Perentak jantung genetik dikuasakan oleh cahaya. Berita Perpustakaan Teknikal Percuma

BERITA SAINS DAN TEKNOLOGI, KEBAIKAN DALAM ELEKTRONIK
Perpustakaan teknikal percuma / suapan berita

Perentak jantung genetik yang dikuasakan oleh cahaya

16.07.2015

Walaupun perentak jantung menyelamatkan banyak nyawa - mengikut statistik, lebih daripada 3 juta orang di seluruh dunia membawa peranti sedemikian - penggunaannya dikaitkan dengan kesulitan tertentu. Perentak jantung, atau perentak jantung buatan, membantu memulihkan kekerapan normal dan berkala kontraksi jantung - jika tidak, gangguan irama boleh membawa kepada akibat yang agak serius untuk seluruh organisma, sehingga kematian. Tetapi agar perentak jantung berfungsi, elektrodnya mesti ditanam di dalam jantung, wayar dari mereka mesti disambungkan ke penjana nadi, yang ditanam di bawah kulit.

Lama kelamaan, perentak jantung menjadi lebih kecil, dan menjadi mungkin untuk memasukkan elektrod dengan wayar ke dalam jantung menggunakan kateter hanya melalui urat. Walau bagaimanapun, tidak kira betapa kecil perangsang dan tidak kira betapa nipis wayarnya, ia masih perlu menukar bateri, yang bermaksud operasi yang tidak dapat dielakkan, walaupun kecil. Selain itu, wayar dengan elektrod yang sampai ke jantung boleh haus dan perlu ditukar dari semasa ke semasa. Sebaliknya, disebabkan keperluan untuk menarik wayar, kita tidak boleh meletakkan perangsang di mana-mana yang kita mahu, dan kita tidak boleh menggunakan banyak mata untuk rangsangan. Jantung itu sendiri tidak selalu "suka" dirangsang oleh peranti luaran. Akhirnya, jika kita bercakap tentang kanak-kanak, maka tidak selalu mungkin bagi mereka untuk meletakkan perentak jantung buatan sama sekali.

Udi Nussinovitch dan Lior Gepstein dari Institut Teknologi Technion Israel telah menghasilkan sejenis model perentak jantung yang tidak mempunyai wayar, tiada elektrod, tiada bateri dan yang benar-benar berfungsi dalam cahaya. Malah, tidak ada perangsang dalam bentuk peranti luaran sama sekali - para penyelidik memperkenalkan pengubahsuaian optogenetik ke dalam sel jantung, yang memungkinkan untuk mengawal kontraksi jantung. Maksud umum kaedah optogenetik ialah gen protein fotosensitif dimasukkan ke dalam sel - protein sedemikian, setelah disepadukan ke dalam membran sel, membuka saluran ion dalam membran sebagai tindak balas kepada nadi cahaya. Dan seperti yang kita ketahui, ia adalah pengagihan semula ion pada kedua-dua belah membran yang menghasilkan impuls elektrokimia. Optogenetik telah menemui penggunaan terluas dalam neurobiologi: dengan memperkenalkan protein sensitif cahaya ke dalam neuron, kita boleh sewenang-wenangnya, menggunakan isyarat cahaya, menjana isyarat dalam rantaian neuron.

Tetapi selepas semua, irama jantung juga bergantung kepada impuls elektrokimia (ingat bahawa, walaupun terdapat gentian sistem saraf autonomi di dalam jantung, beberapa sel miokardium khas boleh sendiri menjana isyarat berirama, membentuk apa yang dipanggil sistem pengaliran jantung) . Dan tiada apa yang menghalang pengenalan mekanisme optogenetik di dalam hati.

Para penyelidik melakukan perkara itu: dengan bantuan virus "domestik" khas, mereka memperkenalkan protein peka cahaya alga ChR2 (channelrhodopsin-2), yang bertindak balas kepada cahaya biru, ke dalam ventrikel jantung tikus. (Alga hijau bersel tunggal, seperti Chlamydomonas, menggunakan protein ini untuk mencari tempat yang lebih terang.) Penulis menulis bahawa mereka boleh menala degupan jantung haiwan itu dengan kilatan biru. Virus ini membolehkan anda menghantar protein ke pelbagai bahagian otot jantung, jadi anda boleh mengawal jantung dengan kecekapan yang lebih besar, kerana banyak sel dari tempat yang berbeza bertindak balas kepada isyarat luaran sekaligus.

Untuk "menghidupkan" optoprotein, tiada elektrod diperlukan: cahaya biru dari luar, walaupun ia menembusi tisu hidup agak teruk, masih boleh sampai ke jantung. Tetapi - hanya jika kita bercakap tentang tikus. Dalam haiwan yang lebih kurang besar, apatah lagi seseorang, hati terletak lebih dalam, jadi di sini anda perlu memikirkan berapa lama gelombang cahaya dapat mencapainya dan, dengan itu, protein sensitif cahaya apa yang diperlukan. Kawasan merah dan inframerah spektrum mungkin sesuai di sini, dan jika ia melibatkan eksperimen dengan primata, ini ialah panjang gelombang yang akan digunakan.

Perlu diingat, bagaimanapun, terdapat pendekatan lain untuk penciptaan perentak jantung tanpa wayar. Kira-kira setahun yang lalu, kami menulis tentang perkembangan pekerja Universiti Stanford yang mencadangkan untuk menyokong kerja perentak jantung menggunakan penjana gelombang elektromagnet yang terletak hanya di permukaan badan. Idea lain adalah milik penyelidik dari University of Illinois di Urbana-Champaign - mereka dapat membuat perentak jantung berfungsi dari otot jantung itu sendiri, disebabkan oleh tenaga kontraksinya. Tetapi, sudah tentu, pendekatan optogenetik kelihatan paling radikal - tidak perlu menanam sebarang peranti di dalam hati sama sekali.

<< Belakang: Bangunan pejabat boleh dicetak 3D 16.07.2015

>> Ke hadapan: Tatasusunan Flash AFF8000 NetApp 15.07.2015

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Topi keledar elektronik untuk pemandu lori 14.04.2024

Keselamatan jalan raya, terutamanya untuk pemandu peralatan pembinaan berat, adalah keutamaan bagi jurutera dan saintis. Sehubungan dengan itu, Institut Kekuatan Struktur dan Kebolehpercayaan Sistem Fraunhofer Jerman telah memperkenalkan produk baharu - topi keledar elektronik, yang direka untuk melindungi pemandu daripada kecederaan serius apabila memandu kenderaan pembinaan. Topi keledar elektronik baharu yang dibangunkan oleh pasukan jurutera dari Institut Fraunhofer membuka prospek baharu untuk keselamatan pemandu trak dan peralatan pembinaan. Peranti ini mampu memantau tahap gegaran dalam kabin kereta dan memberi amaran kepada pemandu tentang kemungkinan bahaya. Asas operasi topi keledar ialah sensor piezoelektrik terbina dalam, yang menjana elektrik semasa ubah bentuk fizikal. Mekanisme ini membolehkan peranti bertindak balas kepada getaran kuat yang tipikal peralatan pembinaan. Apabila tahap ubah bentuk melebihi nilai selamat, sistem penggera diaktifkan pada topi keledar, ...>>

Antivitamin dan bukannya antibiotik 13.04.2024

Masalah rintangan bakteria terhadap antibiotik menjadi semakin serius, menimbulkan ancaman kepada rawatan jangkitan yang berkesan. Sehubungan dengan ini, penyelidik sedang mencari cara baharu untuk memerangi pepijat super. Salah satu arahan yang menjanjikan ialah penggunaan antivitamin yang boleh memberi kesan antibakteria. Antivitamin, walaupun dikenali sebagai bertentangan dengan vitamin, telah terbukti sebagai alat yang menjanjikan dalam memerangi rintangan antibiotik bakteria. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Göttingen di Jerman mengesahkan potensi mereka dalam mencipta ubat baharu untuk memerangi jangkitan berbahaya. Dengan peningkatan superbug tahan antibiotik, terdapat keperluan untuk mencari rawatan alternatif. Antivitamin adalah molekul yang serupa dengan vitamin, tetapi mampu menghalang aktiviti bakteria tanpa membahayakan tubuh manusia. Pada masa ini, sains hanya mengetahui tiga antivitamin: mawar ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Suplemen Inovatif untuk Angkasawan 23.06.2022

Suplemen daripada firma bioteknologi Amorphical telah ditunjukkan untuk mengatasi kesan merosakkan tanpa berat pada tulang dan otot.

Suplemen kalsium karbonat yang dibangunkan oleh firma bioteknologi Israel telah diuji di angkasa lepas dan terbukti dapat membantu tubuh membina gentian otot dan menguatkan tulang dalam graviti sifar.

Amorfik telah mensintesis dan menstabilkan bentuk kalsium yang jarang ditemui secara semula jadi yang dihasilkan oleh udang karang biru dan menggunakannya untuk membangunkan formulasi bioaktif yang dipanggil kalsium karbonat amorf (ACC).
Penemuan keberkesanan suplemen boleh memberi implikasi yang luas kepada angkasawan yang mengalami osteoporosis akibat tinggal lama di angkasa lepas.

Pada bulan April, Eitan Stibbe menjadi angkasawan kedua Israel. Stibbe telah dihantar ke angkasa lepas sebagai sebahagian daripada misi angkasa lepas persendirian yang pertama bagi pihak Yayasan Ramon. Stibbe menjalankan eksperimen amorfus di Stesen Angkasa Antarabangsa dan menguji suplemen pada otot manusia dan sel stem tulang dan membandingkan keputusan dengan yang diperoleh dengan suplemen kalsium standard.

Sebulan setengah yang lalu, Stibbe kembali ke bumi dengan peralatannya. Di makmal Amorphical di Ness Zion, syarikat itu mengkaji keputusan dan mendapati bahawa sel-sel, yang terdedah kepada tahap radiasi yang tinggi yang terdapat di angkasa, berkembang dengan cara yang diharapkan di bumi. Sel yang ditambah dengan kalsium biasa dan sel dalam kumpulan kawalan tidak bertambah baik dan hampir tidak berkembang.

Pengasas dan Ketua Pegawai Eksekutif Amorphical Yossi Ben menyatakan bahawa "kejayaan percubaan adalah pengubah permainan apabila ia datang kepada perjalanan angkasa lepas jangka panjang, penyakit, dan masalah tulang dan otot."

Lihat penuh Arkib berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web