2014-04-20 00:08:12
Ισραηλινή εταιρεία ανακοίνωσε πριν από λίγες ημέρες ότι θα προσπαθήσει να κατασκευάσει υπεραπορροφητικά υλικά που παράγονται με πρώτη ύλη τις μέδουσες.
Τα υλικά αυτά μπορούν να αξιοποιηθούν σε οικολογικές πάνες, σερβιέτες, ταμπόν και χαρτοπετσέτες. Δεν είναι η πρώτη φορά που οι μέδουσες προσφέρουν είτε έμπνευση είτε πρώτες ύλες για την ανάπτυξη διάφορων πιθανών αλλά και... απίθανων πραγμάτων.
Μοντέλο για τις καρδιοπάθειες
Κάνοντας χρήση των πιο εξελιγμένων τεχνικών της επιστήμης υλικών και της μηχανικής ιστών ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) δημιούργησαν την πρώτη «τεχνητή» μέδουσα στον κόσμο που κολυμπά όπως ακριβώς οι πραγματικές και η οποία αναμένεται να προσφέρει καλύτερη γνώση σχετικά με τη λειτουργία του καρδιακού μυός.
Το δημιούργημα των αμερικανών ειδικών που ονομάζεται «μεδουσοειδές» (medusoid) αποτελείται από σιλικόνη καθώς και από καρδιακά μυϊκά κύτταρα αρουραίου. Οπως ανέφερε ο Κιτ Πάρκερ, καθηγητής Μηχανικής Ιστών και Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και ένας εκ των κύριων συγγραφέων σχετικής μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Biotechnology», ο στόχος της «γέννησης» στο εργαστήριο ενός όντος από το μηδέν είναι άκρως σοβαρός.
Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ότι η «τεχνητή» μέδουσα θα επιτρέψει την έρευνα για ανάπτυξη νέων φαρμάκων ενάντια στις καρδιοπάθειες. «Αυτή τη στιγμή η έρευνα για ανάπτυξη θεραπειών ενάντια στις καρδιοπάθειες δεν λαμβάνει υπόψη της τη δομή της καρδιάς, παρότι οι καρδιοπάθειες προκαλούν δομικές αλλαγές του καρδιακού μυός οι οποίες οδηγούν σε δυσλειτουργία.
Η μελέτη του τρόπου με τον οποίον συσπάται το σώμα του "μεδουσοειδούς" προκειμένου να κινηθεί θα επιτρέψει να παρακολουθήσουμε στενά το πώς οι διαφορετικές μυϊκές δομές της καρδιάς κάνουν τα κύτταρα του καρδιακού μυός να λειτουργούν με διαφορετικούς τρόπους» εξήγησε ο καθηγητής Πάρκερ.
Προσέθεσε ότι η έμπνευση για τη δημιουργία της μέδουσας εργαστηρίου ήλθε κατά τη διάρκεια μιας επίσκεψής του στο Ενυδρείο New England στη Βοστώνη. «Εκεί παρατήρησα το σύστημα πρόωσης της μέδουσας και κατάλαβα ότι θα έπρεπε να φτιάξω ένα τέτοιο ον στο εργαστήριο προκειμένου να μελετήσω τη λειτουργία της ανθρώπινης καρδιάς.
Αν κάποιος παρατηρήσει την κίνηση της μέδουσας βλέπει ότι θυμίζει πολύ τις συσπάσεις του καρδιακού μυός». Το εγχείρημα ήταν πάντως δύσκολο και χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια ώστε να το φέρει η ερευνητική ομάδα εις πέρας.
Ζωντανά λέιζερ
Χρησιμοποιώντας ένα ζευγάρι καθρέπτες και την πρωτεΐνη που κάνει κάποιες μέδουσες να φθορίζουν με πράσινο φως, ερευνητές του Χάρβαρντ μετέτρεψαν ανθρώπινα κύτταρα στα πρώτα ζωντανά λέιζερ.
Γνωστά εδώ και σχεδόν μισό αιώνα, τα συμβατικά λέιζερ λειτουργούν ουσιαστικά ως ενισχυτές φωτός: αποτελούνται από μια κοιλότητα, καλυμμένη εσωτερικά με καθρέπτες, μέσα στην οποία υπάρχει ένα στερεό, υγρό ή αέριο μέσο. Το μέσο αυτό διεγείρεται με διάφορους τρόπους ώστε τα άτομά του να αρχίσουν να εκπέμπουν φωτόνια. Τα φωτόνια αυτά αναπηδούν στους καθρέπτες και με τη σειρά τους διεγείρουν όλο και περισσότερα άτομα, προτού τελικά δραπετεύσουν από μια σχισμή και σχηματίσουν τη δέσμη.
Η ομάδα του Μάλτε Γκάλτερ της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ έγινε η πρώτη που κατασκεύασε λέιζερ από βιολογικά υλικά. Κεντρικό εξάρτημα της βιοσυσκευής της είναι ένα εμβρυϊκό ανθρώπινο κύτταρο, στο οποίο έχει εισαχθεί το γονίδιο της φθορίζουσας πρωτεΐνης GFP. Οταν κανείς φωτίσει αυτό το κύτταρο με μπλε φως, η πρωτεΐνη της μέδουσας απορροφά τα φωτόνια και τα εκπέμπει εκ νέου στο μήκος κύματος του πράσινου.
Οταν όμως το κύτταρο τοποθετηθεί ανάμεσα σε δύο κάτοπτρα, τα οποία απέχουν μόλις 20 μικρόμετρα (εκατομμυριοστά του μέτρου), τα πράσινα φωτόνια αναπηδούν πάνω τους μέχρι που συγκεντρώνονται σε μια συμφασική δέσμη, όπως συμβαίνει σε οποιοδήποτε λέιζερ. Ενεργοποιώντας το κύτταρο με παλμούς μπλε φωτός, το βιολέιζερ παράγει μια μικρή και ασθενή δέσμη, η οποία όμως είναι «μια τάξη μεγέθους» πιο φωτεινή από τον φυσικό βιοφθορισμό των ερευνητών.
Το βιολογικό λέιζερ δεν έχει άμεσες, προφανείς εφαρμογές, ωστόσο οι ερευνητές έχουν ήδη σκεφτεί δύο πιθανές χρήσεις του για το μέλλον: Πρώτον, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη ζωντανών, μεμονωμένων κυττάρων. Και αυτό μπορεί να γίνει επειδή η ακτίνα που εκπέμπει το κύτταρο δεν είναι ομοιογενής, αλλά εμφανίζει σχέδια που εξαρτώνται από την εσωτερική δομή του κυττάρου. Με άλλα λόγια, τα φωτεινά αυτά σχέδια αποκαλύπτουν τη δομή του κυττάρου-λέιζερ
Δεύτερον, το βιολέιζερ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως όπλο κατά του καρκίνου: κύτταρα που εκπέμπουν δέσμες λέιζερ μέσα στο σώμα θα ήταν πιθανώς ικανά να ενεργοποιούν φωτοευαίσθητα αντικαρκινικά φάρμακα ώστε η δράση τους να είναι τοπική και να μην επηρεάζει τα υγιή κύτταρα.
Δεδομένου επίσης ότι τα λέιζερ χρησιμοποιούνται σήμερα ευρέως στις επικοινωνίες, ίσως μια μέρα τα ζωντανά λέιζερ να διευκολύνουν τη δημιουργία εμβιομηχανικών συστημάτων ή να επιτρέψουν την άμεση σύνδεση του ανθρώπου με τις μηχανές.
Ακόμη και... παγωτό
Μια γεύση παγωτού για... νυχτερινούς τύπους δημιούργησε η βρετανική εταιρεία παγωτού «Lick me I'm Delicious». Η νέα πρασινωπή γεύση περιέχει μια πρωτεΐνη μέδουσας η οποία αλληλεπιδρά με τη γλώσσα κάθε φορά που ο καταναλωτής γλείφει το παγωτό κάνοντάς το να... φωσφορίζει στο σκοτάδι! Για το αν ωστόσο το φθορίζον παγωτό είναι ασφαλές, ο δημιουργός του και ιδρυτής της εταιρείας Τσάρλι Χάρι Φράνσις απαντά: «Η αλήθεια είναι ότι δοκίμασα και εγώ ο ίδιος και δεν είδα να φωσφορίζω από πουθενά, οπότε θα έλεγα ναι, είναι ασφαλές». Tromaktiko
Τα υλικά αυτά μπορούν να αξιοποιηθούν σε οικολογικές πάνες, σερβιέτες, ταμπόν και χαρτοπετσέτες. Δεν είναι η πρώτη φορά που οι μέδουσες προσφέρουν είτε έμπνευση είτε πρώτες ύλες για την ανάπτυξη διάφορων πιθανών αλλά και... απίθανων πραγμάτων.
Μοντέλο για τις καρδιοπάθειες
Κάνοντας χρήση των πιο εξελιγμένων τεχνικών της επιστήμης υλικών και της μηχανικής ιστών ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) δημιούργησαν την πρώτη «τεχνητή» μέδουσα στον κόσμο που κολυμπά όπως ακριβώς οι πραγματικές και η οποία αναμένεται να προσφέρει καλύτερη γνώση σχετικά με τη λειτουργία του καρδιακού μυός.
Το δημιούργημα των αμερικανών ειδικών που ονομάζεται «μεδουσοειδές» (medusoid) αποτελείται από σιλικόνη καθώς και από καρδιακά μυϊκά κύτταρα αρουραίου. Οπως ανέφερε ο Κιτ Πάρκερ, καθηγητής Μηχανικής Ιστών και Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και ένας εκ των κύριων συγγραφέων σχετικής μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Biotechnology», ο στόχος της «γέννησης» στο εργαστήριο ενός όντος από το μηδέν είναι άκρως σοβαρός.
Η ερευνητική ομάδα ελπίζει ότι η «τεχνητή» μέδουσα θα επιτρέψει την έρευνα για ανάπτυξη νέων φαρμάκων ενάντια στις καρδιοπάθειες. «Αυτή τη στιγμή η έρευνα για ανάπτυξη θεραπειών ενάντια στις καρδιοπάθειες δεν λαμβάνει υπόψη της τη δομή της καρδιάς, παρότι οι καρδιοπάθειες προκαλούν δομικές αλλαγές του καρδιακού μυός οι οποίες οδηγούν σε δυσλειτουργία.
Η μελέτη του τρόπου με τον οποίον συσπάται το σώμα του "μεδουσοειδούς" προκειμένου να κινηθεί θα επιτρέψει να παρακολουθήσουμε στενά το πώς οι διαφορετικές μυϊκές δομές της καρδιάς κάνουν τα κύτταρα του καρδιακού μυός να λειτουργούν με διαφορετικούς τρόπους» εξήγησε ο καθηγητής Πάρκερ.
Προσέθεσε ότι η έμπνευση για τη δημιουργία της μέδουσας εργαστηρίου ήλθε κατά τη διάρκεια μιας επίσκεψής του στο Ενυδρείο New England στη Βοστώνη. «Εκεί παρατήρησα το σύστημα πρόωσης της μέδουσας και κατάλαβα ότι θα έπρεπε να φτιάξω ένα τέτοιο ον στο εργαστήριο προκειμένου να μελετήσω τη λειτουργία της ανθρώπινης καρδιάς.
Αν κάποιος παρατηρήσει την κίνηση της μέδουσας βλέπει ότι θυμίζει πολύ τις συσπάσεις του καρδιακού μυός». Το εγχείρημα ήταν πάντως δύσκολο και χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια ώστε να το φέρει η ερευνητική ομάδα εις πέρας.
Ζωντανά λέιζερ
Χρησιμοποιώντας ένα ζευγάρι καθρέπτες και την πρωτεΐνη που κάνει κάποιες μέδουσες να φθορίζουν με πράσινο φως, ερευνητές του Χάρβαρντ μετέτρεψαν ανθρώπινα κύτταρα στα πρώτα ζωντανά λέιζερ.
Γνωστά εδώ και σχεδόν μισό αιώνα, τα συμβατικά λέιζερ λειτουργούν ουσιαστικά ως ενισχυτές φωτός: αποτελούνται από μια κοιλότητα, καλυμμένη εσωτερικά με καθρέπτες, μέσα στην οποία υπάρχει ένα στερεό, υγρό ή αέριο μέσο. Το μέσο αυτό διεγείρεται με διάφορους τρόπους ώστε τα άτομά του να αρχίσουν να εκπέμπουν φωτόνια. Τα φωτόνια αυτά αναπηδούν στους καθρέπτες και με τη σειρά τους διεγείρουν όλο και περισσότερα άτομα, προτού τελικά δραπετεύσουν από μια σχισμή και σχηματίσουν τη δέσμη.
Η ομάδα του Μάλτε Γκάλτερ της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ έγινε η πρώτη που κατασκεύασε λέιζερ από βιολογικά υλικά. Κεντρικό εξάρτημα της βιοσυσκευής της είναι ένα εμβρυϊκό ανθρώπινο κύτταρο, στο οποίο έχει εισαχθεί το γονίδιο της φθορίζουσας πρωτεΐνης GFP. Οταν κανείς φωτίσει αυτό το κύτταρο με μπλε φως, η πρωτεΐνη της μέδουσας απορροφά τα φωτόνια και τα εκπέμπει εκ νέου στο μήκος κύματος του πράσινου.
Οταν όμως το κύτταρο τοποθετηθεί ανάμεσα σε δύο κάτοπτρα, τα οποία απέχουν μόλις 20 μικρόμετρα (εκατομμυριοστά του μέτρου), τα πράσινα φωτόνια αναπηδούν πάνω τους μέχρι που συγκεντρώνονται σε μια συμφασική δέσμη, όπως συμβαίνει σε οποιοδήποτε λέιζερ. Ενεργοποιώντας το κύτταρο με παλμούς μπλε φωτός, το βιολέιζερ παράγει μια μικρή και ασθενή δέσμη, η οποία όμως είναι «μια τάξη μεγέθους» πιο φωτεινή από τον φυσικό βιοφθορισμό των ερευνητών.
Το βιολογικό λέιζερ δεν έχει άμεσες, προφανείς εφαρμογές, ωστόσο οι ερευνητές έχουν ήδη σκεφτεί δύο πιθανές χρήσεις του για το μέλλον: Πρώτον, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη ζωντανών, μεμονωμένων κυττάρων. Και αυτό μπορεί να γίνει επειδή η ακτίνα που εκπέμπει το κύτταρο δεν είναι ομοιογενής, αλλά εμφανίζει σχέδια που εξαρτώνται από την εσωτερική δομή του κυττάρου. Με άλλα λόγια, τα φωτεινά αυτά σχέδια αποκαλύπτουν τη δομή του κυττάρου-λέιζερ
Δεύτερον, το βιολέιζερ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως όπλο κατά του καρκίνου: κύτταρα που εκπέμπουν δέσμες λέιζερ μέσα στο σώμα θα ήταν πιθανώς ικανά να ενεργοποιούν φωτοευαίσθητα αντικαρκινικά φάρμακα ώστε η δράση τους να είναι τοπική και να μην επηρεάζει τα υγιή κύτταρα.
Δεδομένου επίσης ότι τα λέιζερ χρησιμοποιούνται σήμερα ευρέως στις επικοινωνίες, ίσως μια μέρα τα ζωντανά λέιζερ να διευκολύνουν τη δημιουργία εμβιομηχανικών συστημάτων ή να επιτρέψουν την άμεση σύνδεση του ανθρώπου με τις μηχανές.
Ακόμη και... παγωτό
Μια γεύση παγωτού για... νυχτερινούς τύπους δημιούργησε η βρετανική εταιρεία παγωτού «Lick me I'm Delicious». Η νέα πρασινωπή γεύση περιέχει μια πρωτεΐνη μέδουσας η οποία αλληλεπιδρά με τη γλώσσα κάθε φορά που ο καταναλωτής γλείφει το παγωτό κάνοντάς το να... φωσφορίζει στο σκοτάδι! Για το αν ωστόσο το φθορίζον παγωτό είναι ασφαλές, ο δημιουργός του και ιδρυτής της εταιρείας Τσάρλι Χάρι Φράνσις απαντά: «Η αλήθεια είναι ότι δοκίμασα και εγώ ο ίδιος και δεν είδα να φωσφορίζω από πουθενά, οπότε θα έλεγα ναι, είναι ασφαλές». Tromaktiko
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
Κατά της πεζοδρόμησης της Πανεπιστημίου πρώην πρόεδρος του ΤΕΕ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
