Svijet je suočen s globalnom krizom antibiotika; sve je više i više otpornih sojeva bakterija, dok je stopa otkrivanja fundamentalno novih antibiotika daleko sporija. Ali razlog za nadu ipak postoji: čak 70% svih trenutno licenciranih antibiotika izvedeno je iz aktinobakterija u tlu, a većina okoliša na Zemlji još nije ispitana. Stoga ne čudi da se fokus potrage na aktinobakterije okreće drugim staništima.

Skandinavski istraživači okrenuli su se svom dvorištu i razvili novi skup metoda za probir antivirulentnog djelovanja nepoznatih spojeva bakterijskog podrijetla, a testirani spojevi izvedeni su iz aktinobakterija koje žive unutar beskralješnjaka u Arktičkom moru. Tako su pronašli i dva zanimljiva spoja s jakim antivirulentnim ili antibakterijskim učincima protiv enteropatogene E. coli. Rezultati istraživanja, objavljeni u časopisu Frontiers in Microbiology, pokazuju smisao istraživanja novih staništa u kojima će se pronaći antibakterijski lijekove kojima bi se riješiti trenutna globalna kriza s antibioticima.

"Napredni testovi probira mogu identificirati antivirulentne i antibakterijske metabolite iz ekstrakata aktinobakterija", objašnjavaju istraživači Sveučilišta u Helsinkiju čiji skup metoda može testirati učinak stotina nepoznatih spojeva istovremeno. Istraživanja se nastavljaju... 

'Bioračunala' od stanica ljudskog mozga dostupna za najam

Švicarska tehnološka tvrtka FinalSpark pokrenula je program koji znanstvenicima omogućuje pristup oblaku bioračunala napravljenih od stanica ljudskog mozga. Za 500 dolara mjesečno oni dobivaju pristup bioračunalima ili organoidima koji mogu trajati do 100 dana. 

FinalSpark je prethodno pokrenuo Neuroplatform, prvu svjetsku platformu za bio procesiranje. U ovom slučaju, organoidi ljudskog mozga specijalizirani su za računalne zadatke umjesto silicijskih čipova, a Neuroplatform može obraditi oko 16 moždanih organoida. 

Računalo na zračni pogon 

Istraživači Kalifornijskog sveučilišta u Riversideu razvili su računalo na zračni pogon koje otkriva i upozorava na otkazivanje medicinskih uređaja. To pojednostavljuje proces praćenja i eliminira potrebu za elektroničkim senzorima u uređajima koji sprečavaju pojavu krvnih ugrušaka i moždanih udara. Računalo, opisano u članku u časopisu Device, koristi razlike u tlaku zraka koji teče kroz 21 sićušni ventil za brojanje jedinica i nula. Otkrije li problem sa strojem za kompresiju koji napaja i nadzire elektronika, uređaj veličine kutije šibica rabi zrak i počinje zviždati upozoravajući na nedostatke.

Praćenje IPC uređaja samo je jedna od mogućnosti računalstva u zraku. Istraživači sad namjeravaju dizajnirati uređaj koji će eliminirati potrebu za kretanjem po žitu na vrhu visokih silosa. Roboti na zračni pogon zamijenili bi ljude i time, kažu, smanjili broj pogibija farmera koji sada stradavaju razgrćući žito u silosu.

DNK pohranjuje podatke i nudi računalne funkcije

DNK može biti koristan za dugotrajnu pohranu podataka, ali sve dosad bilo je teško razviti tehnologiju koja bi obuhvaćala cijeli niz operacija iz tradicionalnih elektroničkih uređaja: pohranu i premještanje podataka, sposobnost čitanja, brisanja, ponovnog pisanja, učitavanja ili izračunavanja specifičnih podatkovnih datoteka i radeći sve te stvari na programabilne i ponovljive načine. No, sad su istraživači Državnog sveučilišta Sjeverne Karoline i Sveučilišta Johnsa Hopkinsa demonstrirali tehnologiju sposobnu za pohranu podataka i niz računalnih funkcija, odnosno opetovanu pohranu, dohvaćanje, računanje, brisanje ili prepisivanje podataka, koja umjesto konvencionalne elektronike koristi DNK.

Prethodne tehnologije pohranjivanja DNK podataka i računalne tehnologije mogle su doduše izvršiti neke, ali ne i sve ove zadatke. Novu tehnologiju omogućili su novi meki polimerni materijali jedinstvene morfologije, takozvani dendrikoloidi koji se granaju i stvaraju nanoskalnu mrežu vlakana. Tako nastaje struktura velike površine koja omogućava pohranu DNK među nanofibrile bez žrtvovanja gustoće podataka, objašnjavaju istraživači u Nature Nanotechnology.

 "Podatke s tisuću prijenosnih računala mogli biste staviti u pohranu temeljenu na DNK veličine gumice za brisanje", kažu istraživači koji su pokazali da ova nova pohrana podataka i računalna tehnologija, nazivana "primordijalnom DNK pohranom i računalnim motorom" može riješiti jednostavne sudoku i šahovske probleme. A testiranje sugerira da bi mogao sigurno pohranjivati ​​podatke tisućama godina bez degradacije DNK.

Lijek koji zaustavlja migrenu prije glavobolje

Kad se uzme pri prvim znakovima migrene, prije nego što počne glavobolja, lijek zvan ubrogepant mogao bi biti učinkovit i pomoći osobama koje pate od migrene, tvrde njegovi tvorci s privatne medicinske škole Albert Einstein College of Medicine iz Bronxa.

Studija o ubrogepantu koji djeluje na protein koji ima ključnu ulogu u procesu migrene objavljena je u časopisu Neurology, a testiranja su pokazala kako lijek djeluje već dva sata nakon uzimanja i osobama s migrenom omogava da napade ublaže i zaustave u najranijoj fazi.

Univerzalno cjepivo protiv gripe

Istraživači Klinike u Clevelandu koju vodi Zagrepčanin Tom Mihaljević razvili su univerzalno cjepivo protiv gripe koje pokazuje snažne imunološke odgovore na životinjama, a uskoro se očekuju ispitivanja na ljudima. Ovo cjepivo potencijalno bi moglo zaštititi od različitih sojeva gripe tijekom više sezona pokazuju rezultati ispitivanja na glodavcima, objavljeni u Journal of Virology. 

Istraživači su cjepivo dizajnirali koristeći metodologiju računalno optimiziranih široko reaktivnih antigena zvanu COBRA. Analizirali su tisuće genetskih sekvenci patogenih sojeva gripe i identificirali osam proteina povezanih s održivim imunološkim odgovorom, uključujući proteine ​​iz H1 i H3 tipova virusa gripe, ali i proteine ​​iz H2, H5 i H7 sojeva protiv kojih većina ljudi nema antitijela. Ova metodologija nije ograničena samo na gripu jer bi se, kažu, mogla iskoristiti za analizu mRNA i drugih biomolekula ili za razvoj cjepiva protiv virusnih bolesti poput denge.

Jednostavan 'mozak' od gela uči igrati pong

Komadić prozirnog gela ne samo da može igrati videoigru Pong, već s vremenom to radi sve bolje. Kad se nizom elektroda spoji s prilagođenom verzijom igre, jednostavni polimerni hidrogel pokazuje jasno mjerljivo povećanje točnosti. Ovo otkriće pokazuje sposobnost pamćenja, čak i vrlo osnovnog materijala. Gel je, dakako, vrlo daleko od umjetnog mozga, ali njegova sposobnost sugerira neke zanimljive puteve daljnjeg istraživanja i razvoj.

"Naše istraživanje pokazuje da čak i vrlo jednostavni materijali mogu pokazivati ​​složena, prilagodljiva ponašanja koja se obično povezuju sa živim sustavima ili sofisticiranom umjetnom inteligencijom", objašnjavaju biomedicinari Sveučilišta Reading. Hidrogel se temelji na elektroaktivnom polimeru koji mijenja veličinu ili oblik kad se na njega primijeni električna struja, a obično se koristi za aktuatore i senzore kao svojevrsni umjetn mišić.

Istraživači su još prije dvije godine pokazali da kuglica ljudskih moždanih stanica u tanjuru može naučiti igrati Pong kad dobije povratnu informaciju no sad su pokazali da se slična sposobnost učenja može pokazati u nečemu daleko jednostavnijem od tkiva ljudskog mozga. Dapače, gelu je trebalo oko 20 minuta da dosegne vrhunsku razinu vještine igranja izvijestili su u časopisu Cell Reports Physical Science. "Ovo sjećanje dokaz je nove sposobnosti za koju materijal nije bio posebno dizajniran niti obučen. Ali to ne znači da je materijal osjećajan ili da se ponaša namjerno, nego da je zadržao dojam fizičkog utjecaja, poput kože na obrazu nakon ležanja na zgužvanom jastuku."

Robot pacijent trenira liječnike

Robotičari su svoje robote dosad naučili da rade razne stvari, a humanoidni robot Ria otišao je korak dalje pa obučava liječnike pretvarajući se da ima različite bolesti. Robota je razvila tvrtka Machani Robotics i nalazi se u učionici Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu. Može se programirati na sve vrste medicinskih tegoba i ne treba mu pauza pa ga se može koristiti bez prestanka. 

Dizajnirana primarno za interakciju čovjeka i stroja, Ria je, kažu, vrhunac razvoja računalnog vida, razgovora, generiranja glasa i prepoznavanja govora temeljenog na umjetnoj inteligenciji. Opremljena detekcijom zvuka od 360 stupnjeva, ima pojačan osjećaj slušne percepcije, što poboljšava njegovu sposobnost interakcije i učinkovitog reagiranja. Impresivna 32 stupnja slobode u licu i glavi omogućuju joj stvaranje više od 100 različitih izraza koji blisko oponašaju ljudske emocije i interakcije. 

Voda iz mjesečeve prašine

Rezultati istraživanja prijašnjih istraživanja Mjeseca, poput misija Apollo i Chang'e-5, otkrili su prisutnost vode na Mjesecu. Međutim, sadržaj vode u lunarnim mineralima je izuzetno nizak, u rasponu od 0,0001% do 0,02% što proizvodnju vode in situ čini nemogućom misijom. No, sad su istraživači Instituta za tehnologiju materijala i inženjerstvo Ningbo (NIMTE) Kineske akademije znanosti (CAS) razvili metodu za proizvodnju značajnih količina vode na Mjesecu reakcijom lunarnog regolita s vodikom. Ovaj inovativni proces mogao bi potencijalno proizvesti više od 50 kg vode iz tone Mjesečevog tla, utirući put održivom ljudskom životu i istraživačkim postajama na Mjesecu.

Gram rastaljenog lunarnog regolita može generirati od 51 do 76 mg vode. Drugim riječima, iz tone lunarnog regolita može se dobiti pedesetak litrenih boca pitke vode, dovoljno da se namire potrebe 50 stanovnika lunarne postaje, zaključak je studije u časopisu The Innovation. Takva se voda može koristiti i za piće i za navodnjavanje biljaka, a mogla bi se elektrokemijski razgraditi na vodik i kisik, pri čemu bi se vodik koristio za energiju, a kisik za disanje.

Krioprezervacija, kibernetika i bioimaging

Prilagodljivi sustav 3D ispisa, razvijen na Sveučilištu u Minnesoti, može identificirati položaje nasumično raspoređenih organizama i sigurno ih premjestiti na druge lokacije. Ova tehnologija, predstavljena u časopisu Advanced Science, istraživačima štedi vrijeme i novac u bio slikanju, kibernetici, krioprezervaciji i radu s uređajima koji integriraju žive organizme.  

"Sam pisač može djelovati kao čovjek, s tim da se pisač ponaša kao ruke, sustav strojnog vida kao oči, a računalo kao mozak. Pisač se može prilagoditi pokretnim ili mirnim organizmima i sastaviti ih u određeni niz ili uzorak", objašnjavaju istraživači. Ova bi tehnologija mogla povećati broj organizama obrađenih za krioprezervaciju, razvrstati žive organizme od preminulih, smjestiti organizme na zakrivljene površine i integrirati organizme s materijalima i uređajima u prilagodljive oblike. Također bi mogla postaviti temelje za stvaranje složenih rasporeda organizama kao što su hijerarhije superorganizama, organiziranih struktura u kolonijama insekata poput mrava i pčela te potaknuti autonomnu bioproizvodnju.

Nova EV baterija upija energiju iz okoliša

Južnokorejska tvrtka DEOGAM predstavila je revolucionarnu tehnologiju baterija koja bi mogla preoblikovati način proizvodnje električne energije. Nova baterijska tehnologija hvata i pretvara energiju okoline u upotrebljivu snagu i omogućuje uređajima da sami generiraju električnu energiju iz izvora poput svjetla, topline ili kretanja. U svojoj srži to je sustav za recikliranje električne energije putem fotonaponskih ćelija, 

U suradnji s korejskom automobilskom industrijom, DEOGAM testira bateriju u 500 taksija Hyundai Ioniq 5, a budu li rezultati zadovoljavajući, prvi električni automobili mogli bi ih koristiti već početkom sljedeće godine. Ova tehnologija mogla bi se primijeniti i u nosivim uređajima, pametnim telefonima i IoT uređajima. Pametni satovi mogli bi generirati energiju iz tjelesne topline i pokreta, a zasloni pametnih telefona mogli bi poslužiti kao solarni paneli.

Litij-ionske baterije na bazi mangana

Istraživači Nacionalnog sveučilišta u Yokohami razvili su održivu litij-ionsku bateriju koja koristi mangan. Studija, objavljena u časopisu ACS Central Science, ističe napredak u korištenju nanostrukturiranog LiMnO 2 s monoklinskom simetrijom za poboljšanje performansi i stabilnosti baterije bez tipičnog pada napona. Ova inovacija poboljšava mogućnosti brzog punjenja i rješava dugogodišnji problem otapanja mangana.

Rezultati obećavaju, no ostaje pitanje otapanja mangana zbog faznih promjena ili reakcija s kiselim otopinama. Srećom, to se može spriječiti ili potpuno ublažiti upotrebom visoko koncentrirane otopine elektrolita i litij fosfatnog premaza, kažu istraživači.

'Žele baterije' inspirirane električnim jeguljama

Nadahnuti električnim jeguljama koje svoj plijen omamljuju modificiranim mišićnim stanicama, takozvanim elektrocitima, istraživači Sveučilišta u Cambridgeu razvili su želatinasti materijal slojevite strukture sposoban za isporuku električne struje. Ove samoobnavljajuće žele baterije, opisane u časopisu Science Advances, mogu se rastegnuti više od deset puta u odnosu na svoju izvornu duljinu bez utjecaja na njihovu vodljivost – prvi put da su takva rastezljivost i vodljivost kombinirani u jednom materijalu.  

Ove baterije izrađene su od 3D mreže polimera koji sadrže više od 60% vode, a polimeri se drže zajedno reverzibilnim uključivanjem/isključivanjem interakcija koje kontroliraju mehanička svojstva želea. Mehanička svojstva hidrogela mogu se prilagoditi tako da odgovaraju ljudskom tkivu, a kako ne sadrže krute komponente kao što je metal, manje je vjerojatno da će ga tijelo odbaciti ili izazvati nakupljanje ožiljnog tkiva.

CRISPR i češnjak protiv od kravljeg nadimanja 

Istraživači Kalifornijskog sveučilišta u Davisu i Innovative Genomics Instituta provode višegodišnji eksperiment kako bi promijenili probavne procese u kravljim želucima. Krave znamo stvaraju značajne količine metana, snažnog stakleničkog plina koji pridonosi 30% globalnog zatopljenja. Konkretno, dvije krave godišnje iz organizma izbace metana koliko i jedan automobil pa ne čudi da su, prema podacima UN-ove Organizacije za hranu i poljoprivredu, upravo krave odgovorne za oko 4% globalnog zatopljenja. 

Kalifornijski istraživači koriste CRISPR tehnologiju za genetski modificiranje mikroba u želucima krava s ciljem smanjenja ili eliminacije ovih emisija. Pokazalo se da dodavanjem tvari poput morske trave, origana ili češnjaka u obroke krava emisija metana može smanjiti do 80%.
Znanstvenici žele tvoriti neku vrstu probiotičke pilule koja bi se kravama davala pri porodu i tako trajno promijenila njihov mikrobiom. Ovaj pristup temelji se na prijašnjim uspjesima u uređivanju gena, kao što je uzgoj goveda bez rogova. Probiotička pilula za smanjenje emisije metana iz krava također bi mogla povećati njihovu produktivnost; krave naime gube do 12% svoje energije podrigivanjem metana, a slične brojke vrijede i za ovce i koze.