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La fame ringiovanisce le cellule staminali

12.05.2018

Le cellule staminali, come sapete, possono dividersi per molto tempo, mentre alcune di esse rimangono, come prima, cellule staminali, e alcune si trasformano in cellule specializzate che svolgono determinate funzioni. Sono le cellule staminali che rinnovano i nostri tessuti, sostituendo le cellule vecchie e morte con quelle nuove. Ma nel tempo, le cellule staminali perdono la capacità di dividersi all'infinito - come il resto del corpo, anche loro invecchiano e il loro apporto diminuisce gradualmente, il che non può che influenzare lo stato degli organi che non possono più essere rinnovati.

Le cellule staminali possono essere ringiovanite se vengono lasciate morire di fame. I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno sperimentato cellule staminali intestinali di topo, il cui compito è rinnovare il rivestimento epiteliale della parete intestinale. (Questo epitelio si consuma abbastanza rapidamente - in cinque giorni, le cellule staminali lo cambiano completamente.)

Dopo che i vecchi topi sono stati lasciati morire di fame per un giorno, le cellule staminali sono state prelevate dal loro intestino e costrette a formare un "mini-intestino" - un minuscolo organello che imita un pezzo di un vero intestino. Diversi tipi di cellule dovrebbero essere comparsi nel "mini-intestino", formando le cripte Lieberkün, o intestinali - recessi tubolari dell'epitelio, sede di cellule in grado di secernere muco, ormoni, in grado di assorbire i nutrienti, ecc.

Ovviamente, per realizzare un tale mini-organo, le cellule staminali hanno dovuto lavorare molto duramente. E con l'aiuto del "mini-intestino" è stato possibile stabilire che la fame raddoppia le capacità rigenerative delle cellule staminali, che, dopo la fame, si sono divise più attivamente e più attivamente si sono trasformate in altre cellule. Si può dire che la fame ha ringiovanito le vecchie cellule staminali; tuttavia, anche le cellule prelevate da animali giovani iniziarono a funzionare meglio per fame.

I ricercatori sono riusciti a scoprire come cambia il metabolismo nelle cellule affamate: smettono di usare i carboidrati come fonte di energia, iniziando a scomporre gli acidi grassi in modo intensivo (allo stesso tempo, in esse vengono attivati i geni responsabili del metabolismo dei grassi). È la scomposizione attiva degli acidi grassi che aiuta a ripristinare le capacità "staminali" delle cellule: se è loro proibito artificialmente estrarre energia in questo modo, nessuna fame le aiuterà. Allo stesso tempo, se alle cellule viene somministrata una sostanza in grado di attivare i geni per il metabolismo dei grassi, le cellule ringiovaniscono senza morire di fame. Cioè, il punto è attivare le reazioni energetiche necessarie e non importa quanto esattamente le accendiamo.

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Esperimento di entanglement dell'orologio atomico 11.09.2022

I fisici per la prima volta hanno "confuso" due orologi atomici ottici.

Questa svolta potrebbe essere un modo per andare oltre anche le attuali limitazioni di cronometraggio più avanzate, oltre ad essere uno strumento fantastico nell'entusiasmante campo dell'informatica quantistica: la crittografia quantistica.

Gli orologi atomici sono usati come timer, misurando le frequenze di risonanza degli atomi mentre i loro elettroni passano da un livello di energia all'altro. Tradizionalmente questo veniva fatto usando atomi di cesio e microonde, ma dal 2000 nuovi atomi sono stati usati usando la luce visibile. Questo è un orologio atomico ottico che utilizza elementi come itterbio, mercurio e stronzio.

Gli orologi atomici ottici sono stati recentemente utilizzati per fare passi da gigante nel cronometraggio accurato. Sono 100 volte più precisi dei tradizionali orologi atomici al cesio. Così precisi che presto potrebbero essere usati per ridefinire il secondo. Ma hanno anche i loro limiti. Soprattutto quando ci vogliono diverse ore.

Questo orologio ottico è così preciso che può testare piccoli cambiamenti di gravità, sia per testare teorie come la relatività che per studiare cosa c'è effettivamente sotto i nostri piedi. Tuttavia, questi approcci richiedono il confronto di diversi orologi e l'accuratezza di queste misurazioni per dispositivi indipendenti dipenderà dal limite quantico standard. Mantenere sincronizzati due orologi atomici è complicato perché anche solo misurarli può farli cambiare e causare errori. Ma c'è un modo per fare meno misurazioni, ed è qui che avviene la "magia" quantistica.

L'entanglement di atomi in due orologi consente di ottenere la massima precisione consentita dalla teoria quantistica, il limite di Heisenberg. I ricercatori riferiscono di essere in grado di farlo in un sistema costituito da due orologi costituiti da un singolo atomo di stronzio, ciascuno a 2 m di distanza l'uno dall'altro. Hanno ridotto l'incertezza di 1,4 volte.

L'entanglement è uno stato speciale in cui le particelle che consideriamo separate si comportano come parte di un unico sistema. Un cambiamento in uno porta ad un cambiamento istantaneo nell'altro, indipendentemente dalla distanza. Il fatto che ciò possa teoricamente accadere tra due particelle a ciascuna estremità dell'universo dà a molti scienziati una sensazione inquietante. Einstein l'ha definita "azione inquietante a distanza". Ma questa non è una relazione causale: le particelle sono in un unico stato entangled, quindi quando fai qualcosa con una particella (ad esempio osservando), stai effettivamente influenzando l'intero stato, anche se si estende per miliardi di anni luce .

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