openscience

Ένας ταχύτερος και φθηνότερος τρόπος ελέγχου για τον ιό HIV φαντάζει πάντα συναρπαστικός, αλλά όταν το τεστ δημιουργείται από μια 15χρονη μαθήτρια λυκείου…ε, τότε αξίζει να ασχολείται όλος ο κόσμος με αυτό!

Η πλειοψηφία των μολύνσεων από HIV συμβαίνει σε περιοχές, όπου η πρόσβαση σε ιατρικά εργαστήρια είναι δύσκολη ή καλύτερα…ελάχιστη. Η άμεση διάγνωση δεν περιορίζει μόνο τις πιθανότητες ένας ασθενής να μολύνει κατά λάθος τους μελλοντικούς του συντρόφους, αλλά υπάρχουν και αυξανόμενες ενδείξεις ότι η αντιρετροϊκή θεραπεία μπορεί να είναι πολύ πιο αποτελεσματική, αν εφαρμοστεί αμέσως μετά τη μόλυνση.

Η Nicole Ticea είναι μια μαθήτρια στο σχολείο θηλέων York House στο Βανκούβερ. Στα πλαίσια προγράμματος συνεργασίας με το Πανεπιστήμιο Simon Fraser, ανέπτυξε ένα τεστ χρησιμοποιώντας ισοθερμική ενίσχυση νουκλεϊκών οξέων. Αυτό επιτρέπει στους χρήστες να τοποθετήσουν μια σταγόνα αίματος σε ένα τσιπ, για να λάβουν μια σχεδόν στιγμιαία απόκριση εάν έχουν μολυνθεί, μια διαδικασία λίγο μόνο δυσκολότερη από ό,τι ένα τεστ εγκυμοσύνης.

Το τεστ απέχει ακόμα πολύ από την ευρεία χρήση, με την αξιοπιστία του να χρειάζεται να περάσει πολύ πιο αυστηρό έλεγχο, προτού γίνει λόγος για διάθεση στο εμπόριο. Υφίστανται πολλαπλοί μηχανισμοί ελέγχου του HIV, αλλά κανείς δεν θεωρείται τέλειος, γεγονός που συνεπάγεται τον εκτεταμένο συνδυασμό δύο μηχανισμών δοκιμής με στόχο την ελαχιστοποίηση του κινδύνου για ψευδή αποτελέσματα. Στο πλαίσιο αυτό, το έργο της Ticea θα μπορούσε να βρει εύκολα μια θέση.

Η Ticea χρησιμοποίησε τεχνικές που είχαν επιτυχία στον εντοπισμό άλλων ιογενών λοιμώξεων και τις εφάρμοσε στον ιό HIV για πρώτη φορά. Αντί να ψάχνει για αντισώματα του HIV, όπως κάνει η πλειοψηφία των υφισταμένων τεστ, η Ticea ενισχύει τον ίδιο τον ιό. Αυτό αφαιρεί το παράθυρο κατά τη διάρκεια του οποίου οι άνθρωποι μολύνονται, αλλά εξακολουθούν να εμφανίζονται ως αρνητικοί στα τεστ αντισωμάτων, επειδή το ανοσοποιητικό σύστημα δεν έχει ακόμη προετοιμάσει την απόκρισή του. Τα υπάρχοντα τεστ ενίσχυσης για τον ιό HIV είναι ακριβά και χρονοβόρα.

Το τεστ της Ticea κέρδισε την πρώτη θέση στο British Columbia 2014 Regional Sanofi BioGENEius Challenge, ένα διαγωνισμό παραγωγής εργασιών βιοτεχνολογίας για μαθητές λυκείου. Οι συμμετοχές κρίνονται με βάση ένα συνδυασμό πρωτοτυπίας και επιστημονικής αξίας (30%), την εκτέλεση (30%) και την ικανότητα των μαθητών να επικοινωνήσουν το έργο τους (40%). Ως μέρος του διαγωνισμού, οι μαθητές με κατάλληλες ιδέες συνεργάζονται με προσωπικό και φοιτητές πανεπιστημίων, στην περίπτωση της Ticea με τον Επίκουρο Καθηγητή Mark Brockman και τον τελειόφοιτο Gursev Anmole, οι οποίοι παρέχουν συμβουλές και βοηθούν τους μαθητές να βελτιώσουν την εργασία τους.

Ο Anmole δήλωσε ότι η συνεργασία ήταν αμφίδρομη: "Αυτό που κατάφερε η Nicole μού έδωσε μια μεγαλύτερη εικόνα για τη δική μου δουλειά, η οποία περιλαμβάνει την ανάλυση των υποδοχέων των κυττάρων Τ που ελέγχουν την ανοσία, ώστε να δούμε πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ενός εμβολίου κατά του HIV".

"Το να είμαι στο εργαστήριο, πραγματικά ενίσχυσε αυτά που ήδη γνώριζα", αναφέρει η Ticea. "Η επιστημονική έρευνα περιλαμβάνει αφοσίωση, αποφασιστικότητα, πολλές ώρες και μια βαθιά ριζωμένη αγάπη για το πεδίο, η οποία κάνει τις θυσίες να αξίζουν τον κόπο". Παρ'όλα αυτά, κατάφερε να προλαβαίνει τα μαθήματα και τις εξωσχολικές της δραστηριότητες, ενώ ανέπτυσσε παράλληλα το τεστ από τον περασμένο Οκτώβριο που ξεκίνησε την έρευνα.

Ενώ η εργασία της Ticea θα μπορούσε να αποδειχθεί επαναστατική, οι λοιπές 15 συμμετοχές από την επαρχία της, δίνουν μια ιδέα για το πόσο επιστημονικό ταλέντο κυοφορείται στα λύκεια. Η εργασία της νικήτριας του δευτέρου βραβείου Lena Choi είχε τίτλο: "Ένζυμα εναντίον Χημικών: Αξιοποιώντας την εξειδίκευση για την αύξηση της απόδοσης της παραγωγής διαλυτού πολτού".

Οι Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούν περίπου 50 δισεκατομμύρια πλαστικά μπουκάλια νερού κάθε χρόνο, τα οποία απαιτούν 17 εκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου για την κατασκευή τους. Δυστυχώς, στο τέλος, θα ανακυκλωθεί λιγότερο από το ένα τέταρτο των πλαστικών. Αν δεν θέλετε να κουβαλάτε μπουκάλια νερό όταν ικανοποιείτε τη δίψα σας, γιατί να μην δημιουργήσετε ένα μπουκάλι, το οποίο μπορείτε να…φάτε;

Ο Yuka Yoneda από το Inhabitat κάνει μια επίδειξη για το πώς να το κάνετε, χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται σφαιροποίηση, η οποία δημιουργεί ένα υγρό με μια μαλακή μεμβράνη που μπορείτε να φάτε. Η διαδικασία αυτή συνδυάζει πόσιμο νερό με αλγινικό νάτριο, το οποίο προέρχεται από τα καφέ φύκια. Μετά από την ανάμειξη αυτών των δύο, βάζετε μερικές κουταλιές σε λουτρό γαλακτικού ασβεστίου, το οποίο είναι ένα άλας που μπορεί να βρεθεί σε πολλά υλικά, όπως το μπέικιν πάουντερ, τα αντιόξινα σκευάσματα και το τυρί. Μέσα από το λουτρό, μια ζελατινώδης μεμβράνη αρχίζει να σχηματίζεται, αλλά το νερό παραμένει υγρό στο εσωτερικό. Το αποτέλεσμα είναι ένα δροσιστικό νεροποτό που δεν χρειάζεται να περιέχεται σε ξεχωριστό δοχείο, όπως ένα μπουκάλι ή μια κούπα.

Εάν θέλετε να πειραματιστείτε και με άλλα υγρά, δείτε τη λίστα με συνταγές εδώ.

Ένα νέο σημείο καμπής έχει προσδιοριστεί για το κλίμα. Ένα σχετικά μικρό παγωμένο σώμα συγκρατεί σαν πώμα, ένα τεράστιο όγκο πάγου στην Ανατολική Ανταρκτική. Αν και θα χρειάζονταν χιλιετίες για να γίνουν εμφανή τα πλήρη αποτελέσματα, η τήξη αυτού του εμποδίου από μόνη της θα οδηγούσε στην άνοδο της στάθμης των ωκεανών παγκοσμίως κατά 3-4 m.

"Η λεκάνη Wilkes στην Ανατολική Ανταρκτική είναι σαν ένα μπουκάλι σε κλίση", λέει ο επικεφαλής συντάκτης της μελέτης Matthias Mengel, ένας διδακτορικός φοιτητής στο Ινστιτούτο για την Έρευνα των Κλιματικών Επιπτώσεων στο Potsdam και συμπληρώνει: "Αν του βγάλεις το καπάκι, θα αδειάσει". Ωστόσο, η παρομοίωση μπορεί να δημιουργήσει μια ελαφρώς παραπλανητική εντύπωση. Το πέτρωμα στο μεγαλύτερο μέρος της λεκάνης είναι σταθερό κάτω από τη στάθμη της θάλασσας, γεγονός που αποκρύπτεται από το πάχος του υπερκείμενου στρώματος πάγου. Οι πρόσφατες προσπάθειες να χαρτογραφηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια η τοπογραφία της Ανταρκτικής, προσέφεραν νέες ευκαιρίες να δούμε πώς θα επηρεάσει η κλιματική αλλαγή λεκάνες σαν αυτή.

Η μεγαλύτερη ποσότητα νερού του κόσμου υπό μορφή πάγου βρίσκεται στην Ανατολική Ανταρκτική. Ενώ η Γροιλανδία περιέχει αρκετό πάγο για να αυξήσει την παγκόσμια στάθμη της θάλασσας πάνω από 7 m και η Δυτική Ανταρκτική ελαφρώς λιγότερο, η αύξηση αυτή θα φτάσει τα 55 m στην περίπτωση της Ανατολικής Ανταρκτικής.

Η υποπαγετώδης λεκάνη Wilkes βρίσκεται νότια της Τασμανίας και οριοθετείται στα δυτικά από τα όρη Prince Albert. Αν και περιέχει λιγότερο από 10% του πάγου της Ανατολικής Ανταρκτικής, ο Mengel αποκαλύπτει στο περιοδικό Nature Climate Change ότι είναι ασυνήθιστα ευάλωτη.

"Μέχρι πρόσφατα, μόνο η Δυτική Ανταρκτική θεωρούνταν ασταθής, αλλά τώρα ξέρουμε ότι το δέκα φορές μεγαλύτερο αντίστοιχό της στην Ανατολή θα μπορούσε επίσης να κινδυνεύει", λέει ο καθηγητής Anders Levermann, ο επιβλέπων του Mengel. Η τελευταία έκθεση του IPCC προβλέπει ότι μόλις τα 16 cm της ανόδου της στάθμης της θάλασσας, η οποία θα λάβει χώρα αυτόν τον αιώνα, θα έρθουν από την Ανταρκτική, αλλά ο Levermann αναφέρει πως: "Εάν το ήμισυ εκείνης της απώλειας πάγου συνέβαινε στην περιοχή του πώματος πάγου, τότε θα ξεκινούσε η εκφόρτιση. Πιθανόν υπερεκτιμήσαμε τη σταθερότητα της Ανατολικής Ανταρκτικής έως τώρα".

Οι θερμοκρασίες του αέρα σε αυτό το τμήμα της Ανταρκτικής σπάνια ξεπερνούν το μηδέν. Ωστόσο, όταν τα νερά στα ανοικτά των ακτών ζεσταθούν, μπορούν να λιώσουν τον πάγο με τον οποίο βρίσκονται σε επαφή. Επί του παρόντος, ο πάγος σε επαφή με τον ωκεανό κάθεται σε μια ράχη. Εάν η γραμμή, όπου συναντώνται πάγος και νερό, υποχωρήσει, θα εκτεθεί στη θάλασσα περισσότερος πάγος, επιταχύνοντας το ρυθμό τήξης, έτσι ώστε γρήγορα να ξεκινήσει ένας φαύλος κύκλος.

Κατά μία έννοια αυτό είναι μια πολύ μακροπρόθεσμη απειλή. Οι προσομοιώσεις των Mengel και Livermann δείχνουν ότι θα χρειαστούν 5-10.000 χρόνια για να λιώσει ολόκληρη η περιοχή και η επίδραση στη στάθμη της θάλασσας τους δύο επόμενους αιώνες θα είναι ήσσονος σημασίας σε σχέση με τη θερμική διαστολή και άλλη τήξη. Ωστόσο, αν η διαδικασία ξεκινήσει, θα ήταν σχεδόν αδύνατο να αντιστραφεί, ακόμα και αν θέσουμε το παγκόσμιο κλίμα υπό έλεγχο.

"Αυτό είναι το βασικό πρόβλημα εδώ", λέει o Mengel. "Eκπέμποντας όλο και περισσότερα αέρια του θερμοκηπίου, θα μπορούσαμε να προκαλέσουμε τώρα αντιδράσεις που δεν θα είμαστε σε θέση να σταματήσουμε στο μέλλον". Έτσι, ακόμη και αν ο πληθυσμός του 22ου αιώνα παύσει όλες τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και αφαιρέσει ό,τι υπάρχει στην ατμόσφαιρα, ίσως θα υπάρχει ακόμη η ανάγκη να εγκαταλείψει τις χαμηλού υψομέτρου πόλεις, όπως η Νέα Υόρκη, το Τόκυο και η Σαγκάη εν όψει της ανόδου των υδάτων.

Αν αυτό δεν είναι ήδη ένας φοβερός εφιάλτης, ας σημειωθεί πως υπάρχουν αρκετές επίσης λεκάνες στην Ανατολική Ανταρκτική με παρόμοια τοπογραφία που δεν έχουν ακόμη μελετηθεί σε τέτοιο βαθμό, παρόλο που καμιά δεν έχει τόσο πολύ πάγο όσο η Wilkes. Το περισσότερο από το μητρικό πέτρωμα της Δυτικής Ανταρκτικής είναι ομοίως κάτω από το επίπεδο της θάλασσας, συμπεριλαμβανομένου του παγετώνα Pine Island, από τον οποίον αποκολλήθηκε ένα γιγάντιο παγόβουνο πριν δύο μήνες.

"Η ζωή κινείται πολύ γρήγορα. Αν δεν σταματάς να κοιτάς και γύρω σου κάποιες στιγμές, μπορεί να τη χάσεις". Τάδε έφη Ferris Bueller.

Είναι ίσως κλισέ σε αυτό το σημείο να αναφερθεί ότι ο κόσμος φαίνεται να γίνεται πιο τρελός / πιο γρήγορος / πιο αγχωτικός. Το άγχος μπορεί να εκδηλωθεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, όπως η παχυσαρκία, η εξάρτηση από ουσίες και η κατάθλιψη. Μια νέα μελέτη με επικεφαλής τον Ronald Duman του Πανεπιστημίου Yale ανακάλυψε τον τρόπο με τον οποίο ένα συγκεκριμένο γονίδιο ρυθμίζει το πώς ο εγκέφαλος αντιδρά σε στρεσογόνους παράγοντες. Η ικανότητα ρύθμισης της έκφρασης αυτού του γονιδίου θα μπορούσε να μας προστατεύσει ενάντια στη βλάβη των νευρώνων.

Η κατάθλιψη είναι κάτι πολύ περισσότερο από το να αισθάνεται κανείς "πεσμένος". Μπορεί ουσιαστικά να προκαλέσει αλλαγές στον εγκέφαλο με την πάροδο του χρόνου. Η μείζονα καταθλιπτική διαταραχή (MDD) και το άγχος έχουν συσχετιστεί με την ατροφία των νευρώνων. Το στρες πιστεύεται ότι αυξάνει την έκφραση του γονιδίου REDD1, το οποίο με τη σειρά του αναστέλλει το γονίδιο mTORC1. Ο ρόλος του mTORC1 είναι να ρυθμίζει τη σύνθεση πρωτεϊνών με βάση τα θρεπτικά συστατικά και την ενέργεια. Τα αυξημένα επίπεδα REDD1, όπως έχει δειχθεί, μειώνουν τις συνδέσεις των συνάψεων στον εγκέφαλο, κάτι που μπορεί να επιφέρει συμπτώματα κατάθλιψης.

Έτσι, οι ερευνητές εξάλειψαν το γονίδιο REDD1 από ποντίκια και τα εξέθεσαν σε στρεσογόνες καταστάσεις. Διαπίστωσαν λοιπόν ότι οι ποντικοί διατήρησαν τις συναπτικές τους συνδέσεις, οι οποίες έμοιαζαν περισσότερο με κείνες της ομάδας ελέγχου που δεν είχε εκτεθεί σε στρες παρά με της ομάδας άγριου τύπου που υπέστη βλάβη από παρατεταμένο στρες. Τα ποντίκια χωρίς το γονίδιο REDD1 ήταν σε θέση να εκτίθενται σε στρες χωρίς να δείχνουν σημάδια νευρωνικής βλάβης. Χωρίς το REDD1, η πορεία του mTORC1 δεν ανεστάλη. Άλλοι ποντικοί παρουσίαζαν υπερέκφραση του REDD1, η οποία οδηγούσε σε μεγαλύτερο κίνδυνο για συμπτώματα κατάθλιψης και απώλεια περισσότερων συναπτικών συνδέσεων.

Η κεταμίνη είναι ένα φάρμακο με ευρεία ποικιλία φαρμακευτικών χρήσεων, συμπεριλαμβανομένης της επιτυχίας της ως αντι-καταθλιπτικό. Σε κατάλληλες δόσεις, μπορεί ουσιαστικά να ενεργοποιήσει το μονοπάτι του mTORC1. Αυτό επιτρέπει στο mTORC1 να παράξει τις πρωτεΐνες που απαιτούνται για την αποκατάσταση των χαμένων συναπτικών συνδέσεων. Καθώς η νευρωνική βλάβη αναστρέφεται, τα συμπτώματα της κατάθλιψης αρχίζουν να υποχωρούν.

Επί του παρόντος, υπάρχουν αγωγές για την κατάθλιψη βασισμένες στην κεταμίνη, οι οποίες εφαρμόζονται σε κλινικές δοκιμές με ανθρώπους. Η σύνδεση που πρότεινε η ομάδα του Duman μεταξύ των γονιδίων REDD1 και mTORC1 θα μπορούσε να δώσει στους σχεδιαστές φαρμάκων μια άλλη οδό μοριακής στόχευσης. Δεδομένου ότι ποσοστό 17% των Αμερικανών ενηλίκων παρουσιάζουν μείζονα καταθλιπτική διαταραχή, μια θεραπεία με βάση την προσέγγιση αυτή, δεν θα μπορούσε απλά να ανακουφίσει τα συμπτώματα της κατάθλιψης, αλλά στην πραγματικότητα να αναστρέψει την ίδια τη βλάβη.

Ο ευφυής σχεδιασμός δε μπορεί να διδαχθεί ως μια επιστημονικά ορθή θεωρία σε κανένα δημόσιο σχολείο ή ακαδημία στη Βρετανία, σύμφωνα με διάταγμα του Βρετανικού Υπουργείου Παιδείας. Το διάταγμα, που εκδόθηκε στις 9 Ιουνίου, καθορίζει την έννοια του ευφυούς σχεδιασμού, αναφέρει ότι είναι μια μειοψηφική άποψη στο πλαίσιο της Αγγλικής και της Καθολικής Εκκλησίας και προσθέτει ότι «η απαίτηση ότι κάθε ακαδημία και δημόσιο σχολείο πρέπει να παρέχει ένα ευρύ και ισορροπημένο πρόγραμμα σπουδών αποτρέπει τη διδασκαλία του δημιουργισμού ως μια θεωρία που βασίζεται σε επιστημονικές ενδείξεις».

Το διάταγμα αυτό έρχεται σαν αποτέλεσμα μιας μακρόχρονης εκστρατείας ανθρωπιστικών οργανώσεων που αρχικά πέτυχαν την απαγόρευση στα δημόσια σχολεία που θα αρχίσουν να λειτουργούν στις επόμενες σχολικές χρονιές, ενώ η απαγόρευση στα ήδη ανοικτά σχολεία είναι κάτι πρωτόγνωρο. Σύμφωνα με τον Pavan Dhaliwal, υπεύθυνο δημοσίων σχέσεων της British Humanist Association, «σε συνδυασμό με την επιβολή ενός ενιαίου προγράμματος σπουδών σε όλα τα σχολεία, το οποίο από το Σεπτέμβρη περιλαμβάνει ένα μάθημα για την εξέλιξη από το επίπεδο του Δημοτικού σχολείου, οι στόχοι της εκστρατείας έχουν μάλλον επιτευχθεί». Η απόφαση του Υπουργείου ακολουθεί την αναταραχή που προκλήθηκε πριν λίγες μέρες από μια προσπάθεια που ονομάστηκε «Δούρειος Ίππος» ώστε να εισαχθούν εξαιρετικά συντηρητικές Μουσουλμανικές πρακτικές σε σχολεία στο Μπέρμινχαμ.

Σύμφωνα με το διάταγμα, «τα άρθρα 2.43 και 2.44 της συμφωνίας χρηματοδότησης... ρητά απαιτούν τη διδασκαλία της εξέλιξης στους μαθητές και αποτρέπουν τα σχολεία από το να διδάσκουν το ‘δημιουργισμό’ σαν επιστημονική αλήθεια». Πιο κάτω, το διάταγμα αναφέρει ότι ο δημιουργισμός καλύπτει οποιαδήποτε θεωρία περιγράφει ότι οι φυσικές βιολογικές διεργασίες δε μπορούν να εξηγήσουν την ιστορία, ποικιλότητα και πολυπλοκότητα της ζωής στη Γη, απορρίπτοντας έτσι την επιστημονική θεωρία της εξέλιξης, παρά τα σημαντικά ευρήματα της επιστημονικής κοινότητας – οι θεωρίες αυτές δεν εφαρμόζουν με ακρίβεια και συνέπεια την επιστημονική μέθοδο κι έτσι δε θα πρέπει να εμφανίζονται στους μαθητές των σχολείων και των ακαδημιών σαν επιστημονικές θεωρίες. Αυτό δε σημαίνει ότι αποτρέπεται κάθε συζήτηση σχετικά με τις πεποιθήσεις για την προέλευση της ζωής και των ζωντανών οργανισμών στη Γη, στο πλαίσιο της θρησκευτικής εκπαίδευσης, αρκεί να μην υπονοείται ότι είναι μια εναλλακτική απέναντι στις επιστημονικές θεωρίες.
Ένας εκπρόσωπος του Βρετανικού Υπουργείου Παιδείας ανέφερε ότι αυτό το διάταγμα απλά ξεκαθαρίζει τη δεδομένη θέση του Υπουργείου πάνω στο θέμα και συγκέντρωσε όλες τις συμφωνίες και απαιτήσεις για τη χρηματοδότηση των σχολείων σε ένα ενιαίο κείμενο.