Kapcsolatfelvétel

Zöldinfó

A BME kutatóinak segítségével fejtették meg, hogyan keletkezhettek a bolygók felszínén a repedések

Egy nemzetközi kutatócsoport a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) kutatóinak matematikai modellje segítségével fejtette meg, hogyan keletkezhettek a bolygók felszínén a repedések. Az új modell hozzájárulhat azoknak a területeknek a beazonosításához, ahol egykor víz lehetett – tájékoztatta a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat és a BME szerdán az MTI-t.

Létrehozva:

|

Napelem, akár 3 millió Ft vissza nem térítendő támogatással a Vidéki Otthonfelújítási Program keretében. Kalkuláljon itt. (x)

A bolygókat gyakran vékony, repedezett héjak borítják. A HUN-REN-BME Morfodinamika Kutatócsoport és a Pennsylvaniai Egyetem kutatói ezen repedéshálózatok időbeni fejlődésének leírására dolgoztak ki egy modellt, amelyről kedden jelent meg publikáció a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című folyóiratban – olvasható a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat MTI-hez eljuttatott közleményében. A tanulmány lényege egy olyan matematikai modell, amely a repedésmintázatról készült egyetlen fénykép alapján a mintázat teljes időfejlődését közelítőleg rekonstruálni tudja. A modellt, amelyhez hasonlót más még soha nem alkalmazott bolygófelszíni mintázatok esetében, magyar kutatók fejlesztették ki egy korábbi, Bálint Péterrel, a BME Matematikai Intézet igazgatójával közös tanulmányukra építve. A modell bemeneti adata a fényképfelvételen látható mintázat egyik legalapvetőbb jellegzetessége: a csomópontok geometriája. A modellen végzett analitikus és numerikus számítások tették lehetővé, hogy ezen ismérv alapján a kutatók a repedésmintázatok három fő típusát azonosítsák.

Mint írták, a hierarchikus repedésmintázatoknál a T-csomópontok dominálnak: ezek olyan rendszerek, ahol a repedések szekvenciálisan keletkeznek, és az új törések a meglévők mentén alakulnak ki. Ilyenek például a Föld kiszáradó felületeinek repedései vagy a Vénusz töredezett felszínei. A ciklikusan táguló és zsugorodó repedésmintázatok esetén az Y-csomópontok dominálnak. Ezek a mintázatok akkor keletkeznek, amikor a felszín anyaga ismétlődő térfogatváltozáson megy keresztül, például víz jelenlétében. Ilyenek a Mars bizonyos területein található repedések, amelyeket potenciálisan víz alakított ki. A jég által befolyásolt repedések esetében az X-csomópontok dominálnak. A jéggel borított felszíneken, például az Európa holdon, az idővel újonnan kialakuló repedések gyakran keresztezik a régebbieket. Ez azért történik, mert a jég újrafagyása “meggyógyítja” a töréseket, lehetővé téve új mintázatok kialakulását – ismertették a repedésmintázatok típusait a közleményben. A magyar és amerikai kutatók szerint a repedések geometriájának elemzése segíthet azonosítani azokat a bolygófelszíni területeket, ahol egykor (vagy jelenleg is) víz lehetett. A Mars esetében például a hexagonális repedéshálózatok arra utalnak, hogy a múltban rendszeres vízmozgás történhetett. Az Európa holdnál a keresztirányú repedések alátámasztják azt a feltételezést, hogy a jégpáncél alatt folyékony óceán lehet, amely az élet számára is kedvező környezetet biztosíthat. Az új modell lehetővé teszi, hogy ha a repedéshálózatok szisztematikus feltérképezésére képelemzési módszereket alkalmaznak, akkor az így nyert óriási adathalmazból rövid idő alatt a geológusok számára értelmezhető következtetéseket lehessen levonni.

Ahogy egy művészfotóban adott esetben benne van egy egész történet, úgy következtetünk mi is a mintázat múltjára és jövőjére a pillanatnyi állapotán mérhető kombinatorikai átlagokból. Ezek a mintázatok ugyanis univerzális szabályok szerint fejlődnek, a modell pedig paraméterezhető aszerint, hogy milyen anyagról, milyen környezetről van szó – magyarázza a BME közleményében Domokos Gábor, az építészmérnöki kar Morfológia és Geometriai Modellezés Tanszékének egyetemi tanára, a HUN-REN-BME Morfodinamika Kutatócsoport vezetője.

A tanulmány eredményei új eszközt biztosítanak a bolygókutatás számára.

Advertisement

A repedésmintázatok elemzése a jövőben segíthet azon égitestek felszínének vizsgálatában, ahonnan műholdképek állnak rendelkezésünkre. Olyan helyszínek beazonosításában nyújthat segítséget, ahol a felszíni morfológia létrehozásában nagy eséllyel a víznek jelentős szerep jutott, így akár az élet feltételei is adottak lehettek – idézi a HUN-REN közleménye a magyar kutatócsoport vezetőjét.

Regős Krisztina, a tanulmány másik magyar szerzője szerint a következő lépés a módszerek automatizálása, például mesterséges intelligencia alapú képelemző rendszerek fejlesztése lehet, amelynek köszönhetően pontosabban és hatékonyabban tudják majd azonosítani a repedéshálózatokat az űrfelvételeken.

Advertisement

Zöldinfó

Új reményt adhat az antibiotikum-rezisztencia elleni küzdelemben egy szegedi felfedezés

Emberi sejtekhez kapcsolódó bakteriofágokat vizsgáltak az SZBK kutatói.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Emberi sejtekhez kapcsolódó bakteriofágokat vizsgáltak a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) munkatársai, felfedezésük, melyről a Nature Communications folyóiratban számoltak be, új lehetőséget nyithat többek között az antibiotikum-rezisztens baktériumok elleni küzdelemben – tájékoztatta a Magyar Kutatási Hálózathoz (HUN-REN) tartozó intézet az MTI-t. A közlemény szerint a bakteriofágok baktériumokat fertőző vírusok, nem emberi kórokozók. Az SZBK kutatói azonban kimutatták, hogy egyes fágok mégis közvetlen fizikai kapcsolatba léphetnek az emberi sejtekkel: felszíni fehérjéik segíthetik a megtapadást, a sejtekbe jutást és a szervezetben való hosszabb jelenlétet. A kutatók olyan tapadást segítő fehérjemodulokat azonosítottak, amelyek molekuláris kapaszkodóként működnek, és segítik a fágokat abban, hogy megtapadjanak az emberi sejtek felszínén. Az azonosított fehérjék szerepét a kutatók kísérletesen is ellenőrizték: génsebészeti módszerekkel áthelyezték a “tapadófehérjéket” kódoló géneket egy olyan fágba, amely eredetileg nem rendelkezett ezzel a képességgel.

A kutatóközpontban széles körű összefogással elért eredmény egyértelmű volt: a módosított fágok hatékonyan kapcsolódtak emberi sejtekhez, bejutottak azokba, és egerek szervezetében is hosszabb ideig maradtak jelen a bélrendszerben. Az eredeti, nem módosított fágok ezzel szemben órákon belül kiürültek. Mint Apjok Gábor, a tanulmány egyik első szerzője kifejtette, a fágokra sokáig baktériumvadász vírusokként tekintettek, viszont úgy tűnik, a fágok ennél összetettebb szereplők: közvetlenül kapcsolódhatnak az emberi sejtek felszínéhez is. Nem emberi vírusokká válnak, hanem olyan molekuláris kapaszkodókat használnak, amelyek később akár célzottabb fágterápiák tervezésében is fontosak lehetnek.

A fágok ugyanakkor nem fertőzik meg az emberi sejteket, hiszen evolúciósan teljesen inkompatibilisek egymással. A folyamat és a kutatás lényege a fizikai kapcsolat. A fág megtapad a sejtfelszínen, majd a sejt saját anyagfelvételi mechanizmusai révén bekerülhet a sejt belsejébe. A sejt ilyenkor apró membránhólyagba csomagolja a hozzá kötődő részecskét, és befelé szállítja.

Advertisement

A sejten belüli útvonal a kutatás egyik legfontosabb megállapítása: sok kívülről felvett anyag a sejt lebontó rendszerébe kerül. A vizsgálatok azonban arra utalnak, hogy a módosított fágok egy része nem kizárólag ilyen útvonalra jut, hanem a Golgi-készülék és az endoplazmatikus retikulum irányába is eljuthat. Ezek a sejt belső szállítási és feldolgozási rendszerei. Ezt a kutatók mikroszkopikus képelemzéssel is bizonyították: nemcsak láthatóvá tették a sejtekbe jutó fágokat, hanem számszerűen is megmérték, milyen arányban kerülnek be a sejtekbe, és mely sejten belüli állomásokhoz jutnak közel.

A felfedezés a baktériumok mellett vírusokban is gazdag mikrobiomról alkotott képet is árnyalja. A mostani eredmények szerint egyes fágok nemcsak a baktériumokkal, hanem közvetlenül a bélhám felszínével is kapcsolatba léphetnek. Az ilyen tapadást segítő géneket hordozó fágok több gyakori bélfágcsoportban is megtalálhatók. Az elemzések alapján egészséges emberek bélvírus-közösségében nagyobb arányban lehetnek jelen. Ez nem azt jelenti, hogy önmagukban egészséget okoznak, hanem azt, hogy egy ép, jól működő bélnyálkahártya környezetében stabilabban fennmaradhatnak akár indikátorként is szolgálva.

Advertisement

Az eredmények a – baktériumok ellen vírusokat használó – fágterápia szempontjából is fontosak. Ezek a vírusok természetes módon képesek felismerni bizonyos baktériumokat, bejutni a baktériumsejtbe, majd elpusztítani azt. Ez az antibiotikum-rezisztencia miatt különösen fontos irány, hiszen egyre több kórokozóval szemben válnak kevésbé hatékonnyá a megszokott antibiotikumok.

Kintses Bálint, a kutatócsoport vezetője hangsúlyozta, a fágterápia célzott baktériumpusztító lehetőséget kínálhat az antibiotikum-rezisztencia korában, de ahhoz, hogy ezeket a vírusokat terápiásan is pontosabban tudják használni, meg kell érteni, hogyan jutnak el a megfelelő helyre, hogyan maradnak ott, és milyen kapcsolatba léphetnek az emberi szövetekkel.

Advertisement

Ha a szakemberek pontosabban megértik, mely fehérjék irányítják a fágok kötődését az emberi szövetekhez, később olyan fágokat tervezhetnek, amelyek célzottabban jutnak el a szervezet különböző pontjaira, és ott hosszabb ideig megmaradnak. Ez különösen fontos lehet olyan fertőzések kezelésében, ahol a baktériumok nehezen hozzáférhető szöveti környezetben, nyálkahártyák közelében vagy akár emberi sejtek belsejében maradnak fenn.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák