TUDOMÁNY
A Rovatból

Génmódosított baktériumokkal legyőzhető lehet az antibiotikum-rezisztencia

Az úgynevezett CRISPR eljárással létrehozott baktériumok célzottan tudnak elpusztítani egy másik, kártékony baktériumot. Az eljárás akár a rák gyógyításában is új távlatokat nyithat.
Fotó: Flickr - szmo.hu
2021. november 10.



Korunk egyik komoly egészségügyi veszélye az antibiotikum-rezisztencia. A baktérumok ugyanis folyamatosan fejlődnek, alkalmazkodnak, és egyre ellenállóbbá válnak. Ezt részben a feleslegesen szedett antibiotikumok okozzák, részben pedig a nagyobb hús- vagy tejhozam érdekében antibiotikumokkal kezelt állatok, pontosabban a belőlük származó termékek fogyasztása. Éppen ezért is figyelemre méltó az a kanadai kutatás, amelyről a New Scientist számolt be.

Egy CRISPR-eljárással génmódosított, jóindulatú baktériumot használtak fel a sherbrooke-i egyetem tudósai arra, hogy megsemmisítsenek egy egerek bélcsatornájában élősködő kártékony baktériumot, miközben a többi mikrobát érintetlenül hagyták.

A CRISPR nevű eljárással bizonyos DNS-részeket kivághatnak egy adott helyről a kettős spirálban, és ugyanoda be is illeszhetnek egy másik DNS-részt.

„Ez a megközelítés új lehetőséget adhat számunkra a bélrendszer és a bőr antibiotikum-rezisztens fertőzéseinek leküzdésére, és arra, hogy számos betegséget gyógyíthassunk a mikrobiom (az emberi szervezetben lévő mikroorganizmusok ökológiai rendszere) módosításával" – jelentette ki Sébastien Rodrigue, a kísérlet vezetője. Korábban már értek el hasonló eredményeket tenyésztett sejtekben, de Rodrigue csapata volt az első, amelyik állatokon végzett kísérletekben mutatta ki a módszer hatékonyságát.

A kanadai kutató emlékeztetett arra, hogy a CRSPR-módszert nemcsak „genetikai ollóként” lehet használni, hanem arra is be lehet programozni, hogy elpusztítsa a baktériumsejteket, amelyek különleges DNS-szakaszokkal rendelkeznek.

Ennek az eljárásnak a legnehezebb része Rodrigue szerint bevezetni a CRISPR-t minden egyes baktériumsejtbe, amelyet el akarunk pusztítani. Ennek egyik lehetséges útja, hogy kihasználják a baktériumban lévő cirkuláris DNS-részeket, amelyeket konjugatív plazmidoknak neveznek. Ezek olyan géneket hordoznak, amelyek átviszik a baktériumot egy másik baktériumsejtbe a konjugációnak nevezett folyamat során.

Rodrigue és munkatársa számos különböző konjugatív plazmidot tesztelt egy baktériumcsoportban, hogy megtalálják azt, amelyik a leghatékonyabban tudja átvinni saját magát. Ezt aztán továbbfejlesztették laboratóriumban, hogy még hatékonyabb legyen. Ezt követően bevitték a géneket a CRISPR-rendszerbe, amellyel egy antibiotikum-rezisztens E.coli baktériumot céloztak meg, a plazmidot pedig beletették egy probiotikumként alkalmazott jótékony baktériumba. Amikor az eképp felfegyverzett baktériumot beadták az egereknek, négy nap alatt megsemmisítették a bennük lévő E.coli 99,9 %-át.

A következő kísérletben a Citrobacter rodentium nevű baktériumot vették célba, amely az egerek bélcsatornáját támadta meg. A kúra négy nap alatt teljes sikerrel járt.

A kanadai kutatócsoport most sertéseken kezdte tesztelni az eljárást, amely, ha beválik, alternatívául is szolgálhat a gazdák által széles körben használt antibiotikumokkal szemben. Ugyanakkor Alejandro Chavez, a New York-i Columbia egyetem kutatója arra hívta fel a figyelmet, hogy az ilyen hatékony konjugatív plazmidok esetleg nemkívánatos géneket kezdenek el terjeszteni.

Rodrigue-ék számoltak ezzel, és az az elképzelésük, hogy ezeknek a plazmidoknak az élettartama csak a kezelésre korlátozódjon. Ezért az eljárás végeztével eltávolítanák azokat a géneket, amelyek a plazmidok szaporodását biztosítják, és ezek nélkül hamarosan elhalnak. De ugyanez elérhető úgy is, hogy a CRISPR-pel egy időzített önmegsemmisítő rendszert hoznak létre a feleslegessé vált plazmidok ellen.

A CRISPR-rel erősített probiotikus baktérium úgy működik, mint egy erősen szelektív antibiotikum. Alkalmazható fertőzések kezelésére bárhol a szervezeben a bőrtől a húgyhólyagig, de minden olyan betegségnél is, amelyek az emberek mikrobiomjának változásával függnek össze, a ráktól a Crohn-betegségig.

Ezeknél ugyanis gyakran nem világos, hogy az elváltozások okok-e vagy következmények. „Hogyha van egy eszköz a kezünkben, amely lehetővé teszi a mikrobiom módosítását, ezt is megtudhatjuk, és általa új kezelésekhez juthatnunk el" – mondja Sébastien Rodrigue.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Népszerű
Ajánljuk
Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Úgy fortyog a jég Grönland alatt, mint a láva – a felfedezés átírhatja a tengerszint-emelkedésről szóló jóslatokat
Ez az új mechanizmus alapjaiban változtathatja meg a jégolvadásról szóló eddigi előrejelzéseket.


Úgy fortyog a jég Grönland mélyén, mint a láva a Föld köpenyében. Norvég kutatók modellezése szerint a több kilométer vastag jég belsejében hőkonvekció zajlik: az alulról melegedő, lágyabb jég lassú, felfelé irányuló oszlopokat képez. Robert Law, a Bergeni Egyetem gleccserkutatója szerint ez olyan, „mint egy izgalmas természeti csoda”.

A felfedezés egy több mint egy évtizedes rejtély végére tehet pontot, és kulcsfontosságú lehet a jövőbeli tengerszint-emelkedés pontosabb előrejelzéséhez.

A grönlandi jégtakaró ugyanis a sziget 80 százalékát borítja, és bolygónk egyik legnagyobb fagyottvíz-készlete, amelynek olvadása alapvetően befolyásolja a világ partvidékeit.

A tudósok jégbe hatoló radarral vizsgálják a jégtakaró belső szerkezetét, amely kirajzolja az évezredek alatt lerakódott és jéggé tömörödött hórétegeket. Már 2014-ben észleltek különös, felfelé púposodó struktúrákat mélyen az észak-grönlandi jégben, amelyek nem követték az alattuk lévő alapkőzet domborzatát, ez pedig komoly fejtörést okozott a kutatóknak.

A megoldást most egy számítógépes modell hozta el – írta a ScienceAlert. Law és kollégái egy geodinamikai modellező programot használtak, amellyel általában a Föld köpenyének mozgását szimulálják.

Egy 2,5 kilométer vastag jégszeleten tesztelték, hogy az alulról érkező hő okozhat-e olyan feláramlásokat, amelyek egyeznek a radarképeken látottakkal. „Annak felfedezése, hogy a hőkonvekció egy jégtakarón belül is megtörténhet, némileg ellentmond az intuíciónknak és a várakozásainknak” – mondta Law.

A modellben a jellegzetes, oszlopszerű feláramlások csak akkor jöttek létre, ha a jégtakaró alján lévő jég a korábban feltételezettnél melegebb és lényegesen lágyabb volt. A folyamathoz szükséges hőt a Föld belsejéből folyamatosan áramló geotermikus hő biztosítja. Ez a hő a kőzetekben lévő elemek radioaktív bomlásából és a bolygó kialakulásából visszamaradt hőből származik.

Ez a hatás ugyan csekély, de egy hatalmas, szigetelő jégréteg alatt évezredek alatt elegendő lehet a jég alsó részének felmelegítéséhez és meglágyításához.

„A jégre jellemzően szilárd anyagként gondolunk, ezért az a felfedezés, hogy a grönlandi jégtakaró egyes részei ténylegesen hőkonvekción mennek keresztül, ami egy forrásban lévő tésztásfazékra emlékeztet, éppoly vad, mint amilyen lenyűgöző” – nyilatkozta Andreas Born, a Bergeni Egyetem klimatológusa.

A jelenség ugyanakkor nem jelenti azt, hogy a jég kásás vagy gyorsabban olvadna. Továbbra is szilárd halmazállapotú, és csak több ezer éves időskálán mozog. A korábbi magyarázatok között szerepelt az olvadékvíz visszafagyása a jégtakaró aljára, illetve a jég alatti csúszós területek vándorlása is.

A mostani felfedezés egy új, erős magyarázattal szolgál, de további vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy megértsük, a konvekció miként befolyásolja a jégtakaró egészének viselkedését. „Minél többet tudunk a jégben zajló rejtett folyamatokról, annál felkészültebbek leszünk a világ partvidékein bekövetkező változásokra” – tette hozzá Law.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
Íme a csecsemők titkos világa: már két hónaposan sokkal többet tudnak, mint hittük
A Trinity College Dublin kutatói 130 csecsemő agyi aktivitását mérték fMRI-vel. Eredményeik szerint a vizuális kategorizáció már ekkor megjelenik, ami átformálhatja a koragyermekkori nevelést.


A legtöbben azt gondolnánk, egy két hónapos csecsemő csak eszik, alszik és sír, de a valóság ennél sokkal összetettebb. Agyuk már ekkor elkezdi kategóriákba rendezni a világot, megkülönböztetve az állatokat, játékokat és a hétköznapi tárgyakat. A Trinity College Dublin kutatói funkcionális MRI-vizsgálatok és mesterséges intelligencia segítségével mutatták ki, hogy a vizuális észlelés alapvető építőkövei a vártnál sokkal korábban jelennek meg – írja az egyetem február 5-i közleménye.

A Nature Neuroscience című tudományos folyóiratban publikált tanulmány új betekintést nyújt a csecsemők gondolkodásába, jóval azelőtt, hogy beszélni vagy tudatosan mozogni képesek lennének.

A FOUNDCOG nevű kutatócsoport 130, két hónapos csecsemőt vont be a dublini Coombe és Rotunda kórházak közreműködésével. A babák egy puha babzsákon feküdtek zajcsillapító fejhallgatóban, miközben 15-20 percen keresztül élénk, színes képeket néztek 12 kategóriából, köztük macskákról, madarakról, gumikacsákról és bevásárlókocsikról. Az fMRI-vel rögzített agyi aktivitásmintákat ezután mesterségesintelligencia-modellekkel elemezték, hogy dekódolják, az agy hogyan képviseli az egyes vizuális kategóriákat. Korábbi, viselkedéses vizsgálatok 3-4 hónapos kort tartottak a kategorizáció kezdetének, az új eredmények ezt az időpontot hozták előrébb.

„A szülők és a tudósok régóta töprengenek azon, mi jár egy csecsemő fejében, és mit látnak valójában, amikor a világot szemlélik. Ez a kutatás rávilágít az agyműködés gazdagságára az élet első évében” – magyarázta Dr. Cliona O’Doherty, a tanulmány vezető szerzője.

„Bár két hónaposan a csecsemők kommunikációját korlátozza a nyelv és a finommotoros kontroll hiánya, elméjük már nemcsak azt reprezentálta, hogyan néznek ki a dolgok, hanem azt is kitalálta, melyik kategóriába tartoznak. Ez azt mutatja, hogy a vizuális megismerés alapjai már nagyon korán és a vártnál sokkal hamarabb kialakulnak.”

A kutatás nemcsak elméleti szempontból jelentős. „Ez a tanulmány a legnagyobb longitudinális vizsgálat éber csecsemők funkcionális mágneses rezonancia képalkotásával (fMRI). Az agyi aktivitást rögzítő gazdag adathalmaz teljesen új módot nyit a csecsemők gondolkodásának mérésére nagyon korai életkorban. Rávilágít a neuroimaging és a számítógépes modellek diagnosztikai eszközként való felhasználásának lehetőségére is nagyon fiatal csecsemőknél” – mondta Rhodri Cusack professzor, a kutatás vezetője. A szakember hozzátette, a babák sokkal gyorsabban tanulnak a mai MI-modelleknél, és ennek tanulmányozása hatékonyabb mesterséges intelligenciák kifejlesztését inspirálhatja.

A felfedezés gyakorlati haszna a korai fejlesztésben és a klinikai diagnosztikában is megmutatkozhat.

„Az első év a gyors és bonyolult agyfejlődés időszaka. Ez a tanulmány új alapvető ismereteket nyújt, amelyek segítenek a koragyermekkori nevelés irányításában, tájékoztatást adnak a neurofejlődési rendellenességek klinikai támogatásához, és biológiailag megalapozottabb megközelítéseket inspirálnak a mesterséges intelligenciában” – hangsúlyozta Dr. Anna Truzzi, a tanulmány társszerzője. Ezt erősítette meg Eleanor Molloy professzor, neonatológus is: „Sürgető szükség van a neurofejlődési rendellenességek korai agyfejlődésre gyakorolt hatásának jobb megértésére, és az éber fMRI-nek jelentős potenciálja van ennek kezelésére.”


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Évtizedes tévhit dőlt meg: a gyerekek fele már négyévesen algoritmusokban gondolkodik
A Kaliforniai Egyetem kutatói egy táblagépes játékkal bizonyították, hogy az óvodások is képesek a szisztematikus problémamegoldásra. A Nature-ben közölt eredmény átírhatja a korai fejlesztés módszereit.
Fotó: Pixabay - szmo.hu
2026. február 17.



Egy friss amerikai kutatás alapjaiban rengeti meg a gyerekek gondolkodásáról alkotott, évtizedek óta kőbe vésett elméletet. A pszichológia ugyanis sokáig úgy tartotta, hogy a gyerekek nagyjából hétéves korukig nem képesek szisztematikus stratégiákat alkalmazni a problémamegoldásban, helyette inkább véletlenszerűen próbálkoznak. Ezt a nézetet a 20. század egyik legmeghatározóbb fejlődéspszichológusának, Jean Piaget-nek az 1960-as évekbeli megfigyeléseire alapozták.

Ezt az alapvetést cáfolták meg a Kaliforniai Egyetem, Berkeley kutatói a Nature Human Behaviour című tudományos folyóiratban közölt kísérletükkel.

A vizsgálatba 123, négy és kilenc év közötti gyereket vontak be, akiknek egy táblagépen kellett magasság szerint sorba rendezniük nyuszifigurákat. A feladatot nehezítette, hogy a figuráknak csak a cipőjét láthatták, így nem tudhatták, melyik milyen magas. A megoldáshoz az egyedüli támpontot az jelentette, hogy ha két figurára koppintottak, azok csak akkor cseréltek helyet, ha valóban rossz sorrendben álltak.

A véletlenszerű próbálgatás ebben a helyzetben nem vezetett eredményre, a gyerekeknek logikai következtetéseket kellett levonniuk a sikeres és sikertelen cserékből. A kutatók legnagyobb meglepetésére a gyerekek több mint fele már négyévesen képes volt a strukturált, algoritmikus gondolkodásra. Önállóan, mindenféle külső segítség nélkül fedezték fel a számítástudományban is használt hatékony válogatási algoritmusokhoz hasonló megoldási stratégiákat - írta a hvg.hu.

A friss kutatás, amelyre a HVG is felhívta a figyelmet, éppen ezért nem azt sugallja, hogy minden kisgyerek zsenipalánta, hanem sokkal inkább azt, hogy a korábbi tesztek feladatai nem adtak lehetőséget ezen képességeik megmutatására. A kísérlet egyértelműen bizonyította, hogy az algoritmikus gondolkodás már óvodáskorban is megjelenhet, ha a feladat világos és egyértelmű szabályrendszeren alapul.

Az amerikai kutatók éppen ezért azt javasolják, hogy a gyerekek minél korábban kapjanak olyan játékokat és feladatokat, amelyek ösztönzik a logikát, a tervezést és a következtetést. Ha a gyerekek már korán esélyt kapnak az elvont gondolkodás gyakorlására, az nemcsak a későbbi természettudományos, matematikai vagy informatikai képességeiket fejlesztheti, de a mindennapi élethelyzetekben felmerülő összetett problémák megoldásában is segítheti őket.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Fél tucat bolygó parádézik szombat este: mutatjuk, hova kell nézned, hogy a legtöbbet lásd
A legtöbben a Jupitert és a Vénuszt könnyen kiszúrják, de a teljes sorhoz már távcső is kell. A legfontosabb, hogy tiszta, nyugati horizontot találjon!


Szombaton este egyetlen rövid időablakban fél tucat bolygó feszül végig az égen: a Merkúr, a Vénusz és a Szaturnusz alacsonyan nyugaton, a Jupiter pedig magasan délkelet felé ragyog, miközben az Uránusz és a Neptunusz optikai eszközökkel vadászható.

A jelenség csúcsa február 28-án, szombaton várható, a legjobb észlelési ablak pedig a helyi napnyugta utáni első órában nyílik. Az Egyesült Királyságban élőknek érdemesebb március 1-én próbálkozniuk.

A nyugati horizont felé nézve a Merkúr, a Vénusz és a Szaturnusz hármasa bukkan fel.

Velük egy vonalban, de jóval magasabban, a délkeleti égen ragyog a Jupiter, amelyhez feltűnően közel lesz a majdnem telihold. A halványabb Uránusz délnyugaton, a Plejádok csillaghalmaz közelében található, a Neptunusz pedig a Szaturnusz mellett, tőle mindössze egyfoknyi távolságra helyezkedik el. A szakértők szerint nem érdemes mind a hat bolygót hajszolni.

Remek eredmény, ha látjuk a Jupitert és a Vénuszt, jó, ha ehhez hozzá tudjuk adni a Szaturnuszt és/vagy a Merkúrt, a kihívás pedig az Uránusz és a Neptunusz megtalálása.

A sikeres észleléshez tiszta, fák vagy épületek által nem takart nyugati horizontra van szükség. A megfigyelést érdemes azonnal szürkületkor elkezdeni, mivel a bolygók közül a Merkúr és a Vénusz nyugszik le a leggyorsabban.

„A Merkúr a »pislogsz‑és‑elszalasztod« bolygó: nagyon alacsonyan van, és gyorsan lebukik napnyugta után” – figyelmeztetnek a csillagászok.

Míg a Jupiter, a Vénusz, a Szaturnusz és jó körülmények között a Merkúr is szabad szemmel látható, az Uránuszhoz legalább egy látcső, a Neptunuszhoz pedig távcső szükséges.

A jelenséget gyakran bolygóparádénak nevezik, ami valójában egy látóirányból adódó hatás: a bolygók a Földről nézve látszanak egy vonalban az ekliptika mentén, nem pedig a világűrben állnak egyenes sorba.

Az esemény különlegességét az adja, hogy több fényes, szabad szemmel is látható bolygó egyszerre figyelhető meg egy kényelmes, esti időpontban. Az este előrehaladtával a Merkúr és a Vénusz tűnik el elsőként, őket a Szaturnusz és a Neptunusz követi, míg a Jupiter látható a legtovább.

Forrás


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk