Maj 2022

Bakterie z genami oporności na antybiotyki znalezione na Antarktydzie

Naukowcy z Chile twierdzą, że bakterie z genami, które czynią je naturalnie opornymi na antybiotyki i środki przeciwdrobnoustrojowe, zostały znalezione na Antarktydzie i mogą rozprzestrzenić się poza regiony polarne.

 

Andrés Marcoleta, naukowiec z University of Chile, który kierował badaniem opublikowanym w marcu w czasopiśmie Science of the Total Environment, powiedział, że te „superbakterie”, które wyewoluowały, aby wytrzymać ekstremalne warunki, są zawarte w ruchomych fragmentach DNA, które można łatwo przenieść do innych bakterii.

 

Od jakiegoś czasu wiemy, że gleby Półwyspu Antarktycznego, jednego z regionów polarnych najbardziej dotkniętych topnieniem lodu, zawierają szeroką gamę bakterii. Naukowcy zdają sobie też sprawę z tego, że niektóre z nich stanowią potencjalne źródło genów przodków, które nadają oporność na antybiotyki. Naukowcy z University of Chile pobrali kilka próbek z Półwyspu Antarktycznego w latach 2017-2019.

Warto zapytać, czy zmiany klimatyczne mogą wpłynąć na występowanie chorób zakaźnych. W możliwym scenariuszu te geny mogą opuścić ten rezerwuar i przyczynić się do powstawania i rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych.

 

Naukowcy odkryli, że bakterie Pseudomonas, jedna z dominujących grup bakterii na Półwyspie Antarktycznym, nie są patogenne, ale mogą być źródłem „genów odporności”, których nie powstrzymują zwykłe środki dezynfekujące, takie jak miedź, chlor czy czwartorzędowy amon. Jednak inny badany przez nich gatunek bakterii, bakteria Polaromonas, ma potencjał do inaktywacji antybiotyków beta-laktamowych, które są potrzebne do leczenia różnych infekcji.


Silne i głębokie trzęsienie ziemi w Peru - nawet 7,2 stopnie w skali Richtera!

Według US Geological Survey, południowe Peru nawiedziło trzęsienie ziemi o sile 7,2 stopnia. Trzęsienie miało miejsce 27 maja około 7:02 czasu lokalnego i wystąpiło w regionie Tirapat. 

 

Epicentrum znajdowało się 13 km na wschód-południowy wschód od Azangaroa, a hipocentrum wystąpiło na głębokości 217,8 km.

Trzęsienie ziemi wstrząsnęło budynkami w La Paz, stolicy sąsiedniej Boliwii, a także peruwiańskich miastach, takich jak Arequipa, Tacna i Cusco.

W promieniu 100 km (62 mil) mieszka około 800 tysięcy ludzi. Szacuje się, że 24 tysiące z nich odczuło silne wstrząsy, 1 548 000 umiarkowane, a 8 000 000 lekkie.


W atmosferze odkryto całkowicie nowy rodzaj wysoce reaktywnej substancji chemicznej

Powietrze składa się głównie z azotu, dużej porcji tlenu i niewielkiej ilości dwutlenku węgla. Chemicy wykazali, że w atmosferze istnieje też klasa reaktywnych związków zwanych organicznymi wodorotlenkami i chociaż te chemikalia są krótkotrwałe, mogą mieć skutki, o których jeszcze nie wiemy.  

Jeśli wierzyć obliczeniom naukowców, wszyscy oddychamy tymi radioaktywnymi molekułami. Co to dokładnie oznacza dla naszego zdrowia? Te związki istniały zawsze – po prostu o nich nie wiedzieliśmy. Ale fakt, że mamy teraz dowody na to, że te związki powstają i żyją przez pewien czas, oznacza, że ​​można badać ich działanie i reagować, jeśli okażą się niebezpieczne.

 

Dość często w chemii dodanie tylko jednego nowego składnika może radykalnie zmienić zachowanie materiału. Weźmy na przykład wodę. Poprzez interakcję pary wodorów i pojedynczego tlenu, chemia organiczna może mieszać się i skręcać w ewoluujące zjawisko, które nazywamy życiem. Ale gdy dodamy jeszcze jeden tlen otrzymujemy nadtlenek wodoru, dużo bardziej reaktywny związek. Gdy doda się kolejny tlen do tej małej cząsteczki, otrzymamy wodorotlenek. Do jego uzyskania wystarczy sprzęt laboratoryjny, nasycone związki organiczne oraz suchy lód.

 

Będąc wysoce reaktywnymi, pytanie, czy wodorotlenki mogą łatwo tworzyć stabilne struktury w atmosferze, pozostaje otwarte. Tak wiele z tego, jak działa nasza atmosfera, od złożonych sposobów, w jakie wpływa na ludzkie zdrowie, po ogromny wpływ na globalny klimat, zależy od interakcji zawartych w niej substancji śladowych. Większość działalności człowieka powoduje uwalnianie substancji chemicznych do atmosfery. Dlatego znajomość reakcji, które determinują chemię atmosfery, jest ważna, abyśmy mogli przewidzieć, jak nasze działania wpłyną na atmosferę w przyszłości.

 

Badania zespołu przyniosły pierwsze bezpośrednie obserwacje powstawania wodorotlenku w warunkach atmosferycznych z kilku substancji, o których wiadomo, że występują w naszym powietrzu. To pozwoliło im zbadać, w jaki sposób można zsyntetyzować ten związek, jak długo trwa i jak się rozkłada. Jedno takie uwolnienie, zwane izoprenem, może reagować w atmosferze, tworząc około 10 milionów ton wodorotlenków rocznie. Jest to jednak tylko jedno potencjalne źródło. Na podstawie obliczeń zespołu, praktycznie każdy związek może teoretycznie odgrywać rolę w tworzeniu się wodorotlenków w atmosferze, które utrzymują się od minut do godzin.

 

W tym czasie mogą uczestniczyć w wielu innych reakcjach jako silny środek utleniający, z których część może być ukryta w mikroskopijnych cząstkach stałych unoszących się na wietrze. Łatwo sobie wyobrazić, że nowe substancje powstają w aerozolach, które są szkodliwe podczas wdychania. Jednak potrzebne są dalsze badania, aby zbadać te potencjalne skutki zdrowotne. Ponieważ aerozole wpływają również na to, jak nasza planeta odbija światło słoneczne, wiedza o tym, jak ich wewnętrzna chemia powoduje ich wzrost lub rozpad, może zmienić sposób modelowania naszego klimatu. Dalsze analizy niewątpliwie zaczną ujawniać rolę wodorotlenków w koktajlu atmosferycznym naszej planety. 

 

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science.


NASA zarejestrowała erupcję podwodnego wulkanu

Wulkan Kawachi, aktywny podwodny wulkan na Wyspach Salomona jest znany od dawna. Zwykle jednak pozopstawał spokojny. W ostatnich miesiącach na zdjęciach satelitarnych NASA nad wulkanem wykryto jednak smugi odbarwionej wody – oznaki aktywności wulkanicznej wskazujące na wielokrotne erupcje. 

 

Zdjęcia zostały wykonane przez Operational Land Imager-2 (OLI-2) na pokładzie satelity Landsat-9 w ramach programu Smithsonian Global Volcanism Program. Zgodnie z oświadczeniem wydanym przez NASA, naukowcy zauważyli zmiany w kolorze wody nad wulkanem w kwietniu i maju, a wulkan prawdopodobnie zaczął wybuchać już w październiku zeszłego roku. Wcześniej ostatnie poważne erupcje miały miejsce w 2014 i 2007 roku. 

 

Według zapisów pierwsza odnotowana erupcja Kawachi miała miejsce w 1939 roku, a kolejne eksplozje doprowadziły do ​​powstania efemerycznych wysp. Wcześniejsze badania przeprowadzone przez National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) wykazały, że smugi ciepłej, kwaśnej wody wulkanicznej zazwyczaj zawierają cząstki stałe, fragmenty skał wulkanicznych i siarkę, z których ta ostatnia „przyciąga społeczności drobnoustrojów, które żywią się siarką”. Podczas ekspedycji badawczej do Kavachi w 2015 roku naukowcy ze zdziwieniem odkryli, że pomimo burzliwej historii tego miejsca, w kraterze wulkanu żyją dwa gatunki rekinów – młot i jedwabisty.  

 

Szczyt Kavacha znajduje się około 20 metrów poniżej poziomu morza, a jego podstawa rozciąga się wzdłuż dna morskiego na głębokości 1,2 kilometra. Wulkan znajduje się około 24 km na południe od wyspy Wangunu, jednej z ponad 900 wysp utworzonych w strefie aktywnej tektonicznie, która tworzy archipelag Wysp Salomona. Mieszkańcy pobliskich wysp zgłaszali, że regularnie widują parę i popiół na powierzchni wody, co dodatkowo potwierdza, że ​​tak zwany wulkan rekinów sączy się pod powierzchnią. 


Lek na zaćmę może zastąpić operację

Naukowcy nazywają wstępne wyniki badań przedklinicznych rewolucyjnymi. Specjaliści odnotowali znaczne przywrócenie funkcji soczewki, którą do tej pory można było zastąpić nową jedynie chirurgicznie. Ta metoda może pomóc milionom ludzi odzyskać wzrok i uniknąć operacji.

 

Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że ponad 90 milionów ludzi żyje z zaćmą. Wszyscy przechodzą operację wymiany soczewek, aby zachować wzrok.

 

Brytyjscy naukowcy z Anglia Ruskin University zaproponowali alternatywną metodę leczenia - związek oksysterolowy VP1-001. Oksysterole są pochodnymi cholesterolu, wyjaśniają naukowcy. Przy zaćmie dochodzi do zmętnienia soczewki, co jest spowodowane dezorganizacją białek. Eksperymenty wykazały, że VP1-001 przywraca tę nierównowagę.

 

Eksperymenty wykazały, że u myszy po leczeniu zmętnienie soczewki zmniejszyło się w 46% przypadków. Pozytywne zmiany nie we wszystkich przypadkach zaszły, więc terapia prawdopodobnie nie stanie się uniwersalna. Przynajmniej dopóki naukowcy nie odkryją wszystkich mechanizmów, które wpływają na przywrócenie funkcji soczewki. Tymczasem autorzy nazywają wyniki rewolucyjnymi i mają nadzieję, że w przyszłości uda im się zmienić dotychczasowe podejście do leczenia zaćmy.

 


Na Marsa w 2 dni - powstała niezwykła koncepcja transportu międzyplanetarnego

Podróże na inne planety są obecnie niedostępne dla człowieka z dwóch istotnych powodów - obce planety są dla nas bardzo nieprzyjazne, a poza tym nie posiadamy odpowiedniej technologii, która pozwoliłaby szybko i bezpiecznie zabrać nas do innego świata. Wiemy jednak, że wszystkie problemy można rozwiązać. Trzeba tylko wiedzieć jak tego dokonać.

 

Kolonizacja sąsiedniej planety, Marsa, wydaje się szalonym pomysłem. Niemniej jednak, naukowcy chcą go zrealizować już w ciągu dekady. Potrzebujemy zatem sporo czasu aby przekonać się, czy nasza dotychczasowa wiedza i technologia jest wystarczająca aby wysłać człowieka na obcą planetę. Dopiero gdy ludzie na stałe osiedlą się na Marsie, stworzą odpowiednie warunki dla przetrwania, przystosują się do surowych warunków, a być może nawet rozpoczną produkcję żywności, wydobywanie minerałów i zaczną się tam rozmnażać, będziemy mogli zbudować odpowiedni transport międzyplanetarny.

 

Zakładając, że kolonizacja Marsa jest możliwa, warto byłoby już dziś zaprojektować sobie pojazdy, które pozwoliłyby na możliwie jak najszybszą podróż z jednej planety do drugiej. Tak się składa, że kanadyjski inżynier Charles Bombardier zaprezentował właśnie koncepcję "kosmicznego pociągu", który otrzymał nazwę Solar Express.

Według założeń, jego pojazd kosmiczny poruszałby się z prędkością 3000 km/s, a więc przetransportowałby człowieka lub ładunek z Ziemi na Marsa w około 37 godzin. Solar Express byłby nie tylko bardzo szybki, ale także odpowiednio tani. Jak to możliwe? Bombardier wziął pod uwagę fakt, że każde wysyłanie pojazdu z powierzchni Ziemi i zatrzymywanie go pochłania duże ilości energii. Uznał więc, że "kosmiczny pociąg" powinien wystartować tylko raz i nigdy się nie zatrzymywać.

 

Zgodnie z jego wizją, pojazd zostałby wprawiony w ruch w tradycyjny sposób i wykorzystywałby jedynie niewielkie ilości paliwa aby dostosować kierunek lotu. Solar Express okrążyłby jedną planetę, dzięki grawitacji nabrałby prędkości i wyruszyłby w kierunku drugiej. Mógłby poruszać się w ten sposób praktycznie bez końca. Będąc w pobliżu Marsa, specjalne kapsuły spotkałyby się z nim aby odebrać ładunek i pasażerów, po czym pociąg będzie mógł opuścić orbitę okołomarsjańską i wyruszyć w stronę Ziemi.

Projekt jest teoretycznie możliwy do wykonania, lecz pozostaje wiele pytań - jak kontrolować tak szybki pojazd? W jaki sposób będzie można rozładować/załadować towar? Jak osiągnąć tak wysokie prędkości i jak uchronić się przed potencjalnymi zagrożeniami w przestrzeni kosmicznej? Gdyby Solar Express faktycznie mógł poruszać się z prędkością 3000 km/s, lot na Marsa trwałby tylko 37 godzin, natomiast na Księżyc - ponad 2 minuty. Jest to świeży projekt, który z biegiem czasu będzie poddawany ulepszeniom ale z pewnością jest wart uwagi.

 

 


Naukowcy odkryli, że nerki oddziałują na krew inaczej niż wcześniej sądziliśmy.

Jutro do tego czasu każda kropla krwi w twoim ciele przepłynie przez nerki dziesiątki razy. Przy każdym przejściu usuwana jest woda obciążona nieczystościami, tworząc mocz, a świeża, oczyszczona krew wraca z powrotem do obiegu. Możemy myśleć o tym ważnym zadaniu jako o pewnego rodzaju wymuszonym filtrowaniu, które odbywa się pod presją bicia serca. Ale według nowego badania, którego współautorem był inżynier mechanik Johns Hopkins University, Sean Sun, ten opis nie jest tak dokładny, jak wcześniej sądzono.

Wszyscy słyszeli, że nerki filtrują krew, ale nie jest to koncepcyjnie prawdziwe. Wykazano, że komórki nerkowe są pompami, a nie filtrami i generują siły. To nie przypadek, że przegapiliśmy tę niezwykłą mechaniczną czynność. Anatomowie znali budowę nerki i jej rolę w produkcji moczu z krwi już w XVII wieku. Zdolność tego narządu do łączenia pasywnej fizyki osmozy z aktywnym ruchem różnych substancji chemicznych w celu utrzymania równowagi soli, odpadów i wody w naszym ciele została również szczegółowo zbadana zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz ciała.

 

Jednak każda nerka składa się z mil kanałów i kanalików, które mieszczą się w przestrzeni nie większej niż twoja pięść, co może prowadzić do dziwnych połączeń w głąb ciała. Badania wykazały, że komórki wyściełające te kanaliki mogą wyczuwać, a nawet reagować na zmiany ciśnienia hydrostatycznego; nie jest jednak jasne, w jaki sposób, a nawet czy te zmiany można w jakikolwiek sposób odeprzeć. Ustalenie, jak płyny przepływają przez te małe rurki, również nie jest łatwe. Każdy eksperyment badający hydraulikę w poszczególnych kanalikach wymagałby dość imponującej technologii, aby wyeliminować siły pasożytnicze.

 

Na to właśnie wpadli naukowcy. Ich mikroprzepływowa pompa nerkowa (MFKP) składa się z ukształtowanych bloków i porowatych membran zdolnych do przechowywania hodowli komórek wyściełających kanaliki nerkowe. Po wszczepieniu komórek i poddaniu ich serii testów oporu elektrycznego i przepuszczalności, naukowcy zmierzyli zmiany ciśnienia w tkance w odpowiedzi na płyn ze strzykawki. Zauważyli, że ruch płynu w pobliżu komórek zmniejszał się wraz ze wzrostem ciśnienia hydraulicznego, które było większe na jednym końcu tkanki niż na drugim. Dokładnie tego oczekiwalibyśmy, gdyby kanaliki działały jak pompa.

 

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.


Carrefour wychodzi z Polski po 25 latach

Od kilku lat francuska sieć Carrefour radzi sobie coraz gorzej i to nie tylkow  Polsce, ale we wszystkich krajach. Od roku dochodziły doniesienia, że Carrefour szuka nabywcy swoich placówek. Ostatecznie zapadła decyzja o sprzedaniu biznesu w Polsce.

 

Francuska sieć handlowa posiadała w Polsce w sumie 935 sklepów, w tym 92 hipermarkety, 152 supermarkety, 9 dyskontów oraz 682 sklepów typu convenience, czyli mniejszych powierzchniowo placówek.

 

Ciekawe są kulisy decyzji francuskiego koncernu odnośnie wyjścia z Polski. Czy chodziło o to, że w obecnej sytuacji geopolitycznej prowadzenie biznesu w naszym kraju jest obarczone zbyt dużym ryzykiem utraty majątku w zawierusze wojennej? A może chodzi po prostu o koniec ulg podatkowych i Carrefour wycofuje się uznając, że wycisnął już z Polski wszystko co mógł a teraz czas na podbój innych rynków. Wcześniej podobnie uczyniła brytyjska sieć Tesco, która również wycofała się z naszego kraju.

 

Nowym właścicielem ma zostać fundusz Mid Europa Partners, który wcześniej był właścicielem Żabki, a dziś jest jednym z akcjonariuszy Allegro.


Genetycznie modyfikowane pomidory nauczyły się akumulować prowitaminę D3

Modyfikacja genomu pomidora, która zablokowała ekspresję reduktazy 7-dehydrocholesterolu, doprowadziła do akumulacji w nich prowitaminy D, 7-dehydrocholesterolu. Po naświetleniu zmutowanych owoców światłem ultrafioletowym zawartość witaminy D3 w jednym dojrzałym czerwonym pomidorze osiągnęła 20 procent dziennego zapotrzebowania człowieka. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Plants.

 

Wiele witamin ma prekursory biochemiczne zwane prowitaminami. Prowitaminy przechodzą szereg reakcji biochemicznych, aby stać się kompletnym. Tak więc prekursor witaminy D3, 7-dehydrocholesterol, pod wpływem promieniowania ultrafioletowego przekształca się w skórze w pełnowartościową witaminę D3. Jednak produkty takiej syntezy zwykle nie wystarczają na pokrycie zapotrzebowania organizmu na witaminę, dlatego dobra dieta jest uważana za główne źródło zarówno prowitaminy, jak i witaminy D.

 

W tej chwili na świecie jest około miliarda ludzi z niedoborem witaminy D, a według ekspertów liczba ta w przyszłości wzrośnie tylko z powodu ograniczonego dostępu do żywności. Wiadomo, że rośliny nie są uważane za bogate źródło witaminy D3 (w przeciwieństwie do ryb czy mięsa), a grzyby i drożdże mogą syntetyzować jedynie witaminę D2, która ma niższą bioaktywność w porównaniu z witaminą D3.

 

Wiadomo, że 7-dehydrocholesterol znajduje się w liściach pomidora, ale nie kumuluje się w nich. Służy jako półprodukt w tworzeniu glikoalkaloidów steroidowych, tj. tomatyny w zielonych owocach i eskuleozydy w dojrzałych owocach. Jednak fakt, że istnieje zbędny szlak powstawania tych glikoalkaloidów, w którym biorą udział fitosterol i brasinosteroidy, pozwala postawić hipotezę, że możliwe jest przełączenie syntezy glikoalkaloidów z metabolizmu 7-dehydrocholesterolu (tym samym zwiększenie jego akumulacja) w celu zarezerwowania szlaków biochemicznych.

 

Cathie Martin z Norwich Research Park i współpracownicy zasugerowali, że jeśli zablokujesz enzym reduktazę 7-dehydrocholesterolu, który jest odpowiedzialny za konwersję 7-dehydrocholesterolu do alfa-tomatyny, to 7-dehydrocholesterol będzie gromadził się w liściach i owocach pomidora. Jednocześnie nie ucierpi na tym biosynteza fitosterolu i brasinosteroidów.

 

Korzystając z technologii CRISPR-Cas9, naukowcy wyłączyli gen odpowiedzialny za ekspresję 7-dehydrocholesterolowej reduktazy. Spadek aktywności enzymatycznej nie wpłynął na wzrost, rozwój i plon pomidorów. Nie miał również wpływu na metabolizm fitosterolu, o czym świadczą te same poziomy stigmasterolu (końcowego produktu szlaku fitosterolowego w pomidorze) w liściach pomidora niezmodyfikowanego genetycznie (typu dzikiego) i linii edytowanych.

 

W roślinach typu dzikiego naukowcy odkryli 7-dehydrocholesterol tylko w niedojrzałych zielonych owocach. Spadek aktywności reduktazy 7-dehydrocholesterolu spowodował znaczny wzrost poziomu 7-dehydrocholesterolu zarówno w zielonych owocach, jak i liściach. W dojrzałych owocach mutantów poziom 7-dehydrocholesterolu był niższy niż w zielonych, jednak pod wpływem światła ultrafioletowego powstała ilość witaminy D3 odpowiadająca ilości witaminy w dwóch średniej wielkości owocach.

 

Obrazowanie desorpcji, jonizacji laserowej wspomaganej matrycą (MALDI) pokazuje, że w zmutowanych pomidorach 7-dehydrocholesterol był rozmieszczony zarówno w miąższu, jak i skórze. Ponadto obrazowanie MALDI wykazało, że poziom alfa-tomatyny w zmutowanych zielonych owocach jest niższy niż w zielonych owocach roślin typu dzikiego. Ta sama sytuacja rozwinęła się z liśćmi zmutowanych linii. Ponadto w dojrzałych owocach roślin zmutowanych wystąpił spadek poziomu glikoalkaloidów. Jednak obniżenie zawartości alfa-tomatyny można uznać za korzystne ze względu na jej toksyczne działanie.

 

Poziom cholesterolu w zmutowanych owocach i liściach był wyższy niż w grupie kontrolnej. Naukowcy sugerują, że blokada w biosyntezie glikoalkaloidów jest kompensowana przez enzymy szlaku fitosterolowego, które wspomagają produkcję cholesterolu. Nie prowadzi to do istotnych zmian kompensacyjnych w ekspresji genów kodujących enzymy obu szlaków, co potwierdza ilościowa reakcja PCR z odwrotną transkrypcją.

 

Aby dowiedzieć się, jak dobrze 7-dehydrocholesterol może zostać przekształcony w witaminę D3, naukowcy wystawili zmutowane owoce na działanie światła ultrafioletowego przez godzinę. Większość witaminy powstała w liściach. Na gram suchej masy przypadało 200 mikrogramów witaminy. W zielonych owocach stężenie witaminy osiągnęło 0,3 mikrograma na gram suchej masy i 0,2 mikrograma na gram suchej masy w dojrzałych czerwonych owocach.

 

Jeśli przyjmiemy, że sucha masa pomidora średniej wielkości wynosi około 8 - 10 gram, to przy poziomach witaminy D3, które powstały w pomidorach zmutowanych, jeden pomidor zielony pokrywa 30 procent dziennego zapotrzebowania na witaminę, a czerwony - 20 procent. Możliwe, że koncentracja witamin w dojrzałych owocach można zwiększyć poprzez dodatkową ekspozycję na promieniowanie ultrafioletowe, na przykład podczas suszenia na słońcu.

 

Naukowcy uważają zatem, że wprowadzenie takich genetycznie zmodyfikowanych pomidorów do powszechnego spożycia pomoże uporać się z globalnym problemem niedoboru witaminy D. Ponadto wysoka zawartość witaminy w liściach osobników zmutowanych czyni z nich potencjalny nowy surowiec do produkcji suplementów witaminy D.

 


Mikrochipy naśladujące ludzki mózg mogą sprawić, że sztuczna inteligencja będzie znacznie wydajniejsza energetycznie

Sztuczna inteligencja (AI) sprawia, że ​​gry wideo są bardziej realistyczne i pomaga telefonowi rozpoznawać głos – ale energochłonne programy zużywają dużo energii. Jednak następna generacja sztucznej inteligencji może być 1000 razy bardziej energooszczędna dzięki chipom komputerowym, które działają jak ludzki mózg. Nowe badanie pokazuje, że takie neuromorficzne chipy mogą wykonywać algorytmy AI, wykorzystując tylko ułamek mocy zużywanej przez konwencjonalne chipy.

Takie postępy mogą doprowadzić do ogromnego skoku wydajności złożonego oprogramowania, które, powiedzmy, tłumaczy języki lub napędza samochody bez kierowcy. Program AI jest zwykle świetny w znajdowaniu określonych pożądanych wzorców w zestawie danych, a jedną z najtrudniejszych rzeczy, jakie robi, jest przechowywanie fragmentów wzorca, gdy łączy je wszystkie razem. Komputer, aby rozpoznać obraz, najpierw wykrywa dobrze zdefiniowane krawędzie obrazu. Następnie musi zapamiętać te krawędzie i wszystkie kolejne części obrazu, aby uformować ostateczny obraz.

 

Wspólnym elementem takich sieci jest jednostka oprogramowania zwana długoterminową pamięcią krótkoterminową (LSTM), która zachowuje pamięć jednego elementu wraz ze zmianą sytuacji w czasie. Na przykład pionowa krawędź obrazu musi być przechowywana w pamięci, podczas gdy oprogramowanie określa, czy reprezentuje ona część „4”, czy drzwi samochodu. Typowe systemy AI muszą jednocześnie śledzić setki elementów LSTM. Istniejące sieci LSTM działające na konwencjonalnych chipach komputerowych są bardzo dokładne, ale wymagają dużej mocy. Aby przetworzyć bity informacji, muszą najpierw otrzymać poszczególne bity przechowywanych danych, manipulować nimi, a następnie odesłać je z powrotem do pamięci. 

 

Intel, IBM i inni producenci chipów eksperymentują z alternatywnym projektem chipów zwanym chipami neuromorficznymi. Przetwarzają informacje jak sieć neuronów w mózgu, gdzie każdy neuron otrzymuje dane wejściowe od innych w sieci i uruchamia się, jeśli całkowity sygnał wejściowy przekracza próg. Nowe chipy mają mieć sprzętowy odpowiednik neuronów sieciowych. Programy sztucznej inteligencji również opierają się na sieciach sztucznych neuronów, ale w zwykłych komputerach neurony te są określane wyłącznie przez oprogramowanie i dlatego są praktycznie zlokalizowane w oddzielnych chipach pamięci komputera.

 

W neuromorficznym chipie pamięć i komputer współpracują ze sobą, dzięki czemu są znacznie bardziej energooszczędne: nasze mózgi zużywają tylko 20 watów mocy, mniej więcej tyle samo, co energooszczędna żarówka. Aby jednak wykorzystać tę architekturę, informatycy muszą przemyśleć, w jaki sposób wykonują funkcje, takie jak LSTM.

 

W chwili obecnej na rynku dostępnych jest tylko kilka chipów neuromorficznych. Dlatego jest mało prawdopodobne, aby aplikacja na dużą skalę pojawiła się szybko. Ale najnowocześniejsze algorytmy sztucznej inteligencji mogą pomóc tym chipom zyskać komercyjne podstawy. To z kolei może doprowadzić do powstania nowych aplikacji.


Czy można jeść tłusto i nie tyć? Naukowcy twierdzą, że tak

Zbyt tłusta dieta jest jednym z głównych powodów przybierania na wadze. Najnowsze badania sugerują jednak, że istnieje możliwość spożywania tłustych pokarmów przy zachowaniu smukłej sylwetki. Naukowcy badali myszy karmione dietą wysokotłuszczową i okazało się, że modyfikacja konkretnej sieci nerwów przekazujących sobie informacje o spożywanym pokarmie, może zapobiegać przyrostowi masy ciała, mimo nadwyżki kalorycznej.

 

Dr Fanxin Long, który pracuje w Waszyngtońskiej Uniwersyteckiej Szkole Medycznej St. Louis uważa, że eksperymenty z modyfikacjami genetycznymi mogą przybliżyć nas do nowej strategii leczenia otyłości, która dotyka ponad 1/3 rodaków naukowca.

 

Przyrost masy ciała to najczęściej wynik spożywania nadwyżki kalorycznej, nieadekwatnej do energii spalanej w ciągu dnia. Z czasem taki brak równowagi powoduje, że organizm zaczyna magazynować tłuszcz. To z kolei prosta droga do otyłości, cukrzycy typu 2, chorób serca, udarów, a także niektórych rodzajów nowotworów. 

 

Żywność o dużej zawartości tłuszczu, szczególnie tłuszczów nasyconych, jest uważana za główną przyczynę otyłości wśród współczesnego społeczeństwa. Mimo wszystko wielu ludzi posiada duże trudności w ograniczaniu smacznych potraw, więc naukowcy postanowili szukać rozwiązania problemu z zupełnie innej strony.

 

Według dr Longa i jego zespołu badawczego, możliwa jest taka modyfikacja genów w organizmie, aby zahamować tworzenie komórek tłuszczowych. Teorię sprawdzono na dorosłych myszach, którym zaprogramowano specjalne geny i które przez 8 tygodni były żywione dietą wysokotłuszczową.

 

Genetycznie zmodyfikowane myszy nie przybierały na wadze, zachowując masę ciała odpowiednią dla gryzoni, które żywią się zbilansowanym kalorycznie pokarmem. Zwierzęta miały nie tylko prawidłową wagę, ale także właściwy poziom cukru we krwi. Jeśli podobne eksperymenty sprawdzą się na ludziach, być może będziemy mogli pożegnać się z dietą.

 


Dzioborożce południowoafrykańskie miejscami prawie wymarły

Ekolodzy odkryli, że liczba dzioborożców południowoafrykańskich gwałtownie spadła w ostatnich latach. Ich zdaniem dzieje się tak z powodu susz i fal upałów, które niszczą pisklęta i utrudniają składanie jaj. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Frontiers in Ecology and Evolution.

Dzioborożce należą do dużych ptaków występujących w Afryce oraz Azji Południowej i Południowo-Wschodniej. Wyróżniają się jasnym kolorem i dużym dziobem z „rogiem”. Przeważnie żyją na ziemi i żywią się larwami owadów, małymi kręgowcami i owocami roślin. W ciągu ostatnich dziesięciu lat południowoafrykańscy ekolodzy i ich koledzy z Wielkiej Brytanii organizowali ekspedycje do najbardziej niedostępnych części pustyni Kalahari, gdzie badali liczbę lęgów podgatunku dzioborożców - południowych prądów żółtodziobych (Tockus leucomelas). - i śledzili zmiany w ich liczbie. 

 

Zaobserwowano również, jak anomalie klimatyczne wpływają na stan populacji. Naukowcy doszli do wniosku, że gatunek ten może wkrótce wyginąć. W pierwszych trzech latach obserwacji populacje dzioborożców utrzymywały się na stosunkowo stabilnym poziomie, ale w 2012 roku i w kolejnych sezonach naukowcy odnotowali gwałtowny spadek. Odsetek zajętych gniazd zmniejszył się z 52% do 12%, a odsetek par z rodziny T. leucomelas z pomyślnie odchowanym potomstwem zmniejszyła się z 58% do 17%. Liczba piskląt w tym samym czasie spadła około trzykrotnie.

 

Spadek reprodukcji ptaków jest powiązany z szybkim wzrostem średniej temperatury powietrza i częstszymi falami upałów w Afryce Południowej. T. leucomelas całkowicie zaprzestał prób rozmnażania, jeśli temperatura powietrza przekroczyła 35,7 stopni Celsjusza. W przyszłości fale upałów i susze będą nawiedzać południową Afrykę jeszcze częściej niż obecnie. Doprowadzi to do większego spadku liczebności T. leucomelas. Zdaniem naukowców konieczne jest natychmiastowe rozpoczęcie prac rozwojowych i wdrożenie środków, aby je uratować.


Nowy enzym znaleziony w kompoście ustanawia światowy rekord w rozkładaniu plastiku

Plastikowy pojemnik wyrzucony na wysypisko może naturalnie rozkładać się setki lat, ale nowo odkryty enzym może zjeść te odpady w mniej niż jeden dzień. Wysoce wydajna hydrolaza poliestrowa znana jako PHL7 została niedawno odkryta na niemieckim cmentarzysku fermentującym kompost. W laboratorium naukowcy odkryli, że był w stanie rozłożyć politereftalan etylenu (PET) o 90 procent w ciągu 16 godzin.

PHL7 nie jest pierwszym odkrytym przez naukowców naturalnym „zjadaczem plastiku”, ale jest najszybszy. W 2016 roku w Japonii w zakładzie recyklingu odpadów odkryto enzym absorbujący PET o nazwie LLC. W późniejszych latach zaczęto nazywać go „złotym standardem” niszczenia plastiku. Ale nowo odkryty PHL7 wykonuje to zadanie dwa razy szybciej.  Od 2016 roku naukowcy zmodyfikowali enzym LLC, aby stworzyć jeszcze bardziej żarłocznego mutanta niż ten naturalny, ale nawet ten syntetyczny twór może się wiele nauczyć od PHL7. 

 

Enzym odkryty w Lipsku może wnieść istotny wkład w tworzenie alternatywnych, energooszczędnych procesów recyklingu tworzyw sztucznych. Wykazano, że biokatalizator opracowany w Lipsku jest wysoce skuteczny w szybkiej degradacji zużytych opakowań PET do żywności i nadaje się do wykorzystania w przyjaznym dla środowiska procesie recyklingu, w którym z produktów degradacji można uzyskać nowy plastik.

 

Niestety, ani PHL7, ani LCC nie mogą całkowicie degradować plastików PET o wyższej krystaliczności (bardziej zorganizowanej strukturze molekularnej), takich jak te stosowane w niektórych butelkach. Ale jeśli dasz PHL7 plastikową siatkę na owoce PET, może ona rozłożyć odpady w mniej niż 24 godziny. Co więcej, produkty uboczne tego procesu recyklingu można wykorzystać do tworzenia nowych plastikowych pojemników.

 

Możliwości recyklingu są ogromne. Ponad 82 miliony ton metrycznych PET jest produkowanych każdego roku na całym świecie, a tylko niewielki procent jest przetwarzany na nowy plastik. Nawet jeśli wyrób z tworzywa sztucznego trafia do zakładu recyklingu, proces przetapiania go i tworzenia nowego produktu jest energochłonny i kosztowny. Z drugiej strony recykling biologiczny może pomóc w stworzeniu taniej i wydajnej gospodarki tworzywami sztucznymi o obiegu zamkniętym. W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy próbowali opracować bakterie zjadające plastik właśnie w tym celu.

 

PHL7 wyróżnia się spośród innych znalezionych do tej pory kandydatów. To, jak szybko rozkłada PET, wydaje się zależeć od jednego bloku budulcowego w jej DNA. W pewnym punkcie swojej sekwencji aminokwasowej PHL7 niesie leucynę, podczas gdy inne enzymy niosą resztę fenyloalaniny. W przeszłości leucynę w tej pozycji wiązano z wiązaniem polimerów z enzymami. Kiedy naukowcy w Niemczech zastąpili fenyloalaninę leucyną w innym enzymie, organizm znacznie szybciej rozkładał plastik. W rzeczywistości jego wydajność dorównywała PHL7.

 

W porównaniu z enzymami LLC, enzym PHL7 był również w stanie wiązać się z większą liczbą polimerów w laboratorium. Wyniki te sugerują, że zastąpienie leucyny fenyloalaniną może być częściowo odpowiedzialne za zmianę udziału energii wiązania na resztę w PHL7. Enzym ten jest nie tylko szybki, ale też nie wymaga żadnej wstępnej obróbki przed rozpoczęciem działania. Koroduje plastik bez szlifowania i topienia.  

 

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie ChemSusChem. 


Kardiolodzy powiązali zanieczyszczenie powietrza ze wzrostem ryzyka groźnej arytmii

Zanieczyszczone powietrze zwiększa ryzyko wystąpienia zagrażających życiu arytmii, odkryli kardiolodzy ze szpitala Maggiore w Bolonii. O odkryciu poinformowali na zjeździe Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego.

Naukowcy badali przypadki arytmii we włoskim mieście Piacenza, jednym z najbardziej zanieczyszczonych w kraju - stężenie pyłu zawieszonego PM 2,5 (cząstek o wielkości do 2,5 mikrometra) w powietrzu wynosi 20,8 μg/m3 (dla porównania, w Moskwie - średnio w ok. 5-10 µg/m3). Do badania naukowcy wybrali pacjentów z wszczepionymi defibrylatorami zainstalowanymi po zawale serca.

 

Okazało się, że wraz ze wzrostem stężenia PM2,5 o 1 μg/m3 prawdopodobieństwo wystąpienia arytmii, które wymagało działania defibrylatora, wzrosło o 1,5%. Również w przypadku przekroczenia średniego poziomu pyłu PM10 o 1 µg/m3 w ciągu tygodnia ryzyko wystąpienia arytmii wzrosło o 2,1%.

 

Cząstki stałe mogą powodować ostre zapalenie mięśnia sercowego i powodować arytmię. Ponieważ te toksyczne cząstki są emitowane przez elektrownie, przemysł i samochody, potrzebne są ekologiczne projekty, aby chronić zdrowie, oprócz działań, które ludzie mogą podjąć, aby się chronić.

 

Poradzili pacjentom z chorobami serca, aby przebywali w pomieszczeniach, jeśli stężenia PM 2,5 i PM 10 na zewnątrz przekraczają odpowiednio 35 μg/m3 i 50 μg/m3 oraz nosili maskę medyczną na zewnątrz, zwłaszcza w obszarach o dużym natężeniu ruchu. W domu naukowcy zalecają stosowanie oczyszczacza powietrza.


Fizycy stworzyli lustra diamentowe, które mogą wytrzymać silną wiązkę laserową

Naukowcy wytrawili nanostruktury na powierzchni cienkiej warstwy diamentu, aby stworzyć silnie odbijające lustro. Podczas eksperymentu powierzchnia wytrzymała uderzenie dziesięciokilowatowego lasera.

 

W swojej pracy fizycy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences zastosowali metodę wytrawiania struktur nanoskalowych w diamentach, opracowaną do zastosowań w optyce kwantowej i komunikacji. Za pomocą wiązki jonowej naukowcy wycięli nanofilary o wymiarach 3 na 3 mm na powierzchni diamentowego arkusza w kształcie stojaka na piłki golfowe. Utworzona powierzchnia odbija 98,9% światła.

 

Naukowcy przetestowali właściwości swojego lustra za pomocą lasera ciągłego o mocy 10 kW. Moc takiego urządzenia wystarcza do spalania stali. Podczas eksperymentu wiązka lasera została skupiona w plamce o wielkości 750 mikronów. Powierzchnia diamentu wytrzymała takie uderzenie bez uszkodzeń, lustro pozostało nienaruszone.

 

Naukowcy zauważają, że większość luster używanych obecnie do prowadzenia wiązki w laserach o fali ciągłej dużej mocy jest wytwarzana przez nakładanie cienkich warstw materiałów o różnych właściwościach optycznych. Całe urządzenie ulegnie awarii, jeśli w którejkolwiek z warstw pojawi się choćby jeden drobny defekt. Przepali go wtedy potężna wiązka lasera.

 

Autorzy wyjaśniają, że monolityczne lustro wykonane z jednego materiału zmniejsza ryzyko wystąpienia defektów i wydłuża żywotność lasera.

 

„Nasze podejście do zwierciadeł jednomateriałowych eliminuje problem naprężeń termicznych, z jakimi borykają się konwencjonalne lustra wielomateriałowe przy napromienianiu z dużą mocą” — powiedział Marko Loncar, profesor elektrotechniki i jeden z autorów badania.

 

Fizycy są przekonani, że proponowane podejście zwiększy wydajność istniejących laserów dużej mocy, a także znajdzie nowe obszary ich zastosowania. Na przykład takie lustra mogą być wykorzystywane w produkcji półprzewodników, przemyśle, komunikacji i eksploracji kosmosu.