O echipã de fizicieni din Hong Kong a sustinut recent un experiment care a demonstrat cã un singur foton respectã teoria lui Einstein, conform cãreia nimic nu poate cãlãtori cu o vitezã mai mare decât cea a luminii, confirmând astfel cã o cãlãtorie în timp este imposibilã (articol "HK scientists 'show time travel is impossible'" - AFP – Iulie 23, 2011).
O echipã de cercetãtori de la Universitatea de Stiintã si Tehnologie din Hong Kong, condusã de Du Shengwang, a demonstrat cã o particulã elementarã de radiatie luminoasã (un foton) "respectã regulile de circulatie ale universului".
"Eistein a sustinut cã viteza luminii constituie regula de bazã a circulatiei în univers, sau, mai simplu, cã nimic nu poate cãlãtori cu o vitezã mai mare decât lumina", explicã cercetãtorii pe site-ul universitãtii. "Studiul profesorului Du demonstreazã cã un singur foton, cuanta fundamentalã a luminii, respectã la rândul sãu legile universului, la fel ca undele electromagnetice", au adãugat acestia.
Acum 10 ani a fost luatã în considerarea posibilitatea de a cãlãtori în timp, dupã ce oamenii de stiintã au descoperit o propagare superluminalã (cu o vitezã mai mare decât cea a luminii) a anumitor impulsuri optice în anumite medii. Mai târziu, însã, s-a descoperit cã era vorba de un efect vizual, însã oamenii de stiintã au continuat sã creadã cã este posibil ca un foton sã circule mai rapid decât viteza lumini.
Cercetãtorul din Hong Kong a crezut cã Einstein avea dreptate si, pentru a încheia dezbaterea, a mãsurat viteza maximã pe care o poate atinge un singur foton, lucru ce nu mai fusese fãcut pânã acum.
"Studiul, ce a arãtat cã si fotonii respectã limita de vitezã c, confirmã cauzalitatea lui Einstein: adicã, un efect nu se poate petrece înaintea cauzei sale. Arãtând cã fotonii nu pot circula cu o vitezã mai mare decât viteza luminii, rezultatele obtinute de noi pun punct acestei dezbateri asupra vitezei reale a informatiei purtate de un singur foton", a afirmat Du pe site-ul universitãtii din Hong Kong.
The findings show that the biomaterial could possibly be used in the future detection of toxins, explosives, pollutants, and medicines.
Detection devices have superior sensitivity when the sensor itself can be packaged at high density. Certain proteins that are found in the membranes of cells can act as sensors. However, the density with which cellular membranes can be packed in a sensor of a defined volume can limit the application. In this study, use was made of a particular form of matter, referred to as a liquid crystal or mesophase, that behaved as a densely packed mimic for cellular membranes.
Certain naturally occurring lipids or fats, when combined with water spontaneously form liquid crystals. One of these lipids called monoolein is a product of fat digestion. The liquid crystalline cubic phase that monoolein forms, when wet, has the lipid arranged as a bilayer just two molecules thick that is bathed on either side by water. This hydrated bilayer resembles the membrane that surrounds the cells in living organisms. The cubic phase is particularly notable as a liquid crystal in the extraordinary density with which it packages the membrane and the enormous surface area that it has. Thus, for example, a mere thimbleful of the cubic phase has enough surface area to cover a football field.
The research conducted by Trinity’s Professor of Membrane Structural and Functional Biology, Martin Caffrey and Research Associate Dr Dianfan Li in the School of Medicine and School of Biochemistry & Immunology used the cubic phase; but the cubic phase made from hydrated fat alone was useless. It needed to have a membrane protein sensor incorporated into it and the protein needed to be active. The test sensor used in the research was a membrane protein, referred to as DgkA. DgkA is an enzyme that interconverts the fatty components of natural cellular membranes. The enzyme was produced in E. coli bacteria, using recombinant DNA technology, as an inactive or dead ‘scrambled egg’ type of insoluble aggregate. ‘Life’ was breathed back into the enzyme by dissolving the aggregated protein in a soapy solution and inserting it into the membrane of the cubic phase. In this new and quite artificial environment the researchers showed that the protein had regained its original native enzyme activity and that it could behave as a model sensor.
The research sets the stage for the exploitation of this most extraordinary of biomaterials. These include its use in high density, high sensitivity biosensors for the detection of biological molecules such as hormones, proteins, carbohydrates, and lipids, as well as toxins, explosives, pollutants, and drugs.
Foldit è un videogame online molto particolare, e a suo modo appassionante. Lo scopo del gioco è trovare la forma delle proteine. Cosa si vince? Se si è particolarmente bravi, anche una firma su un'importante rivista scientifica. È questo il premio che si sono aggiudicati alcuni giocatori per aver scoperto niente meno che la struttura di un enzima indispensabile alla replicazione di un retrovirus che causa la sindrome da immunodeficienza acquisita nei macachi reso. Dal momento che il retrovirus appartiene alla stessa famiglia dell’ Hiv, scoprire come sono fatte le sue proteine aiuterà anche la ricerca contro l’ Aids. Lo studio che descrive questo importante enzima è ora pubblicato su Nature Structural & Molecular Biology.
Il videogioco era stato creato dall’Università di Washington, negli Usa, che hanno fatto di più che rendere la scienza accessibile al grande pubblico: hanno reso il grande pubblico protagonista della ricerca. Tutto è iniziato nel 2005, quando è stato lanciato il progetto Rosetta@home: i ricercatori statunitensi hanno chiesto alle persone di scaricare sul loro computer un software che, nei momenti di inattività del pc, lavorasse per determinare la forma tridimensionale di proteine ancora sconosciute. Il successo dell’applicazione è stato così grande (migliaia di volontari hanno aderito al progetto) da spingere i ricercatori a fare di più e a coinvolgere attivamente le persone nella soluzione dei puzzle strutturali delle molecole proteiche. Considerando che le proteine sono formate da centinaia di aminoacidi, infatti, spesso i calcoli richiedono molto tempo ed è possibile che l’intuizione umana possa farne risparmiare un po’.
Ecco perché, nel 2008, è nato Foldit, un vero è proprio videogame in cui i giocatori, che possono riunirsi in squadre, competono nel progettare proteine o individuare la loro struttura tridimensionale. In che modo? L’applicazione mostra una prima rappresentazione grafica della proteina (ottenuta partendo dalla forma di proteine simili già note o da calcoli energetici) che l’utente può manipolare alla ricerca della configurazione a minor energia, che è quella biologicamente più probabile (vedi Galileo, "Giocare con le proteine"). Ed è stato proprio giocando in questo modo che, in sole tre settimane, è stato risolto un rompicapo con cui i ricercatori erano alle prese da ben 15 anni.
Il puzzle è rappresentato da una classe di enzimi chiamati protesi retrovirali, cioè proteine coinvolte nella replicazione e proliferazione dei virus che causano Aids, di cui è necessario comprenderne prima di tutto la forma. Non essendoci riusciti con la cristallografia a raggi X (il metodo più usato per determinate la struttura delle proteine, molto lento e costoso) e con gli algoritmi di Rosetta, i ricercatori hanno tentato con Foldit. “ Volevamo vedere se l’intuizione umana potesse avere la meglio sui metodi automatici”, ha spiegato Firas Khatib dell’Università di Washington.
E l’idea si è dimostrata vincente. In poche settimane, infatti, i giocatori hanno generato un modello tridimensionale energicamente plausibile dell’enzima M-PMV, coinvolto nella replicazione del virus. Raffinando il modello, poi, i ricercatori hanno finalmente determinato la struttura della proteina, che si è inoltre rivelata sensibile all’azione di farmaci antiretrovirali. Perché, alla fine, è questo l’obiettivo di Foldit: svelare la forma tridimensionale delle proteine per sviluppare farmaci capaci di bloccarne l’attività. Seth Cooper, uno dei creatori di Foldit, spiega nello studio perché i giocatori sono riusciti là dove i computer hanno fallito: “Le persone hanno abilità di ragionamento spaziale che i computer non hanno. Questi videogiochi riescono a unire la forza del cervello umano alla potenza delle macchine, e i risultati di questo studio mostrano che i videogiochi, la scienza e la computazione possono raggiungere traguardi prima impensabili”.
Nel periodo che segue la nascita di un figlio, infatti, gli uomini sembrano andare incontro a un notevole abbassamento dei livelli di testosterone. Lo si apprende da uno studio della Northwestern University, appena pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), che si basa sui dati di oltre 600 giovani filippini, seguiti per un periodo di cinque anni (dai 21 ai 26 anni di età).
I volontari, tutti in buona salute, avevano preso parte a uno studio di popolazione sulla nutrizione. Nel lasso di tempo considerato, circa un terzo di loro era diventato padre per la prima volta. Analizzando i valori di testosterone (attraverso campioni salivari) nel 2005 e poi, di nuovo, nel 2009, i ricercatori hanno osservato un abbassamento medio di questo ormone compreso tra il 26 e il 34 per cento (a seconda delle misurazioni mattutine o serali) rispetto agli altri partecipanti. Questi valori sembrano variare anche in base al tempo dedicato al neonato: l’abbassamento era maggiore in quei papà che spendevano almeno tre ore della giornata nelle cure parentali.
È la prima volta che viene misurata la produzione di testosterone di un campione così ampio prima e dopo la nascita di un figlio. E i dati sembrano avallare un’ipotesi interessante: l’interazione con i neonati interferirebbe con la produzione ormonale, modificando quindi la fisiologia dei neo papà. Precedenti studi avevano già mostrato che i livelli di testosterone nei padri sono mediamente più bassi di quelli degli altri uomini della stessa età e senza figli. Nessuno, però, aveva chiarito finora se la paternità fosse la causa di quanto osservato, o se gli uomini in questione avessero già in partenza dei valori più bassi.
I risultati sembrano chiarire la questione, considerando anche che gli uomini con i più alti livelli dell’ormone nel 2005 sono risultati quelli con la più alta probabilità di diventare padri. La spiegazione ipotizzata dai ricercatori chiama in causa l’etologia: se elevati livelli di testosterone appaiono correlati a una maggiore probabilità degli uomini di trovare una partner, i tratti comportamentali associati all’ormone – l’aggressività e la competitività – sembrano meno utili quando c’è da prendersi cura della prole.
Tra tutti i mammiferi, l’essere umano è quello che accompagna più a lungo la crescita dei figli: il nuovo studio afferma che anche il maschio si sarebbe biologicamente evoluto per questo compito. “Le esigenze di un bambino appena nato richiedono molte energie psicologiche e fisiche - hanno sottolineato gli autori - il nostro studio indica che la biologia di un uomo può cambiare in maniera sostanziale per contribuire a soddisfarle”.
Cercetătorii din cadrul Universitătii Baptiste din Hong Kong au declarat că Gouteng, o plantă utilizată pentru tratarea hipertensiunii, îi ajută pe pacienti să comunice mai bine si totodată să depăsească depresia si tulburările de somn.
"In acest moment nu există niciun leac pentru Parkinson, dar studiul a relevat faptul că medicina traditională chineză poate ajuta în tratarea acesteia", a declarat un purtător de cuvânt al universitătii.
Boala Parkinson este o afectiune degenerativă care survine în urma distrugerii lente si progresive a neuronilor. Întrucât zona afectată joacă un rol important în controlul miscărilor, cei afectati de această boală prezintă gesturi rigide, sacadate, incontrolabile, tremor si instabilitate posturală. În general, boala afectează persoanele de peste 50 de ani, însă există cazuri în care boala se manifestă mai devreme.
Tratamentul obisnuit include levodopa, o substantă pe care creierul o tranformă în dopamină pentru a combate efectele bolii, însă aceasta are efecte secundare precum halucinatiile si greata. Studiul efectuat de cercetătorii din Honk Kong s-a axat pe pacientii care au luat concomitent Gouteng si medicamente cu levodopa. Efectele secundare ale medicamentelor administrate pacientilor au fost semnificativ reduse, iar comunicarea acestora a devenit mult mai eficientă.
"Studiul probează utilitatea Gouteng în tratarea bolii Parkinson si demonstrează totodată eficienta si siguranta medicinei traditionale chineze", a declarat profesoara Li Min. Aceasta se asteaptă ca planta Gouteng să fie utilizată ca tratament pentru Parkinson după derularea celei de-a doua etape a studiului, programate pentru anul 2013.
The researchers have developed an artificial DNA "stealth" linkage using click chemistry, a highly-efficient chemical reaction, to join together DNA strands without disrupting the genetic code.
The breakthrough, published online in the journal PNAS this week (27 June), means long sections of DNA can be created quickly and efficiently by chemical methods.
DNA strands are widely used in biological and medical research, and clean and effective methods of making longer sections are of great value. Current techniques rely on the use of enzymes as biological catalysts. Joining DNA chemically is particularly interesting as it does not depend on enzymes so can be carried out on a large scale under a variety of conditions.
Co-author of the paper Tom Brown, Professor of Chemical Biology at the University of Southampton, says: "We believe this is the first example of a chemical method of joining together longer strands of DNA that works well.
"Typically, synthesised DNA strands will be up to 150 bases; beyond that they are very difficult to make. We have doubled that to 300 and we can go further. We can also join together heavily modified DNA strands, used in medical research for example, which normal enzymes might not want to couple together."
The Southampton team investigated whether the artificial links would be tolerated biologically within the bacteria E.coli.
"The genetic code could still be correctly read," says co-investigator Dr Ali Tavassoli.
"The artificial linkages act in stealth as they go undetected by the organism; the gene was functional despite containing 'scars' in its backbone. This opens up all sorts of possibilities."
The team is now hoping to secure funding to explore potential applications of the technology.
Una stella cadente fotografata dalla ISS il 13 agosto scorso.
Scenario apocalittico: un meteorite colpisce la Terra, solleva un'onda alta centinaia di metri, oscura il cielo per centinaia di anni... paura eh? No, nessuna paura. Ma un momento da vivere, con molta più tranquillità, insieme a Focus all'Osservatorio Astronomico di Cà del Monte a Cecima (PV). Perché l'8 ottobre 2011 sarà un giorno speciale: e non un pericoloso e gigantesco meteorite (come quelli immaginati nei film Deep Impact e Armageddon) ma uno sciame meteorico anomalo, quello delle Draconidi, colpirà la Terra tra le 19 e le 21.
Nessun pericolo per noi, qualche timore, come ha spiegato la Nasa, per i nostri satelliti artificiali. Le meteore sono affascinanti: e potremo vederle insieme.
Basterà tornare su questa pagina e potrete vedere, in diretta, la porzione di cielo interessata dallo sciame. Il tutto, grazie alla tecnologia della nostra All Sky Cam.
Finora ritenuta un’esperienza del tutto soggettiva, il dolore potrebbe diventare qualcosa di misurabile al pari di una febbre. Un gruppo di ricercatori della Stanford University School of Medicine guidati da Sean Mackey è infatti riuscito a mettere a punto un sistema per diagnosticare il dolore basato sull’attività fisiologica cerebrale – anziché sulle sensazioni espresse dal paziente – in modo da fornire una valutazione oggettiva del livello di sofferenza fisica. Lo studio è stato pubblicato su PLoS ONE.
L’idea di un “dolorimetro” – come è stato ribattezzato dai ricercatori - risale a un paio di anni fa, suggerita a Mackey dalle osservazioni di Hank Greely della Stanford Law School durante un evento tenutosi presso la stessa università. Secondo Greely, esperto in casi legali, etici e sociali inerenti le bioscienze, un metodo accurato capace di determinare se qualcuno stia o meno soffrendo sarebbe stato di grande aiuto per il diritto, dal momento che ogni anno sono centinaia di migliaia le cause che riguardano l’esistenza o meno di dolore in pazienti con sofferenze croniche.
Il primo passo dei ricercatori è stato quello di creare un modello di riferimento, ovvero cercare di capire in che modo la sofferenza fisica fosse tradotta a livello cerebrale. Per farlo gli scienziati hanno eseguito la risonanza magnetica funzionale (fMRI) del cervello di otto persone, in condizioni normali e mentre un oggetto caldo veniva loro applicato sul braccio, causando dolore moderato. In questo modo i ricercatori hanno registrato l’andamento della risposta cerebrale con e senza dolore e hanno utilizzato questi dati per elaborare al computer un modello “virtuale” di sofferenza. Solo dopo sono passati alla fase di test: otto soggetti diversi sono stati sottoposti a fMRI, e contemporaneamente alla sollecitazione termica. Nell’81% dei casi il computer è riuscito a stabilire con successo se i partecipanti sentissero o meno dolore.
“Un punto chiave da ricordare è che questo approccio ha misurato oggettivamente il dolore termico in condizioni di laboratorio controllate”, ha spiegato Mackey: “Bisogna stare attenti a non generalizzare questi risultati dicendo che possiamo misurare il dolore in ogni circostanza”. I ricercatori hanno infatti sottolineato che ulteriori studi saranno necessari per determinare se questo metodo funziona in diversi tipi di dolore, come per esempio quello cronico, e se la tecnica possa essere applicata anche per distinguere tra dolore e altre sensazioni, come l’ansia o la depressione. Tecnica che, come spiegato da Mackey, permettendo di misurare il dolore fisiologico, potrebbe essere di aiuto per molti tipi di pazienti, come i più piccoli e gli anziani, incapaci a volte di comunicare il loro livello di dolore.
Cele mai multe studii anterioare au concluzionat că abilitatea de a se ridica împingând cu degetul mare în pământ si mersul biped în pozitie perfect verticală au apărut pentru prima oară acum 1,9 milioane de ani la genul Homo. Acum, însă, o echipă de cercetători de la universitătile din Liverpool, Manchester si Bournemouth demonstrează că mersul biped al unui strămos care a trăit acum 3,7 milioane de ani seamănă mai mult cu mersul omului modern decât cu cel al urangutanilor, cimpanzeilor si gorilelor.
Situl arheologic de la Laetoli contine cele mai vechi urme de pasi umani, din care 11 urme individuale se păstrează în stare foarte bună. Studiile anterioare s-au bazat pe situri cu o singură urmă, care de cele mai multe ori era afectată de factori de mediu precum eroziunea care diminuau autenticitatea amprentei. Tocmai de aceea au existat multe discutii cu privire la caracteristicile exacte ale mersului biped al strămosilor nostri.
Echipa de cercetători a utilizat o tehnică nouă, bazată pe metode ale imagisticii cerebrale functionale, pentru a obtine o medie a caracteristicilor tridimensionale ale celor 11 urme de la Laetoli. Aceste rezultate au fost comparate cu cele obtinute din studiile realizate asupra mersului oamenilor si al antropoidelor din ziua de azi.
Simulările computerizate le-au permis cercetătorilor să compare variante de urme de pasi care ar putea proveni de la reprezentanti ai speciei Australopithecus afarensis, care a trăit acum 3-4 milioane de ani.
Profesorul Robin Crompton de la Universitatea din Liverpool a declarat că "se credea că Australopithecus afarensis mergea chircit si mai apăsat spre exteriorul tălpii, împingând mai tare în partea mediană a tălpii, asa cum fac maimutele antropoide din ziua de azi. Cu toate acestea, noi am descoperit Australopithecus afarensis mergea biped în pozitie verticală si mai apăsat pe partea din fată a tălpii, în special pe degetul mare, la fel ca oamenii de azi. Această decoperire este foarte importantă, deoarece dezvoltarea functiei locomotorii a oamenilor le-a permis strămosilor nostri să se extindă în afara continentului african. Silueta noastră cu picioare lungi si corp scund ne permite să mergem si să alergăm pe distante lungi, chiar si atunci când cărăm greutăti. Australopithecus afarensis avea constitutia total opusă: picioarele scurte si corpul lung, ceea ce înseamnă că el putea merge eficient doar pe distante scurte. Acum trebuie să mai aflăm doar când anume au reusit strămosii nostri să se deplaseze pe distantele lugi care ne-au permis să populăm lumea".
In a study published the 1st of July 2011, in IOP Publishing's journal Nonlinearity, researchers have captured high speed images of the dynamics of fluid-filled Tibetan bowls and quantified how droplets are propelled from the water's surface as the bowls are excited.
The first of five videos demonstrating the intriguing dynamics can be seen below:
A Tibetan bowl, generally made from a bronze alloy containing copper, tin, zinc, iron, silver, gold and nickel, is a type of standing bell played by striking or rubbing its rim with a wooden or leather-wrapped mallet. This excitation causes the sides and rim of the bowl to vibrate, producing a rich sound.
The unique singing properties of Tibetan bowls were utilised as a way of investigating a liquid's interaction with solid materials a situation that arises in many engineering applications such as the wind-loading of bridges and buildings.
When a fluid-filled Tibetan bowl is rubbed, the slight changes in the bowl's shape disturb the surface at the water's edge, generating waves. Moreover, when these changes are sufficiently large, the waves break, leading to the ejection of droplets.
The new findings could benefit processes such as fuel injectors and perfume sprays where droplet generation plays an important role.
The high-speed videos allowed the researchers, from Université de Liège and the Massachusetts Institute of Technology, to quantify how the droplets were formed, ejected, accelerated, and bounced on the surface of the fluid.
A similar phenomenon exists when rubbing the edge of a wine glass, which inspired the design of the glass harmonica by Benjamin Franklin. However, the Tibetan singing bowl is easier to excite than the wine glass, since its resonant frequency is much smaller.
In order to generate the waves and resultant droplets, a loudspeaker was set up adjacent to the bowls, which emitted sound at specific frequencies. Once the sound hit the resonant frequency of the bowla sound wave vibrating in phase with the natural vibration of the bowlthe waves would be generated.
A high speed camera was used to capture images of the droplets, from which measurements could be taken.
Senior author Professor John Bush said, "Although our system represents an example of fluid-solid interactions, it was motivated more by curiosity than engineering applications.
"We are satisfied with the results of our investigation, which we feel has elucidated the basic physics of the system. Nevertheless, one might find further surprises by changing the bowl or fluid properties."
(p)Link
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