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Hunger verjüngt Stammzellen

12.05.2018

Wie Sie wissen, können sich Stammzellen sehr lange teilen, während einige von ihnen nach wie vor Stammzellen bleiben und andere sich in spezialisierte Zellen verwandeln, die bestimmte Funktionen erfüllen. Es sind Stammzellen, die unser Gewebe erneuern und alte und tote Zellen durch neue ersetzen. Aber mit der Zeit verlieren Stammzellen die Fähigkeit, sich endlos zu teilen – wie der Rest des Körpers altern auch sie und ihre Versorgung nimmt allmählich ab, was sich nur auf den Zustand von Organen auswirken kann, die nicht mehr erneuert werden können.

Stammzellen können verjüngt werden, wenn man sie verhungern lässt. Forscher des Massachusetts Institute of Technology experimentierten mit Maus-Darm-Stammzellen, deren Aufgabe es ist, die Epithelauskleidung der Darmwand zu erneuern. (Dieses Epithel nutzt sich ziemlich schnell ab – in fünf Tagen verändern Stammzellen es vollständig.)

Nachdem alte Mäuse einen Tag lang hungern mussten, wurden Stammzellen aus ihren Eingeweiden entnommen und gezwungen, einen „Mini-Darm“ zu bilden – ein winziges Organell, das ein Stück eines echten Darms nachahmt. Mehrere Arten von Zellen sollten im "Minidarm" aufgetreten sein und Lieberkün oder Darmkrypten bilden - röhrenförmige Vertiefungen des Epithels, die mit Zellen besetzt sind, die Schleim, Hormone absondern, Nährstoffe aufnehmen können usw.

Offensichtlich mussten Stammzellen sehr hart arbeiten, um ein solches Mini-Organ herzustellen. Und mit Hilfe des „Minidarms“ konnte festgestellt werden, dass Hunger die regenerativen Fähigkeiten von Stammzellen verdoppelt, die sich nach dem Hungern aktiver teilen und aktiver in andere Zellen verwandeln. Man kann sagen, dass Hunger alte Stammzellen verjüngt hat; aber auch Zellen, die jungen Tieren entnommen wurden, begannen durch den Hunger besser zu funktionieren.

Den Forschern gelang es herauszufinden, wie sich der Stoffwechsel in hungernden Zellen verändert: Sie nutzen keine Kohlenhydrate mehr als Energiequelle und beginnen intensiv mit dem Abbau von Fettsäuren (gleichzeitig werden in ihnen die für den Fettstoffwechsel verantwortlichen Gene aktiviert). Es ist der aktive Abbau von Fettsäuren, der hilft, die "Stamm"-Fähigkeiten der Zellen wiederherzustellen - wenn ihnen künstlich verboten wird, auf diese Weise Energie zu gewinnen, hilft ihnen kein Hunger. Wird den Zellen gleichzeitig ein Stoff verabreicht, der die Gene für den Fettstoffwechsel aktivieren kann, verjüngen sich die Zellen ohne Hunger. Das heißt, der springende Punkt ist, die notwendigen Energiereaktionen einzuschalten, und es spielt keine Rolle, wie genau wir sie einschalten.

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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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 ... >>

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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

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Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Atomuhr-Verschränkungsexperiment 11.09.2022

Physiker "verwechselten" erstmals zwei optische Atomuhren.

Dieser Durchbruch könnte ein Weg sein, selbst die fortschrittlichsten aktuellen Einschränkungen der Zeitmessung zu überwinden, und ein fantastisches Werkzeug auf dem spannenden Gebiet der Quantencomputer sein: der Quantenkryptographie.

Atomuhren werden als Zeitgeber verwendet und messen die Resonanzfrequenzen von Atomen, wenn ihre Elektronen zwischen Energieniveaus wechseln. Traditionell wurde dies mit Cäsiumatomen und Mikrowellen durchgeführt, aber seit 2000 werden neue Atome mit sichtbarem Licht verwendet. Dies ist eine optische Atomuhr, die Elemente wie Ytterbium, Quecksilber und Strontium verwendet.

Optische Atomuhren wurden kürzlich verwendet, um beeindruckende Fortschritte bei der genauen Zeitmessung zu machen. Sie sind 100-mal genauer als herkömmliche Cäsium-Atomuhren. So präzise, dass man mit ihnen schon bald die Sekunde neu definieren könnte. Aber sie haben auch ihre Grenzen. Vor allem, wenn es mehrere Stunden dauert.

Diese optische Uhr ist so genau, dass sie kleine Änderungen der Schwerkraft testen kann, sowohl um Theorien wie die Relativitätstheorie zu testen als auch um zu untersuchen, was sich tatsächlich unter unseren Füßen befindet. Diese Ansätze erfordern jedoch den Vergleich verschiedener Uhren, und die Genauigkeit dieser Messungen für unabhängige Geräte hängt von der Standardquantengrenze ab. Es ist schwierig, zwei Atomuhren synchron zu halten, denn selbst das bloße Messen kann dazu führen, dass sie sich ändern und Fehler verursachen. Aber es gibt einen Weg, weniger Messungen durchzuführen, und hier passiert die Quanten-„Magie“.

Die Verschränkung von Atomen in zwei Uhren ermöglicht es, die höchste Präzision zu erreichen, die die Quantentheorie erlaubt, die Heisenberg-Grenze. Die Forscher berichten, dass sie dies in einem System tun können, das aus zwei Uhren besteht, die aus einem einzelnen Strontiumatom bestehen und jeweils 2 m voneinander entfernt sind. Sie reduzierten die Unsicherheit um das 1,4-fache.

Verschränkung ist ein besonderer Zustand, in dem sich Teilchen, die wir als getrennt betrachten, als Teil eines einzigen Systems verhalten. Eine Änderung in einem führt zu einer sofortigen Änderung in dem anderen, unabhängig von der Entfernung. Dass dies theoretisch zwischen zwei Teilchen an jedem Ende des Universums passieren könnte, bereitet vielen Wissenschaftlern Unbehagen. Einstein nannte es „gruselige Fernwirkung“. Dies ist jedoch keine kausale Beziehung: Die Teilchen befinden sich in einem einzigen verschränkten Zustand, wenn Sie also etwas mit einem Teilchen tun (z. B. durch Beobachten), beeinflussen Sie tatsächlich den gesamten Zustand, selbst wenn er sich über Milliarden von Lichtjahren erstreckt .

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