобулин, в везикулы внешней мембраны, которые преимущественно расщепляют антитела грызунов с легкими цепями каппа, а не легкими цепями лямбда. это исследование демонстрирует роль комменсалов в развитии иммунодефицита, который может иметь последствия для заболеваний человека.

▲ аннотация:

мы показываем функциональный скрининг бактериальной микробиоты мышей с низким уровнем кишечного иммуноглобулина а (iga); мы идентифицировали грамотрицательную бактерию, предложенную как томазиелла иммунофила, который индуцирует и разрушает iga в кишечнике мыши. мыши укрывают т. иммунофила восприимчивы к инфекциям и плохо восстанавливают слизистую оболочку.т. иммунофила является ауксотрофом по отношению к аминосахару бактериальной клеточной стенки n-ацетилмурамовой кислоте. он доставляет протеазы, разрушающие иммуноглобулины, в везикулы внешней мембраны, которые преимущественно расщепляют антитела грызунов с легкими цепями каппа, а не лямбда. эта работа указывает на роль симбионтов в развитии иммунодефицита, что может быть применимо и к болезням человека.

префронтальная синаптическая регуляция гомеостатического давления во сне, выявленная с помощью синаптической хемогенетики

префронтальная синаптическая регуляция гомеостатического давления сна, выявленная с помощью синаптической хемогенетики

▲ автор: такеси савада, юсукэ иино и др.

▲ ссылка:

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

▲ резюме:

сон регулируется гомеостатическими процессами, однако биологическая основа накопления давления сна во время бодрствования, его запуска и диссипации остается неясной. мы исследуем причинно-следственную связь между силой клеточных синапсов и дельта-мощностью ээг, свидетельствующей о макроскопическом стрессе во сне, путем разработки теоретической основы и молекулярных инструментов для управления синаптической силой.

математические модели предсказывают, что увеличение синаптической силы приводит к «неактивному состоянию» нейронов и увеличивает дельта-мощность. наши молекулярные инструменты, вызывающие увеличение дендритных отростков и синаптическое усиление посредством химически индуцированной транслокации белка калирин-7, демонстрируют, что синаптическое усиление возбуждающих нейронов в префронтальной коре увеличивает продолжительность сна и дельта-мощность при небыстрых движениях глаз. таким образом, синаптическая сила возбуждающих нейронов префронтальной коры определяет стресс сна у млекопитающих.

▲ аннотация:

сон регулируется гомеостатическими процессами, однако биологическая основа давления сна, которое накапливается во время бодрствования, вызывает сон и рассеивается во время сна, остается неясной. мы исследовали причинно-следственную связь между клеточной синаптической силой и дельта-мощностью электроэнцефалографии, указывающей на давление сна на макроуровне, путем разработки теоретической основы и молекулярного инструмента для управления синаптической силой. математическая модель предсказала, что увеличение синаптической силы способствует «состоянию покоя» нейронов и повышению дельта-мощности. наш молекулярный инструмент (химически индуцированная транслокация калирина-7, направленная на синапсы, syncit-k), который индуцирует увеличение дендритных шипов и синаптическое потенциирование посредством химически индуцированной транслокации белка калирина-7, продемонстрировал, что синаптическая потенциация возбуждающих нейронов в префронтальной коре ( pfc) увеличивает продолжительность сна и дельта-мощность при небыстрых движениях глаз. таким образом, синаптическая сила возбуждающих нейронов пфк определяет давление сна у млекопитающих.

мутация гибкой области белка f rsv может стабилизировать конформацию до слияния.

мутационный дизайн для конформационной стабильности белка f rsv перед слиянием на основе модификации гибкой области

▲ автор: ю лян, шуай шао и др.

▲ ссылка:

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

▲ резюме:

мы предлагаем стратегию мутагенеза, позволяющую предотвратить пребывание белка f rsv в состоянии pre-f путем блокирования локальных изменений в структуре белка, которые сопровождают крупномасштабные конформационные перестройки. мы создали серию мутантов и протестировали их in vitro, чтобы оценить их способность образовывать стабильный пре-f.

в экспериментах на животных иммуногенность репрезентативного мутантного белка f вызывала уровни нейтрализующих антител и защиту от рсв-индуцированного повреждения легких, сравнимого с ds-cav1 пре-f, используемого в лицензированных вакцинах.

▲ аннотация:

мы представляем стратегию мутагенеза, позволяющую остановить белок f rsv в его пре-f-состоянии путем блокирования локализованных изменений в структуре белка, которые сопровождают крупномасштабные конформационные перестройки. мы создали серию мутантов и протестировали их in vitro, чтобы оценить их потенциал для формирования стабильного пре-f. у животных иммуногенность репрезентативного мутантного белка f, конформация которого подтверждена криоэлектронной микроскопией, вызывала уровни нейтрализующих антител и защиту от повреждения легких, вызванного rsv, которые были сопоставимы с уровнями ds-cav1, используемого пре-f. в лицензированной вакцине.

наука о земленауки о земле

данные четырех десятилетий о запутывании гавайских тюленей-монахов показывают преимущества удаления пластикового мусора

данные о запутывании тюленей-монахов на гавайях за 40 лет показывают преимущества удаления пластикового мусора

▲ автор: джейсон д. бейкер, теа к. йоханос и др.

▲ ссылка:

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

▲ резюме:

брошенные рыболовные снасти могут нанести вред морским видам и экосистемам. для смягчения ущерба, причиняемого океанским пластиковым мусором, были созданы различные программы очистки. но, насколько нам известно, польза этих усилий для морских видов и экосистем еще не доказана эмпирически.

мы изучили записи о запутывании морского мусора гавайскими тюленями-монахами за 40 лет до и после начала крупномасштабных работ по удалению морского мусора на северо-западных гавайских островах, показав, что уровень запутывания значительно снизился там, где усилия по удалению мусора были наиболее сконцентрированы. масштабное и устойчивое удаление заброшенных рыболовных снастей приносит пользу морским экосистемам и потенциально может изменить усилия по восстановлению окружающей среды.

▲ аннотация:

брошенные, утерянные или иным образом выброшенные рыболовные снасти наносят ущерб морским видам и экосистемам. чтобы смягчить разрушения, вызванные пластиковым мусором в океане, были созданы различные программы очистки, хотя, насколько нам известно, польза от таких усилий для морских видов и экосистем еще не была продемонстрирована эмпирически. мы изучили более чем 40-летние записи о запутывании морского мусора гавайскими тюленями-монахами до и после того, как на северо-западных гавайских островах были начаты крупномасштабные работы по удалению морского мусора, продемонстрировав существенное снижение показателей запутывания там, где усилия по удалению мусора были наиболее сконцентрированы. крупномасштабное и устойчивое удаление брошенных, утерянных или иным образом выброшенных рыболовных снастей приносит значительную пользу морским экосистемам и может привести к трансформации усилий по восстановлению.

3775-летнее деревянное захоронение поддерживает «деревянные своды» как надежный метод удаления углерода

деревянные захоронения, произошедшие 3775 лет назад, доказывают, что «деревянные могилы» могут быть долговечным методом удаления углерода

▲ автор: нин зэн, синпен чжао и др.

▲ ссылка:

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

▲ резюме:

земной фотосинтез ежегодно удаляет в шесть раз больше углекислого газа, выбрасываемого ископаемым топливом. однако в результате разложения большая часть углерода возвращается в атмосферу. мы обнаружили древнее бревно возрастом 3775 лет на глубине 2 метра под землей, и оно сохранилось гораздо дольше, чем ожидалось. древесина практически идеально сохранилась, потеря углерода составляет менее 5% по сравнению с современными образцами. причиной его отсутствия гниения может быть низкая водопроницаемость плотной глинистой почвы на месте захоронения.

наши наблюдения показывают, что гибридный естественный инженерный подход к удалению углерода может быть достигнут путем захоронения древесной биомассы в аналогичной бескислородной среде. по нашим оценкам, при использовании существующей технологии, оптимизированной при низкой стоимости от 30 до 100 долларов сша за тонну, глобальный потенциал хранения может достичь 10 миллиардов тонн углекислого газа в год.

▲ аннотация:

ежегодно в результате земного фотосинтеза удаляется в шесть раз больше углекислого газа (co2), чем выбросы ископаемого топлива. однако углерод в основном возвращается в атмосферу путем разложения. мы нашли древнее деревянное бревно возрастом 3775 лет, погребенное на глубине 2 метров под землей, которое сохранилось намного дольше ожидаемого срока службы. древесина имела почти идеальную сохранность: потеря углерода менее 5% по сравнению с современным образцом. отсутствие гниения, вероятно, связано с малой проницаемостью плотной глинистой почвы на месте захоронения. наше наблюдение предполагает гибридный природоинженерный подход к удалению углерода путем захоронения древесной биомассы в аналогичных бескислородных средах. по нашим оценкам, глобальный потенциал улавливания co2 при существующей технологии составит до 10 гигатонн в год при низкой стоимости от 30 до 100 долларов за тонну после оптимизации.