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I batteri che producono plastica dalle piante

11.03.2019

Creato batteri che producono plastica dalle piante. Questa è una sostanza biodegradabile, la cui produzione con l'aiuto di microrganismi è probabilmente più economica della sintesi di analoghi dal petrolio. La materia prima è ottenuta dal legno come carta da macero.

Nei tessuti di alberi, arbusti ed erbe, oltre alla cellulosa, c'è la lignina. È un polimero tridimensionale composto principalmente da un gran numero di molecole di fenilpropano (C9H10). Negli impianti moderni, fornisce resistenza meccanica tenendo insieme le fibre di cellulosa e sigilla anche il corpo e le sue cellule.

Il contenuto di lignina varia dal 38% in alcune conifere al 20% nei cereali. Si ottiene durante la produzione della carta e fino al 98% di essa viene subito bruciata. Il resto viene trasformato in bricchetti di carburante o addirittura interrato. Le persone non hanno trovato alcuna applicazione più utile per questo, ma non c'è nemmeno un danno dalla lignina. La sostanza non è velenosa, ma non vale comunque la pena vivere vicino alle sue sepolture: brucia molto bene.

La difficoltà nell'ottenere qualcosa di utile dalla lignina risiede nelle dimensioni della sua molecola. È molto grande e per ricavarne idrocarburi aromatici, simili a quelli che abbondano nel petrolio, deve essere frazionato in "mattoni". La chimica moderna, ovviamente, può farlo, ma è difficile e costosa. È molto più economico prendere le materie prime finite dal petrolio.

Un gruppo di scienziati dell'Università americana del Wisconsin-Madison ha cercato di risolvere questo problema. Come assistenti, hanno attirato i batteri Novosphingobium aromaticivorans, famosi per le loro preferenze gastronomiche atipiche. Inizialmente, sono stati isolati dalla terra inondata di petrolio, il loro studio ha dimostrato che possono elaborare un'ampia varietà di idrocarburi aromatici per i loro scopi. Le loro capacità erano sufficienti per la lignina.

Per adattare i batteri al business, gli scienziati hanno rimosso tre geni dal loro genoma in modo che uno dei prodotti intermedi della decomposizione, il più adatto per l'uomo, diventasse quello definitivo. Dopo averlo ricevuto, il batterio invia il risultato all'esterno e procede a una nuova dose di lignina.

Il risultato finale di questa ricerca è stata una sostanza dal nome impronunciabile acido 2-pirone-4,6-dicarbossilico, fortunatamente per noi meglio noto come PDC. Può essere usato per sintetizzare qualcos'altro, oppure può essere applicato direttamente. Al momento, la resa totale di PDC è del 59% della massa iniziale di lignina, ma gli autori ritengono che la tecnologia possa essere migliorata.

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Circuiti di segnale trovati all'interno di cellule umane 01.06.2019

Le cellule possono formattare reti di comunicazione per cambiare il loro comportamento. La scoperta di questa rete rivoluziona la nostra comprensione di come le istruzioni viaggiano all'interno della cellula.

In precedenza si pensava che i vari organi e strutture all'interno della cellula galleggiassero in mare aperto chiamato citoplasma. Gli scienziati hanno ipotizzato che i segnali che dicono alla cellula cosa fare siano trasmessi in onde e che la frequenza delle onde sia una parte cruciale della comunicazione.

I ricercatori dell'Università di Edimburgo hanno scoperto che le informazioni vengono trasmesse attraverso una rete di fili guida che inviano segnali su distanze minuscole e su scala nanometrica.

I ricercatori sostengono che è il movimento di molecole cariche attraverso queste minuscole distanze che trasmette informazioni, come in un microprocessore di un computer.

I segnali localizzati sono responsabili del controllo dell'attività cellulare, come istruire le cellule muscolari a rilassarsi o contrarsi. Quando questi segnali raggiungono il materiale genetico nel cuore della cellula, chiamato nucleo, segnalano sottili cambiamenti nella struttura, rilasciando determinati geni in modo che possano essere espressi.

Questi cambiamenti nell'espressione genica alterano ulteriormente il comportamento della cellula. Quando, ad esempio, una cellula passa da uno stato stazionario a una fase di crescita, la rete viene completamente riconfigurata per trasmettere segnali che attivano i geni necessari alla crescita.

I ricercatori affermano che la comprensione del codice che controlla questo sistema potrebbe aiutare a comprendere malattie come l'ipertensione polmonare e il cancro e un giorno aprire nuove opzioni di trattamento.

Il team ha fatto la scoperta studiando il movimento delle molecole di calcio cariche all'interno delle cellule, che sono segnali chiave che trasportano le istruzioni all'interno delle cellule.

Utilizzando potenti microscopi, sono stati in grado di osservare questo sistema di segnalazione con tecniche computazionali simili a quelle che hanno permesso di ottenere la prima immagine in assoluto di un buco nero.

Gli scienziati affermano che i loro risultati sono un esempio di biologia quantistica, un campo in crescita che utilizza la meccanica quantistica e la chimica teorica per risolvere problemi biologici.

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