ziemia
Autor: Knvul Sheikh | dodano: 2017-11-23
Aby serce nie zamarzło


























Długotrwała ekspozycja żywych tkanek na temperatury bliskie punktowi zamarzania wody może prowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń. Mikroskopijne kryształki lodu rozrywają na kawałki komórki i wychwytują wilgoć, sprawiając, że narządy od dawcy nie nadają się do przeszczepienia. Dlatego narządy można schładzać jedynie przez kilka godzin przed zabiegiem. Jednak grupa nowych, trwałych związków zapobiegających zamarzaniu – podobnych do substancji, jakie znaleziono u zwierząt wyjątkowo wytrzymałych na mróz – może przedłużyć trwałość narządów.

Naukowców z University of Warwick w Anglii zainspirowały białka niektórych gatunków, m.in. arktycznych ryb i żab leśnych, które nie pozwalają na zamarznięcie krwi, dzięki czemu zwierzęta te mogą dobrze funkcjonować w skrajnie niskich temperaturach. Wcześniejsze badania wykazały, że te naturalne cząsteczki zapobiegające zamarzaniu pozwalają konserwować serca szczurów w temperaturze od –1,3°C do 24 godzin. Jednak ekstrakcja tych białek jest kosztowna. Są one poza tym bardzo toksyczne dla niektórych gatunków. „Przez długi czas zakładano, że dla rozwiązania tego problemu będzie konieczne stworzenie białek syntetycznych o budowie identycznej jak białka zapobiegające zamarzaniu – mówi Matthew Gibson, chemik z Warwick, który był jednym z autorów tego nowego badania. – Jednak stwierdziliśmy, że można zaprojektować nowe cząsteczki, które będą działały tak, jak białka zapobiegające zamarzaniu, mimo że niekoniecznie wyglądają tak, jak one”.

Większość naturalnych cząsteczek zapobiegających zamarzaniu ma patchworkową budowę, z obszarami przyciągającymi lub odpychającymi wodę. Naukowcy nie wiedzą, w jaki dokładnie sposób utrudnia to powstawanie kryształków lodu. Gibson uważa jednak, że cząsteczki wody mogą być chaotycznie przyciągane i odpychane, co zapobiega ich zbijaniu się w lód. Chcąc odtworzyć ten mechanizm, przeprowadził wraz ze współpracownikami syntezę spiralnych cząsteczek, które w większości odpychały wodę, ale zawierały w swojej środkowej części atomy żelaza, które sprawiało, że były tam hydrofilowe. Powstałe w ten sposób związki, opisane w lipcu w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society, zaskakująco skutecznie zapobiegały powstawaniu kryształów lodu. Niektóre z nich były ponadto nietoksyczne dla nicienia Caenorhabditis elegans, co sugeruje, że mogą być bezpieczne dla innych zwierząt.

„To naprawdę niezwykłe cząsteczki, ponieważ nie są to białka – to cząsteczki innego rodzaju, które mimo to mogą odtworzyć przynajmniej częściowo działanie naturalnych białek zapobiegających zama­rzaniu” – mówi Clara do Amaral, biolog z Mount St. Joseph University, która nie brała udziału w tym badaniu. Cząsteczki zapobiegające zamarzaniu, stworzone przez Gibsona, będą jednak musiały jeszcze zostać przebadane w eksperymentach z udziałem ludzi i mogą stanowić tylko częściowe rozwiązanie. „Nie znamy jeszcze pełnego obrazu – dodaje do Amaral. – To, że organizmy odporne na mróz są w stanie przeżyć, nie wynika z jednego magicznego związku. To cały zestaw mechanizmów adaptacyjnych”.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 12/2017 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
08/2018
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Sierpień
15
W 1928 r. rosyjska astronom Piełagieja Szajn odkryła planetoidę Polonia.
Warto przeczytać
Od czasów bomby atomowej nie było technologii, która zaalarmowałaby wynalazców do tego stopnia, że zdecydowali się ostrzec świat przed jej wykorzystaniem. Nie było aż do wiosny 2015 roku, kiedy biolożka Jennifer Doudna wezwała do ogłoszenia światowego moratorium na stosowanie CRISPR, nowego narzędzia do edycji genów - rewolucyjnej technologii, którą sama pomagała stworzyć, umożliwiającej wprowadzanie dziedzicznych zmian w ludzkich zarodkach.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Knvul Sheikh | dodano: 2017-11-23
Aby serce nie zamarzło


























Długotrwała ekspozycja żywych tkanek na temperatury bliskie punktowi zamarzania wody może prowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń. Mikroskopijne kryształki lodu rozrywają na kawałki komórki i wychwytują wilgoć, sprawiając, że narządy od dawcy nie nadają się do przeszczepienia. Dlatego narządy można schładzać jedynie przez kilka godzin przed zabiegiem. Jednak grupa nowych, trwałych związków zapobiegających zamarzaniu – podobnych do substancji, jakie znaleziono u zwierząt wyjątkowo wytrzymałych na mróz – może przedłużyć trwałość narządów.

Naukowców z University of Warwick w Anglii zainspirowały białka niektórych gatunków, m.in. arktycznych ryb i żab leśnych, które nie pozwalają na zamarznięcie krwi, dzięki czemu zwierzęta te mogą dobrze funkcjonować w skrajnie niskich temperaturach. Wcześniejsze badania wykazały, że te naturalne cząsteczki zapobiegające zamarzaniu pozwalają konserwować serca szczurów w temperaturze od –1,3°C do 24 godzin. Jednak ekstrakcja tych białek jest kosztowna. Są one poza tym bardzo toksyczne dla niektórych gatunków. „Przez długi czas zakładano, że dla rozwiązania tego problemu będzie konieczne stworzenie białek syntetycznych o budowie identycznej jak białka zapobiegające zamarzaniu – mówi Matthew Gibson, chemik z Warwick, który był jednym z autorów tego nowego badania. – Jednak stwierdziliśmy, że można zaprojektować nowe cząsteczki, które będą działały tak, jak białka zapobiegające zamarzaniu, mimo że niekoniecznie wyglądają tak, jak one”.

Większość naturalnych cząsteczek zapobiegających zamarzaniu ma patchworkową budowę, z obszarami przyciągającymi lub odpychającymi wodę. Naukowcy nie wiedzą, w jaki dokładnie sposób utrudnia to powstawanie kryształków lodu. Gibson uważa jednak, że cząsteczki wody mogą być chaotycznie przyciągane i odpychane, co zapobiega ich zbijaniu się w lód. Chcąc odtworzyć ten mechanizm, przeprowadził wraz ze współpracownikami syntezę spiralnych cząsteczek, które w większości odpychały wodę, ale zawierały w swojej środkowej części atomy żelaza, które sprawiało, że były tam hydrofilowe. Powstałe w ten sposób związki, opisane w lipcu w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society, zaskakująco skutecznie zapobiegały powstawaniu kryształów lodu. Niektóre z nich były ponadto nietoksyczne dla nicienia Caenorhabditis elegans, co sugeruje, że mogą być bezpieczne dla innych zwierząt.

„To naprawdę niezwykłe cząsteczki, ponieważ nie są to białka – to cząsteczki innego rodzaju, które mimo to mogą odtworzyć przynajmniej częściowo działanie naturalnych białek zapobiegających zama­rzaniu” – mówi Clara do Amaral, biolog z Mount St. Joseph University, która nie brała udziału w tym badaniu. Cząsteczki zapobiegające zamarzaniu, stworzone przez Gibsona, będą jednak musiały jeszcze zostać przebadane w eksperymentach z udziałem ludzi i mogą stanowić tylko częściowe rozwiązanie. „Nie znamy jeszcze pełnego obrazu – dodaje do Amaral. – To, że organizmy odporne na mróz są w stanie przeżyć, nie wynika z jednego magicznego związku. To cały zestaw mechanizmów adaptacyjnych”.