Październik 2019

Naukowcom udało się stworzyć żywy organizm z całkowicie syntetycznym DNA

Naukowcy stworzyli w pełni syntetyczny genom bakterii E. coli. Jest to duży krok naprzód w dziedzinie biologii syntetycznej. Po raz pierwszy stworzono żywy organizm z kodem genetycznym, który został wytworzony w laboratorium od podstaw.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature naukowcy z Laboratorium Biologii Molekularnej w Wielkiej Brytanii wykazali, że są w stanie wytworzyć bakterię E. coli z całkowicie syntetycznych genów.

Gen składa się z czterech zasad nukleotydowych: adeniny (A), tyminy (T), guaniny (G) i cytozyny (C). U większości żywych organizmów zasady te są połączone w 64 grupy znane jako „kodony”. Każda kombinacja trzech liter odpowiada jednemu z 20 aminokwasów, które z kolei są połączone ze sobą tworząc białka. Sześćdziesiąt jeden kodonów wytwarza 20 aminokwasów, podczas gdy trzy ostatnie to kodony stop, które sygnalizują koniec łańcucha.

Główny autor badania Jason Chin, biolog molekularny w laboratorium MRC, wyjaśnił New York Times, że on i jego zespół byli ciekawi wszystkich nadmiarowości w kodzie genetycznym. Naukowcy zbadali, czy wszystkie 64 kodony są niezbędne do stworzenia kodu genetycznego.

Chin oraz jego zespół postanowili opracować nową wersję E. coli, która wykorzystuje tylko 61 kodonów do wytworzenia wszystkich aminokwasów potrzebnych organizmowi. Naukowcy ulepszyli sekwencję DNA, wytwarzając serynę z czterema kodonami zamiast sześciu i używając dwóch kodonów stop zamiast trzech. Dzięki tej technice całkowicie przeprojektowali kod genetyczny E. coli, nazywając go Syn61.

Ponieważ genom ten był zbyt złożony, aby przenieść go do organizmu bakterii za jednym razem, naukowcy musieli podzielić genom na mniejsze segmenty i zastąpić oryginalny kod genetyczny. Bakterie E. coli przetrwały eksperyment, aczkolwiek syntetyczne komórki rozmnażały się wolniej.

W przyszłości Chin i jego zespół mają nadzieję usprawnić syntetyczny genom E. coli, usuwając więcej elementów i upraszczając kod genetyczny. Badacze chcą dalej eksperymentować z dodatkowymi kodonami i tworzeniem nowych aminokwasów, białek i komórek.

 


Grafen można wykorzystać do wywołania energetycznej rewolucji

Badacze odkryli, że grafen może wychwytywać metan, który może następnie służyć jako źródło energii. Zastosowanie innowacyjnej technologii może znacznie usprawnić proces spalania metanu, a na dodatek metoda ta jest przyjazna dla środowiska.

Metan jest wytwarzany przez bakterie beztlenowe, które rozkładają materiał organiczny pod nieobecność tlenu. Oczyszczalnie ścieków są idealnym środowiskiem do jego powstawania i wytwarzają około 25 milionów ton rocznie.

 

Wychwytywanie i spalanie metanu zapobiega jego przedostaniu się do atmosfery, gdzie jest on znacznie silniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla. Energia powstała w wyniku spalania jest znacznie przyjaźniejsza dla środowiska, niż inne paliwa kopalne. Problemem są jednak zanieczyszczenia, które często powstają przy wytwarzaniu się metanu. Jest to m. in. dwutlenek węgla, który utrudnia spalanie. Dr Rakesh Joshi z University of New South Wales wykazał, że membrany grafenowe mogą skutecznie oddzielać metan od innych gazów, sprawiając, że pozyskiwanie i spalanie odpadowego metanu będzie bardzo opłacalne.

Joshi początkowo próbował użyć grafenu jako filtra, który oczyszczałby wodę. Okazało się, że materiał jest w stanie usunąć 99% zanieczyszczeń wody. W trakcie tego procesu badacz zdał sobie sprawę, że grafen odfiltrowuje również metan. Joshi postanowił ulepszyć siatkę filtrującą poprzez dostosowanie rozmiaru oczek w grafenie. Okazało się również, że użycie tego materiału jest obecnie najtańszą i najskuteczniejszą spośród innych opcji.

 

Mimo obiecujących możliwości, skuteczność tej techniki została potwierdzona jedynie w laboratorium. Badacze są jednak dobrej myśli i uważają, że zastosowanie może równie dobrze sprawdzić się w realnych warunkach. Dr Joshi potwierdza, że praca nad wynalazkiem jest obecnie jego celem na przyszłość.

 

 


NASA i ESA planuje przetestować na asteroidzie możliwości obrony Ziemi

Trwają przygotowania do pierwszego testu programu obrony planetarnej. Naukowcy z agencji ESA i NASA wybrali asteroidę, na której w kolejnych latach przeprowadzony zostanie eksperyment z impaktorem. Szczegółowe rezultaty z tego testu otrzymamy w drugiej połowie lat 20.

 

W dniach 15-20 września, w Genewie odbywało się spotkanie naukowców zaangażowanych w projekt AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment). Dyskutowano między innymi o misji sondy kosmicznej Hayabusa 2, która w kwietniu 2019 roku wystrzeliła pocisk w kierunku asteroidy Ryugu. Okazało się, że w wyniku impaktu powstał krater większy niż oczekiwano, a materiał na powierzchni zachowywał się niczym piasek.

 

Wyniki tego eksperymentu mają ważne znaczenie dla przyszłego testu obrony planetarnej w ramach projektu AIDA. Naukowcy muszą mieć bowiem pewność, że orbita asteroidy, uderzonej przez statek kosmiczny, zmieni się zgodnie z oczekiwaniami. Może się okazać, że test nie przyniesie takich rezultatów, jakie otrzymano podczas symulacji komputerowych i eksperymentów laboratoryjnych.

Źródło: NASA/Johns Hopkins Applied Physics Lab

Dlatego eksperci zdecydowali, że pierwszy eksperyment zostanie przeprowadzony na asteroidzie binarnej (65803) Didymos. Impaktor DART (Double Asteroid Redirection Test) uderzy w asteroidę Didymos B – stosunkowo mały obiekt kosmiczny o średnicy 160 metrów, który krąży wokół znacznie większej asteroidy o nazwie Didymos A. System ten znajduje się dość niedaleko Ziemi i istnieje bardzo niewielkie ryzyko, że eksperyment pójdzie w niewłaściwym kierunku i zagrozi ludzkości.

Źródło: ESA

Impaktor DART powinien uderzyć w Didymos B z prędkością 23 760 km/h i nieznacznie zmniejszyć prędkość tej asteroidy, aby delikatnie zmienić jej orbitę. Statek kosmiczny zostanie wystrzelony w lipcu 2021 roku, a zderzenie powinno nastąpić we wrześniu 2022 roku. Tuż przed impaktem, DART uwolni małą sondę obserwacyjną LICIAcube, która będzie przyglądać się eksperymentowi i dostarczy zdjęcia na Ziemię. Naukowcy będą mogli również obserwować układ Didymos z pomocą ziemskich teleskopów.

 

Następnie w 2023 roku wystartuje niewielki statek kosmiczny Hera, który w 2027 roku rozpocznie obserwację asteroidy Didymos B i wtedy otrzymamy szczegółowe dane o eksperymencie. Miną zatem długie lata, aż otrzymamy kompletne wyniki i dowiemy się, czy ta technika zmian trajektorii orbity jest w ogóle skuteczna i opłacalna.

 


Inwazyjne gatunki raków przyczyniają się do wzrostu liczby komarów

Naukowcy z zespołu pod kierownictwem Gary'ego Bucciarelli z University of California w Los Angeles odkryli, że rozprzestrzenianie się gatunków inwazyjnych raków powoduje wzrost populacji komarów w okolicy, a tym samym zwiększa się ryzyko rozprzestrzeniania się chorób.

 

Raki luizjańskie Procambarus clarkii pierwotnie zamieszkiwały rzeki w północnym Meksyku i południowych stanach USA, ale rozprzestrzeniały się za sprawą nieodpowiedzialnych hodowców lub czasami przypadkowo w wielu krajach w Europie, Azji, Afryki, Ameryki Północnej i Południowej. Intruzi rozmnażają się szybko i często wypierają lokalne gatunki raków.

 

Autorzy badania zbadali rozmieszczenie raków luizjańskich w zbiornikach wodnych na przedmieściach Santa Monica w Kalifornii (raki przeniknęły tam w latach sześćdziesiątych dwudziestego wieku). Zauważyli, że w rzekach i strumieniach, w których te raki występują, było więcej larw komarów niż tam, gdzie ich nie ma. Naukowcy twierdzą, że czerwone raki bagienne niszczą larwy ważek - jednego z głównych drapieżników, zjadających larwy komarów. Ważka składa jajka w wodzie, a jej larwa spędza kilka lat w zbiorniku przed jego opuszczeniem zanim zamieni się w dorosłego owada. Larwy ważek są czynnymi drapieżnikami, eliminującymi małe bezkręgowce.

 

Naukowcy potwierdzili podczas eksperymentu laboratoryjnego zależność pomiędzy larwami komarów, larwami ważek i rakami. Tam, gdzie nie było raków, larwy ważek skutecznie hamowały liczbę larw komarów. Jeśli pojawiły się raki, liczba larw komara znacznie wzrosła. Powodem była nie tylko śmierć larw ważek w szczypcach raków, ale także zmiany w ich zachowaniu. Stały się one bardziej ostrożne, częściej się ukrywały i rzadziej tropiły swoje ofiary.

 

 


Francuscy naukowcy stworzyli egzoszkielet sterowany za pomocą umysłu

Francuscy naukowcy stworzyli egzoszkielet, który umożliwia jego sterowanie za pomocą umysłu. Dzięki nowatorskiemu wynalazkowi sparaliżowany mężczyzna mógł poruszać wszystkimi kończynami samodzielnie.

30-letni sparaliżowany mężczyzna znany mediom jako Thibault otrzymał możliwość przetestowania urządzenia. Do jego mózgu wszczepiono dwa implanty, które obejmują części mózgu odpowiedzialne za poruszanie się. Sześćdziesiąt cztery elektrody na każdym implancie odczytują aktywność mózgu i przesyłają instrukcje do pobliskiego komputera. Następnie zaawansowane oprogramowanie komputerowe odczytuje fale mózgowe i przekształca je w instrukcje kontrolowania egzoszkieletu.

Kiedy mężczyzna jest przymocowany do egzoszkieletu, może jedynie pomyśleć o chodzeniu, a urządzenie wykona jego polecenie. W ten sam sposób można również kontrolować ramiona urządzenia. Ruchy są jednak jeszcze dość powolne i nienaturalne.

Badania rozpoczęły się już w 2017 roku. Początkowo Thibault ćwiczył używanie implantów do kontrolowania wirtualnej postaci trójwymiarowej, a następnie rozpoczął ćwiczenia w skafandrze. Pierwszym krokiem była nauka chodzenia, objęcie kontroli nad ramionami zajęło zdecydowanie więcej czasu.

Imponujący egzoszkielet jest ogromnym krokiem milowym w kwestii pomocy osobom sparaliżowanym. Urządzenie wymaga dopracowania, jednak już w chwili obecnej badania nad wynalazkiem są niezwykle obiecujące.  W tej chwili naukowców ogranicza przede wszystkim ilość danych, które mogą być odczytane z mózgu, wysłane do komputera, zinterpretowane oraz przesłane do egzoszkieletu w czasie rzeczywistym. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie The Lancet Neurology.


Naukowcy protestują w ONZ i twierdzą, że nie ma żadnego kryzysu klimatycznego

Grupa 500 naukowców przygotowała list otwarty, do Organizacji Narodów Zjednoczonych. Zawarto w nim twierdzenie, że coś takiego jak kryzys klimatyczny nie istnieje i konieczna jest otwarta dyskusja na temat zagadnienia zmian klimatu a nie ideologizowanie ich i wykorzystywanie w ramach polityki.

 

W liście znajduje się sześć głównych tez. Przede wszystkim eksperci zwracają uwagę że ocieplenie klimatu wywołują czynniki naturalne oraz antropogeniczne i zaobserwowano, że postępuje znacznie wolniej niż przewidywano. Zdaniem specjalistów polityka klimatyczna opiera się na niewłaściwych modelach naukowych.

 

Sugerują, że chorobliwa węglofobia objawiająca się zwłaszcza nawoływaniem do zmniejszenia emisji CO2 jest błędem, a dwutlenek węgla stanowi pożywienie dla roślin i jest podstawą życia na Ziemi. Sygnatariusze listu twierdzą również, że to nie globalne ocieplenie spowodowało ostatnie naturalne katastrofy, a polityka łagodzenia skutków zmian klimatu musi respektować naukowe i ekonomiczne realia i nie może być prowadzona za wszelką cenę.

„Apelujemy do prowadzenia polityki klimatycznej w oparciu o realistyczną naukę, ekonomię i prawdziwą troskę o tych, którzy zostali poszkodowani przez kosztowną, i niepotrzebnych próbę łagodzenia zmian klimatu” - piszą naukowcy

Oprócz tego w liście możemy przeczytać apel o to aby polityka klimatyczna opierała się bardziej na nauce a mniej na ideologii. Zwrócono też uwagę, że powinno się przywrócić wolność prowadzenia badań na temat klimatu tak aby naukowcy mogli swobodnie wypowiadać się na ten temat nie tylko w duchu zgodnym z ideologią klimatyczną. Tym samym potwierdzono istnienie ostracyzmu naukowego wobec tych, którzy ośmielają się twierdzić co innego niż nauka zgodna z oczekiwaniami ONZ-owskiego IPCC. To wskazuje na to ile warty jest ten słynny konsensus naukowy na który powołują się zwolennicy klimatyzmu.

 

Eksperci zwrócili również uwagę, że Międzyrządowy Panel do Ppraw Zmian Klimatu (IPCC) przewidywał w swoich publikacjach czterokrotnie wyższy wzrost średniej temperatury niż ten, który został w rzeczywistości zaobserwowany. Z tego powodu modele te nie mogą być brane pod uwagę jako element założycielski polityki klimatycznej.

Dodatkowo specjaliści stwierdzili, że ze względu na bardzo dużą ilość zmiennych i ogólną chaotyczność systemu nie jest możliwe precyzyjne przewidywanie zmian klimatu. Ostrzeżono ONZ, że aktualna polityka prowadzi do podkopania obecnego systemu ekonomicznego i naraża życie ludzi w wielu krajach na przykład odmawiajkąc im dostępu do elektrycznosći z pewnych i tanich źródeł.

 

Naukowcy którzy podpisali się pod listem stwierdzili również, że mają nadzieję aby na nowo otworzyć debatę na temat celowości klimatycznego alarmizmu, którego ucieleśnieniem stała się młoda Szwedka, Greta Thunberg. Promowanie takich postaw prowadzi bowiem ich zdaniem do krzywdzenia ludzi na różnych poziomach, jak emocjonalny czy ekonomiczny.

 

 


Drony zapoczątkują eksplorację Tytana

Eksperci z NASA planują wysłanie na jeden z księżyców Saturna, Tytana, kilkunastu robotów. Mają się zająć poszukiwaniem życia pozaziemskiego, które może istnieć na tym skalistym globie. Roboty będą miały za zadanie gruntowne zbadanie tego intrygującego ciała niebieskiego.

 

Tytan to największy księżyc Saturna i drugi co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym. Jest to obiekt szczególnie interesujący ponieważ na jego powierzchni znajdują się jeziora z płynnego gazu, metanu, który pełni tam podobną funkcję która na Ziemi przypadła wodzie. Jest to jedyne ciało niebieskie w Układzie Słonecznym poza Ziemią, na którego powierzchni znajdują się zbiorniki z ciekłym płynem.

 

Ludzkość zdołała już kiedyś wylądować na Tytanie. Dokonała tego europejska sonda Huygens w 2005 roku.Nigdy jednak na jego powierzchni nie jeździł żaden łazik. Naukowcy planują wysłanie tam latającego drona zasilanego nuklearnie. 

Roboty, które mają zostać wysłane na Tytana muszą być w stanie pływać po jeziorach metanu oraz latać nad licznymi kanionami. Dodatkowo pożądana byłaby zdolność penetracji znajdujących się tam jaskiń.

 

Misja Kosmiczna Dragonfly planowana przez NASA już za kilka lat wystrzeli w kierunku Saturna statek kosmiczny zawierający na pokładzie drona z ośmioma wirnikami zasilanego radioizotopowo, czyli posiadającego stałe, długo działające źródło prądu. 

Będzie to pierwsza w historii misja kosmiczna składająca się z urządzenia latającego. Jego użycie jest możliwe dzięki temu że na tytanie znajduje się atmosfera gęstsza o połowę niż na Ziemi przy grawitacji zaledwie 0,138 g.

 

Wystrzelenie tej misji w kierunku Tytana ma nastąpić dopiero w 2026, a sam lot na Saturna zajmie aż 8 lat. Potem po udanym lądowaniu będzie można rozpocząć eksplorację Tytana, która powinna potrwać przynajmniej 2,5 roku, bo na tyle szacowany jest czas pracy ogniwa jądrowego.