פוטוסינתזה במעבדה, מזרק חדשני, כיבוש אמריקה, קבלת החלטות ואופטיקה מהפכנית: חדשות מדע לוהטות מהתנור על קצה המזלג
חוקרים מצליחים להגביר את היעילות של תהליך הפוטוסינתזה במעבדה, תוך שימוש בזרז מתכתי המונע תמותה של החיידקים הפוטוסינטטיים.
צמחים, אצות וחיידקים שעושים פוטוסינתזה ממירים את אנרגיית השמש לאנרגיה כימית, תוך שימוש במים ופחמן דו חמצני. חוקרים מנסים לייצר כבר עשרות שנים מערכות פוטוסינתזה מלאכותיות, כדי לייצר בעזרתן דלקים וחומרים אחרים. התהליך כולל בין השאר פירוק המים לחמצן ומימן. אטום חמצן חופשי הוא חומר רעיל מסוכן (רדיקל חופשי), ופעמים רבות הוא קוטל חיידקים שבהם נעשה שימוש בתהליך התעשייתי, וקוטע את התהליך.
חוקרים מאוניברסיטת הרוורד בארה"ב השתמשו בזרז המבוסס על המתכת קובלט, המייעל את התהליך ומונע הצטברות חמצן חופשי הפוגע בחיידקים. במאמר בכתב העת Science הם מדווחים כי שימוש בחיידקים עם מערכת המכונה "עלה מלאכותי", הניבה תהליך פוטוסינתטי יעיל יותר מאשר בטבע.
חוקרים זיהו גן שמשפיע על הסיכויים ללקות בטרשת נפוצה, מחלה אוטואימונית הגורמת לשיתוק, שעד היום לא יודעים את הגורמים לה.
חוקרים קנדים גילו לראשונה גורם תורשתי פוטנציאלי למחלת הטרשת הנפוצה, מחלה אוטואימונית הפוגעת במעטפת של תאי עצב וגורמת לשיתוק. במחקר שהתפרסם בכתב העת Neuron, מדווחים החוקרים על מוטציה בגן NR1H3 המקודד לחלבון בקרתי המעורב בתהליכים דלקתיים בתאי דם לבנים מסוג מאקרופאג'ים. במחקר אתרו החוקרים משפחה עם אחוזים גבוהים יחסית של תחלואה בטרשת נפוצה וזיהו אצלם את הנשאות למוטציה. לאחר מכן הם זיהו את הנשאות לאותה המוטציה אצל חולי טרשת נפוצה במשפחה אחרת בה אחוז התחלואה היה גבוה יחסית. מדובר במקרה ראשון בו מזהים גן האחראי למחלה, וגם אם לא מדובר בגורם יחיד זהו פתח להבנה טובה יותר מה גורם למחלה.
הרגלי החיזור של עכבישים מתהפכים בעקבות תופעת הקניבליזם המיני, בו הנקבה טורפת את הזכר לאחר הזדווגות.
עבור מרבית מיני בעלי החיים, הדרך המקובלת בנוגע להזדווגות והקמת דור הצאצאים הבא, היא בחירת בן הזוג על ידי הנקבה. הסיבה לכך היא שהיחס בין מספר הביציות המוגבל של הנקבות בהשוואה לכמות הזרע הגבוהה של הזכרים הוא גורם מגביל להעמדת צאצאים במרבית המקרים. לכן, הזכרים מרוויחים מהפריה עם כמה שיותר נקבות במקביל ואילו הנקבות צריכות לבחור בקפידה את בן זוגן מכיוון שכל ביצית וביצית חשובה. במחקר שפרסמו חוקרים מאוניברסיטת בן גוריון, בדקו החוקרים את הרגלי הרבייה במין עכבישים אשר קיימת בו תופעת הקניבליזם המיני. החוקרים מדווחים על היפוך מיני: הזכרים, הם אלו שבוחרים את הנקבה להזדווג עמה. תופעה בה הנקבה אוכלת את בן הזוג שלה לאחר ההזדווגות, מצמצת את כמות הזרע הזמינה באוכלוסייה ומטה את המאזניים לכיוון ההפוך. כתוצאה מכך, הזכר - הוא זה שצריך לבחור בקפידה את מי להפרות, ולמעשה וכך מתהפכות היוצרות. חקר התופעה של היפוך תפקידים מיני וההתפתחות שלה, בעלי חשיבות ביולוגית מאחר שהתהליך משפיע על המגוון הגנטי ועל האבולוציה של המין כולו.
100 לוויינים זעירים ישוגרו מתחנת החלל הבינלאומית במטרה לחקור תופעות פיזיקליות בחלל
לוויינים זעירים הם כבר עניין שגרתי למדי. רק בשנה האחרונה שוגרו לחלל יותר מ-100 לוויינים שגודלם כקובייה הונגרית. ניסוי חדש עומד לבחון את ההיתכנות של לוויינים קטנים עוד יותר – Satellite on chip – לוויין על שבב, או פשוט "שבביין". הלוויינים האלה אינם אלא שבב שטוח, הדומה לכרטיס זיכרון של מצלמה. רוחבו 3.2 ס"מ, והוא נושא משדר רדיו ואנטנה, ומצופה בלוח סולארי זעיר לייצור חשמל. מנוע זעיר מאפשר להם לשנות את מידת הפניה לכיוון השמש, וכך לשלוט מעט על מעופם. אף על פי שאינם יכולים לשאת מכשור מדעי של ממש, השבביינים יכולים לשמש בחקר תופעות כמו שדות מגנטיים או פיזור רסיסים בחלל. בעתיד הקרוב אמור מתקן פיזור הנושא כמאה שבביינים כאלה להישלח לתחנת החלל הבינ"ל, ומשם הוא ישוגר לחלל ויפזר אותם. ניסיון דומה לפני כשנתיים נכשל עקב תקלה במתקן הפיזור, והוא נשרף באטמוספרה עם כל הלוויינים הזעירים שנשא.
מזרק מהפכני מציל פצוע ראשון
האקס-סטאט (XStat) הוא מזרק גדול במיוחד (כ-2.5 ס"מ קוטרו), שבתוכו טבליות קטנות עשויות צלולוז, מצופות בחומר המעודד קרישה. זה אולי לא נראה מרשים במיוחד, אבל הפטנט, שפותח ע"י RevMedx Inc ב-2014, רשם עכשיו את ההצלחה הראשונה שלו. רופאים של צבא ארה"ב השתמשו בו כדי לעצור דימום ברגלו של חייל לאחר שנורה, ושיטות אחרות לעצירת הדימום נכשלו. החידוש בשיטה זו היא ההזרקה של הטבליות לתוך הפצע, שם הם מתנפחות בתוך 20 שניות ומפעילות שם לחץ על העורקים. הטבליות יכולות לעצור את הדימום לכמה שעות, שהם לרוב מספיק זמן בכדי להביא את הפצוע לבית חולים. בתוך כל טבליה מצויים חוטים הנראים בברור בקרני רנטגן, כדי שהמנתח בבית החולים יוכל לבדוק שאף אחת מהן לא נשארה בפצע לאחר הניתוח.
לידיעה המקורית
ה-DNA של מאובני ביזונים מגלה כי בני האדם הראשונים הגיעו לאמריקה בסירות, עוד בטרם עשו זאת דרך היבשה במיצר ברינג
מחקר חדש על מאובני ביזון שופך אור על הדרך שבני האדם הראשונים מאסיה לאמריקה. בתקופת הקרח, מערב קנדה היה מכוסה בקרחוני ענק. בשלב כלשהו, נוצר מסדרון נקי מקרח שהוביל מברינגיה (הגשר היבשתי בין סיביר לאלסקה, המופרדות היום במיצב ברינג) אל החלקים הדרומיים יותר של אמריקה הצפונית. אפשר לתארך את התקופה של פתיחת המעבר הזה לפי תנועת הביזונים, שהקרחונים הפרידו לאוכלוסייה צפונית ואוכלוסייה דרומית. חוקרים מאוניברסיטאות בקנדה ובארה"ב גילו בבדיקות DNA של מאובני ביזונים כי האוכלוסיות החלו להתערבב לפני כ-13,000 שנה. התיישבות האדם באמריקה הצפונית החלה כאלף או אלפיים שנה קודם לכן, ככל הנראה עוד לפני פתיחת המסדרון. המחקר מחזק את ההשערה שבני האדם הראשונים הגיעו לאזור שהוא היום ארה"ב בעזרת סירות, ורק לאחר מכן דרך היבשה.
מחקר חדש על מנגנוני ההגנה של דגי חשמל, מראה כי הם מעדיפים לחשמל בעלי חיים מחוץ למים במקום להימלט.
לפני כ-200 שנה דיווח מגלה הארצות אלכסנדר פון הומבולדט כי דג חשמל זינק מחוץ למים וחישמל בעל חיים. חוקרים רבים הטילו ספק בכך, אך מחקר חדש פותר את התעלומה ומאשש את הדיווח של החוקר הגרמני. לדג החשמל מנגנון הגנה ייחודי, המאפשר לו לשחרר זרמים חשמליים שיכולים להגיע למתח של יותר מ-200 וולט. החוקרים ראו כי בעת סכנה, במקום להימלט, הדג מוציא את ראשו מהמים, נצמד אל התוקף ומשחרר סדרה של מכות חשמל חזקות. החוקרים השתמשו בעצם מוליך בצורת יד אדם או ראש תנין, וחיברו נורות לד שנדלקו בתגובה לזרם חשמלי, והראו כי הדג אכן מחשמל בעלי חיים מחוץ למים כשהוא מאויים. הם שמו לב שהוא עושה זאת יותר במים רדודים, ככל הנראה משום שחשו שהם "נדחקים לפינה". אמנם מכות החשמל אינן חזקות די הצורך לנטרל טורף יבשתי גדול שרוב גופו מחוץ למים, אבל הן מספיקות בשביל לתת לו אזהרה כואבת.
חוקרים מדדו פעילות מוחית של חלזונות וגילו שהם משתמשים בשני תאי מוח שונים לקבלת החלטות מורכבות
לפעמים לא צריך מיליארדי תאי מוח כדי לקבל החלטות. לפחות אצל מין מסויים של חלזונות מים מתוקים, שני תאים בלבד עושים את העבודה. חוקרים מאוניברסיטת סאסקס מדדו באמצעות אלקטרודות את פעילותם של תאי עצב ב"מוח" של החלזונות מהסוג Lymnaea, בעת שהם חיפשו את מזונם – חסה. הם גילו כי שני תאים בלבד משמשים לקבלת החלטות בשעת שיחור מזון: אחד מדווח אם יש מזון, והשני מדווח על מידת הרעב של החילזון. המערכת הפשוטה הזו מאפשרת לחלזונות לחסוך אנרגיה. כשהיא מזהה שאין מזון באזור, היא מפחיתה את פעילותם של שרירים מסוימים ותאי עצב שונים המעורבים באכילה. לדעת החוקרים התגלית תאפשר לתכנן "מוחות רובוטיים" יעילים המבוססים על מספר מינימלי של רכיבים לביצוע מטלות מורכבות.
מחקר חדש חושף חלבון של מערכת החיסון כחלק ממנגנון הגנה טבעי של הגוף מפני נגיף הזיקה.
חוקרים מאוניברסיטת מסצ'וסטס בארה"ב הראו כי חלבון של מערכת החיסון מעורב במניעת התפשטות נגיף הזיקה בגוף, ואף בהגנה על התאים מפניו. החלבון, IFITM3, ידוע כפעיל נגד נגיפים דומים – קדחת הנילוס המערבי וקדחת דנגי. במחקר החדש החוקרים הראו שהוא מונע את כניסת נגיף הזיקה לתאי אדם, וגם את מות התאים שהנגיף כבר חדר אליהם. מוות של תאי מוח בשל הדבקה הנגיף שהוא כנראה הגורם להשלכות הקשות ביותר, מיקרוצפליה ומומים מולדים אחרים. מידע על המנגנונים שבעזרתם מערכת החיסון נלחמת בנגיף, יוכל לסייע לחוקרים לפתח טיפולים חדשים. זה עוד כיוון במאמץ העולמי למיגור נגיף הזיקה – לצד פיתוח חיסונים, הדברה של היתושים הנושאים את הנגיף ועוד.
חוקרים מהרווארד פיתחו סוג חדש של עדשות זעירות באמצעות ננו-טכנולוגיה מתקדמת
מטא-עדשות הן לוחיות קוורץ בגודל מילימטרים אחדים ובעובי דק משערה. על הלוחיות מסודרים מעין ננו-עמודים בתבנית המאפשרת לכלוא את האור ולמקד אותו ביעילות רבה יותר משל עדשות אופטיות רגילות, הממקדות את האור בזכות הקימור שלהן. במאמר בכתב העת Science החוקרים מדווחים כי המטא-העדשות סיפקו תמונות חדות יותר מאלה שצולמו במיקרוסקופ אור רגיל. החוקרים מהרווארד גם מעריכים שהעדשות החדשות יהיו זולות יחסית, והשילוב בין הגודל הזעיר לעלויות הנמוכות יאפשר לשלבן במכשירים אלקטרוניים רבים, כמו טלפונים חכמים.
