Agypusztítás ecstasyval

Az ecstasy nevű kábítószer tartós használata valószínűleg károsítja az agyat – állítják holland kutatók. Vizsgálataikhoz azok a korábbi eredmények adták az ötletet, amelyek szerint a kémiailag a metamfetaminok családjába tartozó ecstasy súlyos memóriaproblémákat okozhat. Vajon a memóriavesztés mögött kimutathatók-e strukturális változások? – tették fel a kérdést.

Vizsgálataik során mágneses rezonancia képalkotó eljárással önkéntesek agyának az agykéregben a memóriáért felelős hippokampusz nevű területét vizsgálták. A résztvevők közül tízen olyan fiatal ecstasysok voltak, akik a vizsgálat előtti két hónapban „tiszták” voltak, az előző hat évben azonban átlagosan 281 tablettát vettek be. A kontrollcsoport hét tagja soha életében nem vett be metamfetamint.

Az eredmények szerint az ecstasyt használók hippokampuszának mérete átlagosan tíz és fél százalékkal kisebb volt, de kiderült, hogy a hatás nem korlátozódik erre a területre. A fogyasztóknál a teljes szürkeállomány nagysága is kisebb volt, átlagosan 4,6 százalékkal.

Hollander, Bjørnar den – Schouw, Marieke – Groot, Paul et al.:

Preliminary Evidence of Hippocampal Damage in Chronic Users of Ecstasy.

Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry.
doi:10.1136/jnnp.2010.228387
 

Szem a Petri-csészében

Japán kutatók a kóbei RIKEN Fejlődésbiológiai Központban egerek embrionális őssejtjeiből szemkezdeményt hoztak létre, amelyet a szem ideghártyáját alkotó sejtekhez hasonló sejtek borítanak. Sasai Josiki (Yoshiki Sasai) és munkatársai speciális összetetételű oldattal „vették rá” az embrionális őssejteket, hogy a szemre jellemző sejteket hozzanak létre, és egy fehérjegéllel érték el, hogy állagában szemre emlékeztető egységes struktúra jöjjön létre.

A képződmény – szemkehely – formája a kutatók szerint konyakospohárra emlékeztet, és két jól elkülöníthető, a szemre jellemző sejtrétegből épül fel, amelyeket különböző szerkezetű és funkciójú sejtek alkotnak.

Az őssejtekből először korai retinasejtekből álló „pacák” jöttek létre, majd egy héttel később a pacákból a szemfejlődés korai embrionális szakaszában megfigyelhető, szemhólyagszerű struktúra alakult ki. Ezután ugyancsak az embrionális fejlődésben megfigyelhető módon a laboratóriumi szemhólyag elkezdett betűrődni, s két nap alatt kialakult a szemkehely jellegzetes, két sejtrétegű szerkezete, méghozzá a megfelelő sejtféleségekkel.

Azt egyelőre nem tudják, hogy a rendszer képes-e fényérzékelésre, illetve arra, hogy a fényingereket továbbítsa az agyba. Nem tudják azt sem, hogy a Nature-ben publikált technikával emberi retinát létre lehet-e hozni. Ha igen, az reményt ad arra, hogy egyes, a látás elvesztésével járó betegségekben őssejtekből létrehozott ideghártya beültetésével a páciensek látását vissza lehet adni. Természetesen erre hosszú éveket kell még várni. A kutatók szerint az őssejtekből kialakított rendszer addig is hasznos lesz, mert segítségével tanulmányozni lehet bizonyos szembetegségek kialakulását és sajátságait.

Eiraku, Mototsugu – Takata, Nozomu – Ishibashi Hiroki et al.:
Self-organizing Optic-cup Morphogenesis in Three-dimensional Culture.
Nature. 7 April 2011. 472, 51–56. doi:10.1038/nature09941
 

Enzimreakciók lendületből

Az enzimek működését valószínűleg jelentősen befolyásolja finom, néhány milliszekundumos oszcillációs mozgásuk – írják amerikai kutatók a Science-ben. A fehérjék térbeli szerkezete nem stabil, mozgás közben változik, és egy enzim megfelelő aktivitásának kifejtéséhez szükség lehet egy bizonyos mozgásformára.

A kísérletekben modellként az Escherichia coli baktérium egyik fontos enzimjét vizsgálták. Az enzim viselkedésének tanulmányozásához az ún. NMR-spektroszkópiát Röntgen-diffrakciós módszerrel kombinálták, így a fehérjemolekula mozgás közbeni alakváltozását is nyomon tudták követni a biológiailag érdekes mikro-, illetve milliszekundumos időfelbontás-tartományban.

Peter E. Wright és munkatársai korábbi vizsgálataikból már ismerték az enzimnek azt a helyét, amely kulcsfontosságú a működés szempontjából. Tudták azt is, hogy ennek a helynek a térszerkezete a katalitikus ciklusban kétféle lehet. Most publikált kísérleteikben olyan genetikailag módosított baktériumot konstruáltak, amelyben az enzim viselkedése megváltozott, az említett meghatározó aktív hely rugalmatlanná vált, és képtelen volt a kis oszcillációs mozgásokra. A következmény megdöbbentette a kutatókat: az enzim aktivitása tizenhatod részére csökkent, azaz az általa katalizált biokémiai reakció sebessége a tizenhatod részére esett vissza.

Az orvostudomány sok, enzimek működésére ható gyógyszerrel rendelkezik. Például az antibiotikumok egyes bakteriális enzimek működésének blokkolásával pusztítják el a kórokozót, de az emberi szervezet saját enzimjeinek működését is számos gyógyszer befolyásolja. A kutatók következtetése, hogy a gyógyszermolekulák tervezésekor is figyelembe kellene venni az enzimek mozgását, és így hatékonyabb vagy specifikusabb hatóanyagokat lehet majd előállítani.

Bhabha, Gira – Lee, Jeeyeon – Ekiert, Damian C. et al.: A Dynamic Knockout Reveals That Conformational Fluctuations Influence the Chemical Step of Enzyme Catalysis. Science. 8 April 2011. 332, 6026, 234–238.

doi: 10.1126/science.1198542

Áramfejlesztő a kabátban

Hordozható, a ruházaton vagy alatta viselhető, a test mozgási energiájából elektromos energiát előállító generátor fejlesztésében értek el jelentős előrelépést új-zélandi kutatók. Egy ilyen eszköz – az elképzelések szerint – például a kis fogyasztású hordozható elektronikus készülékek energiaellátásában lehet vetélytársa az elemeknek.

Működésének alapja, hogy egy dielektromos tulajdonságú rugalmas polimer (mesterséges izomnak is hívják) külső erő hatására megváltoztatja alakját. A rajta ekkor végzett munka egy részét képes a szerkezet elektromos energiává alakítani. A most ismertetett, viszonylag olcsó alapanyagokból előállított hajlékony generátor 12 %-os hatásfok mellett 10 millijoule/g energiasűrűséget ért el.

McKay, Thomas G. – O’Brien, Benjamin M. – Calius, Emilio P. – Anderson Iain A.: Soft Generators Using Dielectric Elastomers. Applied Physics Letters. 2011. 98, 142903, published online 5 April 2011.

doi:10.1063/1.3572338
 

A nanorészecskék árthatnak is

A napjainkra már széles körben, a kozmetikai ipartól az élelmiszeriparig használt és millió tonnaszám gyártott nanorészecskék környezeti hatását vizsgálták kanadai és egyesült államokbeli kutatók.

Nanoméretű ezüst, réz és szilícium-dioxid részecskék hatását az Északi-sarkkörön túlról származó, felszíni talajmintákban élő mikroorganizmusokkal tesztelték. Az ezüstöt többek között textilgyártásban, csomagolóanyagokban, orvosi berendezésekben alkalmazzák, a rezet bevonatként, kenőanyagként és elemekben, illetve műanyagokban, a szilícium-dioxidot pedig főként az elektronikai iparban használják.

A vizsgáltak közül az ezüst nanorészecskéket súlyosan mérgezőnek találták. Egy, a növények számára a nitrogén megkötését elősegítő mikroba hat hónappal a talajminták elszennyezése után teljesen eltűnt. A szerzők szerint sürgősen kutatni kellene a nanorészecskék esetleges mérgező hatásait a különösen érzékeny sarkvidéki ökológiai rendszerekre.

Kumara, Niraj – Shahb, Vishal – Walker Virginia K.: Perturbation of an Arctic Soil Microbial Community by Metal Nanoparticles. Journal of Hazardous Materials. Article in Press, • doi:10.1016/j.jhazmat. 2011.04.005
 

Klíma és időjárás

Az emberek általában tájékozottak a globális felmelegedés témakörében, azt azonban, hogy hisznek-e benne vagy nem, nagymértékben befolyásolja az éppen aktuális napi hőmérséklet. Az átlagosnál melegebb napokon hajlamosak elhinni a felmelegedést, míg a hűvösebb napokon inkább kételkednek.

Ezt állapították meg a Columbia University kutatói, akik három különálló, összesen 1200 résztvevős, online felmérésben amerikai és ausztrál lakosokat kérdeztek a felmelegedésről. Az eredmények szerint nemcsak a felmelegedésről alkotott véleményeket befolyásolja a napi hőmérséklet, de azt is, hogy az emberek mennyire volnának hajlandók önkéntes adományokkal segíteni felmelegedéssel kapcsolatos környezetvédelmi programokat.

A kutatók következtetése szerint, a globális felmelegedés összetett, bonyolult problémáját a legtöbben leegyszerűsítik a napi időjárás közvetlenül észlelhető és könnyen eldönthető kérdésére; ha meleg van, akkor van felmelegedés is.

Li, Ye – Johnson, Eric J. – Zaval, Lisa: Local Warming. Daily Temperature Change Influences Belief in Global Warming. Psychological Science. Published online before print 3 March 2011.

doi: 10.1177/0956797611400913
 

Kő–papír–olló az élővilágban

A közismert „kő-papír-olló” játék szabályaihoz hasonló alapokon álló matematikai modellt készítettek amerikai ökológusok a biológiai sokféleség magyarázatára. Az új modell szerint a biodiverzitásnak nincsenek határai.

A klasszikus ökológiai elmélet szerint, ha két faj verseng ugyanazon erőforrásokért, akkor a győztes fennmarad, a vesztes kihal. Ha azonban kettőnél több versengő van, és a kő-papír-olló szabályai érvényesek, akkor ez több egyforma erőforrást használó faj egymás melletti létezéséhez vezethet. Ezek a szabályok egyszerűek, mikor két fél verseng, hiszen akkor mindig van győztes és vesztes; a kő legyőzi az ollót, az olló a papírt, a papír a követ. Mikor azonban mindhárom résztvevő egyszerre jelen van, akkor patthelyzet alakul ki, nincs győztes. A természetben több ilyen hármas kapcsolatot is megfigyeltek már.

A játékelmélet, a gráfelmélet és a dinamikus rendszerek matematikájának felhasználásával létrehozott modell nagyszámú vetélkedő faj esetére ad megoldásokat. Az eredményeket trópusi erdőben élő fafajtákon és tengeri gerincteleneken sikerrel tesztelték.

Allesina, Stefano – Levineb Jonathan M.: A Competitive Network Theory of Species Diversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, Published online before print 17 March 2011. doi: 10.1073/pnas.1014428108