Ein Tonbandgerät aus Bakterien. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

Kostenlose technische Bibliothek

NACHRICHTEN AUS WISSENSCHAFT UND TECHNOLOGIE, NEUHEITEN IN DER ELEKTRONIK
Kostenlose technische Bibliothek / Newsfeed

Bakterien Tonbandgerät

26.11.2017

Wissenschaftlern ist es gelungen, das bakterielle Immunsystem in ein mikroskopisches Tonbandgerät zu verwandeln. Mit diesem Bakterien-Tonbandgerät haben Forscher des Columbia University Medical Center den Grundstein für eine neue Technologieklasse gelegt, die Bakterienzellen für alles von der Krankheitsdiagnose bis zur Umweltbeobachtung verwendet.

Wissenschaftler haben einen gewöhnlichen Laborstamm des bekanntesten menschlichen Darmbakteriums, Escherichia coli, modifiziert. Dadurch zeichnen Bakterien nicht nur ihre Interaktionen mit der Umwelt auf, sondern auch den zeitlichen Ablauf dieser Interaktionen.

Wissenschaftler haben ein mikroskopisches Tonbandgerät entwickelt, indem sie sich CRISPR-Cas, das Immunsystem vieler Bakterienarten, zunutze gemacht haben. CRISPR-Cas kopiert DNA-Stücke von eindringenden Viren, damit nachfolgende Bakteriengenerationen Krankheitserreger effektiver abwehren können. Als Ergebnis sammelt der CRISPR-Locus des Bakteriengenoms eine chronologische Aufzeichnung aller Bakterienviren, die das Bakterium und seine Vorfahren überlebt haben.

Um ein Tonbandgerät herzustellen, modifizierten Wissenschaftler ein DNA-Stück namens Plasmid, das ihm die Fähigkeit verlieh, als Reaktion auf ein externes Signal mehr Kopien in einer Bakterienzelle anzufertigen. Ein separates Aufzeichnungsplasmid, das den „Tonbandrecorder“ steuert und die Zeit festlegt, exprimiert Komponenten des CRISPR-Cas-Systems. Das Ergebnis ist eine Mischung aus Hintergrundsequenzen, die das Timing aufzeichnen, und Signalsequenzen, die sich je nach Umgebung der Zelle ändern. Wissenschaftler können sich dann den CRISPR-Locus ansehen, die Aufzeichnung lesen und chronologische Metriken nehmen.

Jetzt kann das System bis zu drei Signale gleichzeitig verarbeiten und mehrere Tage aufzeichnen.

<< Zurück: Drahtloses DVD-Laufwerk für Smartphones 27.11.2017

>> Weiter: Fliegen sind gefährlicher als gedacht 26.11.2017

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Knochenhormon unterdrückt den Appetit 20.03.2017

In den Knochen befinden sich neben Mineralsalzen auch Zellen, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Insbesondere die als Osteoblasten bezeichneten Zellen haben die Aufgabe, die eigentliche Knochensubstanz zu produzieren – Kollagenproteinfilamente, die mit Calciumsalzen mineralisiert sind.

Die „Knochensynthese“ ist jedoch nicht die einzige Funktion von Osteoblasten: Amerikanische Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Zellen unter anderem das Protein Lipocalin 2 (LCN2) ausschütten, das den Appetit stark unterdrückt. Es ist bekannt, dass Lipocalin 2 vom Fettgewebe synthetisiert wird, aber Osteoblasten produzieren es, wie sich herausstellte, zehnmal mehr.

Als Mäuse das Lipocalin-2-Gen in Knochenzellen abschnitten, sank der Hormonspiegel in den Tieren um das 67-fache, die Mäuse fingen an, mehr zu essen, Fett anzusammeln und an Gewicht zuzunehmen. Umgekehrt aßen die Tiere weniger und verloren an Gewicht, wenn fettleibigen Mäusen LCN2 injiziert wurde; Außerdem stiegen ihre Insulinspiegel und der Glukosestoffwechsel normalisierte sich wieder. Wie jeder weiß, sind niedrige Insulinspiegel und hohe Blutzuckerwerte Anzeichen für beginnenden (oder bereits einsetzenden) Diabetes, sodass Lipocalin 2 tatsächlich diabetische Symptome linderte.

Eines der Hauptzentren für die Regulierung von Appetit, Hunger und Essverhalten im Allgemeinen ist der Hypothalamus, daher könnte erwartet werden, dass Lipocalin 2 irgendwie mit ihm interagiert. Tatsächlich stellte sich heraus, dass das Hormon in das Gehirn gelangt und sich vor allem viel davon nur im Hypothalamus ansammelt. Wurde Lipocalin 2 Mäusen direkt ins Gehirn injiziert, war die Wirkung die gleiche wie nach Injektion ins Blut – der Appetit der Tiere ließ nach und das Körpergewicht nahm ab.

Weitere Experimente zeigten, dass das Hormon an Melonocortin-Rezeptoren bindet, von denen bekannt ist, dass sie aktiv an der Regulierung des Appetits beteiligt sind. Als Lipocalin 2 in den Hypothalamus von Mäusen injiziert wurde, waren es Zellen mit Melanocortin-Rezeptoren, die darauf reagierten. Durch das Ein- und Ausschalten der Rezeptorgene stellten die Forscher fest, dass sowohl Appetitveränderungen als auch Gewichtsveränderungen von der Wechselwirkung von Lipocalin mit Melanocortinrezeptoren abhängen.

Voll sehen Archiv für Wissenschafts- und Technologienachrichten, neue Elektronik

Alle Sprachen dieser Seite

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen