openscience

Ο καθένας περνά δύσκολες στιγμές ενίοτε, αλλά για τον 1 στους 10 Αμερικανούς ενήλικες είναι κάτι πολύ περισσότερο από απλό περιστασιακό ζόρι. Η κλινική κατάθλιψη είναι μια πολύ πραγματική και σοβαρή διαταραχή της διάθεσης, στην οποία το άτομο έχει επίμονα αρνητικά συναισθήματα που δεν μπορούν εύκολα να αποδιωχθούν ή να ξεπεραστούν. Μια σωστή διάγνωση και θεραπεία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα ζωής. Μια νέα μελέτη δείχνει ότι βιοδείκτες στο αίμα μπορεί να είναι χρήσιμοι στο μέλλον για τη διάγνωση της κατάθλιψης. Η έρευνα διεξήχθη από μια ομάδα με επικεφαλής τον Lukas Pezawas του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Βιέννης και τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό PLOS ONE.

Η σεροτονίνη είναι ένα μόριο με μια εντυπωσιακή σειρά από λειτουργίες, αλλά συνήθως θεωρείται ως ένας ρυθμιστής της διάθεσης και αποκαλείται κοινώς η "ορμόνη της ευτυχίας". Τα χαμηλά επίπεδα σεροτονίνης συνδέονται συχνά με την κατάθλιψη. Οι πρωτεΐνες μεταφοράς σεροτονίνης (SERT) διασφαλίζουν ότι η ροή της σεροτονίνης φτάνει εκεί που πρέπει στα κύτταρα. Μερικές φορές οι μεταφορείς σεροτονίνης απορροφούν πίσω την ουσία ξανά, κάτι που τρόπον τινά δρα ως βουλωμένη αποχέτευση, καθώς το σήμα δεν είναι σε θέση να προχωρήσει στον επόμενο νευρώνα. Όταν ένα άτομο διαγνωσθεί με κατάθλιψη, ο γιατρός του μπορεί να προσπαθήσει να στοχεύσει τους μεταφορείς σεροτονίνης με τη συνταγογράφηση εκλεκτικών αναστολέων επαναπρόσληψης σεροτονίνης (SSRIs), οι οποίοι εμποδίζουν την απορρόφηση ξανά της σεροτονίνης από ένα κύτταρο, αναγκάζοντας το σήμα να προχωρήσει όπως θα έπρεπε. Η ελπίδα είναι ότι οι αναστολείς αυτοί SSRI θα ρυθμίζουν τη ροή της σεροτονίνης στο σώμα και θα βελτιώνουν την ορμονική ισορροπία, με συνέπεια να βελτιώνουν τη διάθεση.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) για να προσδιορίσουν πόσο εύκολα η σεροτονίνη προσλαμβανόταν από τα κύτταρα στο αίμα και πώς σχετιζόταν με το νευρωνικό δίκτυο της κατάθλιψης. Βρήκαν μια πολύ ισχυρή συσχέτιση μεταξύ των δύο, η οποία θα μπορούσε να σημαίνει ότι η παρακολούθηση των επιπέδων της σεροτονίνης στο αίμα θα ήταν δυνατόν τελικά να χρησιμοποιηθεί ως ένα διαγνωστικό εργαλείο.

Αυτή η μελέτη είναι απίστευτα συναρπαστική, διότι είναι η πρώτη φορά που δείχθηκε ότι μια εξέταση αίματος θα μπορούσε να διαγνώσει την κατάθλιψη, κάτι που οι γιατροί εδώ και καιρό θεωρούσαν αδύνατο. Το καλύτερο είναι, όπως δήλωσε ο Pezawas σε ένα δελτίο τύπου, ότι αυτό θα μπορούσε να γίνει πραγματικότητα στο εγγύς μέλλον. "Η διάγνωση σε βιολογική βάση μπορεί επίσης να συμβάλει στη διασφάλιση ότι ο ασθενής παίρνει σωστή δόση για να αποφέρει το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα".

Ένα φυτικό είδος που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, συσσωρεύει εκπληκτικά επίπεδα νικελίου στα φύλλα του. Συγκεκριμένα, έχουν μετρηθεί συγκεντρώσεις των 18.000 ppm κατά βάρος, δηλαδή τα αποξηραμένα φύλλα περιέχουν σχεδόν 2% νικέλιο. Τα περισσότερα φυτά θα πέθαιναν με το ένα χιλιοστό της περιεκτικότητας αυτής.

Ακόμα και τα είδη που αναπτύσσονται σε χώμα πλούσιο σε Ni, σπάνια έχουν την ικανότητα να υπερσυσσωρεύσουν το μέταλλο, αν και είναι γνωστά 500 είδη τα οποία μπορούν να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες διαφόρων μετάλλων.

Ένα κοινό χαρακτηριστικό των υπερσυσσωρευτών, μεταξύ οικογενειών μακρινής συγγένειας, είναι η ικανότητα να στέλνουν τα μέταλλα από τη ρίζα προς τα φύλλα, όπου μπορούν να τα κρατήσουν χωρίς να υποστούν ζημιά. Πιστεύεται ότι τα μέταλλα χρησιμεύουν ως ένας τρόπος αντιμετώπισης των ζώων που βλέπουν τα φύλλα ως…λιχουδιά!

Το Rinorea niccolifera είναι η νεότερη εγγραφή στον κατάλογο, ανακαλύφθηκε από τον Edwino Fernando του Πανεπιστημίου των Φιλιππίνων και τoν Δρα Augustine Doronila του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης και περιγράφεται στο περιοδικό PhytoKeys. Πρόκειται για έναν θάμνο τροπικού δάσους που μεγαλώνει μέχρι τα 8 m ύψος, γνωστό μέχρι σήμερα μόνο από ένα μικρό τμήμα της βορειοδυτικής Luzon. Δεδομένης της περιορισμένης δειγματοληψίας, είναι πιθανό σε διαφορετικά εδάφη να μπορεί να προσλάβει ακόμη περισσότερο νικέλιο.

Το νικέλιο είναι το πιο κοινό μέταλλο στο "μενού" των υπερσυσσωρευτών. Σε αυτούς εντάσσονται ακόμη και ορισμένα φυτά με λιγότερο από το ένα δέκατο της ικανότητας του Rinorea niccolifera.

"Τα φυτά υπερσυσσωρευτές έχουν μεγάλες δυνατότητες για την ανάπτυξη πράσινων τεχνολογιών, για παράδειγμα, της "φυτοθεραπείας" και της "φυτοεξόρυξης"", λέει o Doronila. Φυτοθεραπεία είναι η χρήση των φυτών για τη συγκέντρωση μετάλλων από το έδαφος σε βαθμό τέτοιο ώστε να είναι πιο εύκολο να αφαιρεθούν τα φύλλα προς ασφαλή ταφή από ό,τι θα ήταν το ρυπασμένο έδαφος. Η φυτοεξόρυξη στηρίζεται στην ιδέα ότι τα φυτά θα μπορούσαν να απομακρύνουν εμπορικές ποσότητες μετάλλων από εδάφη, τα οποία θα ήταν μη οικονομικά ή περιβαλλοντικώς ακατάλληλα να υποστούν εξόρυξη με άλλους τρόπους. Η φυτοθεραπεία των ρυπασμένων με μέταλλα εδαφών είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο, ενώ η φυτοεξόρυξη βρίσκεται σε θεωρητικό επίπεδο.

Γενικώς, δεν φαίνεται να απουσιάζουν ειδικά γονίδια από τους υπερσυσσωρευτές σε σχέση με τους μη σωρευτικούς συγγενείς τους, αντιθέτως εκφράζουν τα ίδια γονίδια με διαφορετικό τρόπο, συνήθως μέσω της υπερέκφρασης των διαμεμβρανικών μεταφορέων. Ωστόσο, δεν γνωρίζουμε ακόμη αν το μοντέλο ισχύει για το Rinorea niccolifera.

Μια μικρή εταιρεία με έδρα τις ΗΠΑ και επωνυμία Solar Roadways σχεδιάζει ένα ηλιακό οδόστρωμα το οποίο, εάν εγκατασταθεί σε εθνικό επίπεδο, έχει τη δυνατότητα να παράγει περισσότερη ανανεώσιμη ενέργεια από όση χρησιμοποιεί ολόκληρη η χώρα. Στην πραγματικότητα, έχει ουσιαστικά ήδη αναπτύξει ένα λειτουργικό πρωτότυπο που εγκαταστάθηκε σε ένα χώρο στάθμευσης και πλέον αναζητά πηγαία κεφάλαια, προκειμένου να αλλάξουν το σχεδιασμό και να κινηθεί προς την παραγωγή .

Η εταιρεία Solar Roadways, η οποία ιδρύθηκε από τον Scott και την Julie Brusaw το 2006, σχεδίασε και ανέπτυξε εξαγωνικούς γυάλινους ηλιακούς πίνακες, διεσπαρμένους με φώτα LED, οι οποίοι θα μπορούσαν να εγκατασταθούν σε μια πληθώρα επιφανειών, όπως δρόμοι, πεζοδρόμια και παιδικές χαρές. Αυτοί οι πίνακες όχι μόνο θα κάνουν απόσβεση, αλλά και θα ωφελήσουν αμφότερες τις επιχειρήσεις και τους ιδιοκτήτες σπιτιών, καθώς η ενέργεια που θα παράγεται από δρόμους και χώρους στάθμευσης, θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να τροφοδοτεί με ενέργεια τα κτίρια, ενώ τυχόν περίσσεια θα μπορεί να πωλείται πίσω στο δίκτυο.

Οι πίνακες περιέχουν επίσης θερμαντικά στοιχεία για να λιώνουν τον πάγο και το χιόνι, συνεπώς είναι ιδανικά σε χειμερινές συνθήκες. Ακόμη, έχουν φώτα LED που σχηματίζουν τη διαγράμμιση των δρόμων και τα σήματα, τα οποία έχει ήδη αποδειχθεί ότι μειώνουν τα ατυχήματα τη νύχτα. Η επιφάνεια θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να φορτίζει τα ηλεκτρικά οχήματα, ώστε να μειωθεί η κατανάλωση ορυκτών καυσίμων, ενώ μελλοντική τεχνολογία θα μπορούσε ακόμη να επιτρέψει την φόρτιση κατά την οδήγηση μέσω πινάκων αμοιβαίας επαγωγής. Προς έκπληξή της, η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι οι προβολείς των αυτοκινήτων μπορούν να παράγουν ενέργεια στους πίνακες, οπότε τα αυτοκίνητα που κινούνται τη νύχτα θα παράγουν κάποια ηλεκτρική ενέργεια.

Μολονότι μια γυάλινη επιφάνεια μπορεί να μοιάζει εύθραυστη, τα πρωτότυπα δοκιμάστηκαν εκτενώς και βρέθηκε ότι είναι σε θέση να αντέξουν ακόμη και τα βαρύτερα φορτηγά. Για την παραγωγή των πινάκων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν και ανακυκλωμένα υλικά. Σημειωτέον πως τα πρωτότυπα κατασκευάστηκαν με 10 % ανακυκλωμένο γυαλί.

Όλοι οι πίνακες θα είναι δικτυωμένοι, επομένως τυχόν βλάβες θα μπορούν εύκολα να εντοπιστούν και να επισκευαστούν. Η ομάδα σχεδίασε επίσης ένα μέρος για να "κρύβονται" τα καλώδια ρεύματος, που ονομάζεται "διάδρομος καλωδίων" και θα επιτρέπει την εύκολη πρόσβαση στους εργαζομένους της εταιρείας. Επιπλέον, πιστεύουν ότι αυτοί οι διάδρομοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να στεγάσουν καλώδια οπτικών ινών για internet υψηλής ταχύτητας.

Σύμφωνα με υπολογισμούς της ομάδας, υπάρχουν περίπου 31.000 τετραγωνικά μίλια χρησιμοποιήσιμων επιφανειών στις ΗΠΑ, και αν όλα αυτά καλύπτονταν, το σύστημα της Solar Roadways θα μπορούσε να παράγει πάνω από τρεις φορές την ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται από το σύνολο της χώρας . Αυτή είναι μια απίστευτη δυνατότητα που θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια τεράστια μείωση της εξάρτησης από το ξένο πετρέλαιο. Θα μείωνε επίσης κατά ένα σημαντικό ποσοστό τις εκπομπές CO₂.

Προφανώς το έργο αυτό δεν πρόκειται να είναι φτηνό. Η εταιρεία ελπίζει ότι θα συγκεντρώσει 1 εκατομμύριο δολλάρια στη σελίδα indiegogo τους, έτσι ώστε να μπορέσει να προσλάβει μηχανικούς για να κάνουν τις τελικές τροποποιήσεις και να προχωρήσει από το πρωτότυπο στην παραγωγή. Εικάζουν πως αν φτάσουν στο στόχο τους, θα είναι σε θέση να ξεκινήσουν την εγκατάσταση έργων στο τέλος του έτους. Ωστόσο, θα απαιτούνταν ένα σημαντικά μεγαλύτερο κεφάλαιο, εάν επρόκειτο να καλύψουν όλους τους δρόμους των ΗΠΑ!

Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα, ρίξτε μια ματιά στο ακόλουθο βίντεο:

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".