Grüne, rote und gelbe Kiwis, welche Nährwerte haben sie? Wiederauferstehung uralter Viren und menschliches Altern | Aktuelle Themenübersicht

„Hotspot Review | Wichtige Technologieereignisse der Woche“ ist eine neue Grafik- und Textkolumne von Academic Headlines, die den Lesern helfen soll, die brandheißen Technologienachrichten der vergangenen Woche schnell zu verstehen. Aufgrund des begrenzten Platzes (und Wissens) können Sie gerne weitere hinzufügen~

Sie essen dasselbe, warum sind Sie dann dicker als er?

Warum nehmen manche Menschen leichter zu, wenn sie die gleiche Nahrung zu sich nehmen? Dies kann mit der Zusammensetzung der Darmmikroorganismen zusammenhängen.

Eine kürzlich im Fachjournal „Microbiome“ veröffentlichte Studie zeigte, dass die Zusammensetzung der Darmmikroorganismen bei manchen Dänen es ihnen im Durchschnitt ermöglicht, mehr Energie aus der Nahrung zu gewinnen.

Der Studie zufolge untersuchten die Forscher die Restenergie im Kot von 85 Dänen, um die Effizienz der Darmmikroorganismen bei der Energiegewinnung aus der Nahrung zu beurteilen.

Die Ergebnisse zeigten, dass etwa 40 % der Teilnehmer im Vergleich zu den anderen Teilnehmern im Durchschnitt mehr Energie aus der Nahrung aufnahmen und dass diejenigen, die die meiste Energie aus der Nahrung aufnahmen, durchschnittlich 10 % (etwa 9 kg) an Gewicht zunahmen .

In dieser Studie teilten die Forscher die Darmmikroorganismen der meisten Teilnehmer in drei Typen ein: Typ B (Bacteroides), Typ R (Ruminococcus) und Typ P (Prevotella). Teilnehmer, die mehr Energie zu sich nahmen, wiesen eine Darmmikrobenzusammensetzung vom Typ B auf, in der Bacteroides dominierten . Diese mikrobielle Zusammensetzung war bei der Aufnahme von Nährstoffen aus der Nahrung effizienter.

Die Forscher sagten, dass die aktuelle Studie nicht direkt beweisen könne, dass Restenergie im Stuhl mit Gewichtszunahme zusammenhänge, da Menschen mit weniger Restenergie im Stuhl auch eine durchschnittliche Gewichtszunahme aufweisen.

Quelle: China Science Daily

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https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01418-5

Grüne, rote und gelbe Kiwis, welche Nährwerte haben sie?

Kiwis haben einen einzigartigen Geschmack, ein wohlriechendes Aroma und einen hohen Nährwert und erfreuen sich bei den Verbrauchern großer Beliebtheit. In den letzten Jahren ist der Anspruch der Menschen an die Qualität von Obst stetig gestiegen und der Nährwert ist für die Qualität von Obst von entscheidender Bedeutung.

Kürzlich untersuchten Forscher des Botanischen Gartens Wuhan der Chinesischen Akademie der Wissenschaften anhand von 14 Kiwisorten die physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie die Nährwerte verschiedener Kiwisorten. Sie analysierten Pektin, Feuchtigkeit, Chlorophyll, Carotinoide, Flavonoide, Energie, Kohlenhydrate, Protein, Fett, Ballaststoffe, lösliche Zucker, organische Säuren, Vitamine und Aroma der Kiwis anhand der Farbe des Fruchtfleischs und der Artenklassifizierung.

Studien haben gezeigt, dass der Pektingehalt von Kiwis mit grünem Fruchtfleisch deutlich höher ist als der von Kiwis mit rotem oder gelbem Fruchtfleisch. Rote Kiwis haben das höchste Zucker-Säure-Verhältnis und den höchsten Gesamtflavonoidgehalt, aber den niedrigsten Fett- und Ballaststoffgehalt. Neben dem Chlorophyllgehalt ist auch der Gesamt-Carotinoidgehalt der grünfleischigen Kiwis deutlich höher als der der rotfleischigen und gelbfleischigen Kiwis. Gelb- und grünfleischige Kiwis haben einen niedrigen Energie- und Kohlenhydratgehalt.

Darüber hinaus ist der Proteingehalt chinesischer Kiwis und köstlicher Kiwis höher als bei anderen Arten. In rotfleischigen Kiwis wurden vier spezifische flüchtige Verbindungen gefunden, die als das charakteristische Aroma rotfleischiger Kiwis angesehen werden können.

Quelle: Botanischer Garten Wuhan, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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https://www.mdpi.com/2304-8158/12/1/108

Uraltes Virus im menschlichen Genom treibt Alterung voran

Die koevolutionäre Beziehung zwischen Viren und Menschen ist komplex.

Einerseits verursachen Viren beim Menschen Krankheiten und sogar den Tod, und dabei nutzen und verändern sie kontinuierlich das menschliche Genom. Andererseits bekämpft das menschliche Immunsystem aktiv die Virusinvasion, was dazu führt, dass die in das menschliche Genom integrierten Virussequenzen nach und nach vom genetischen Regulationssystem der Wirtszellen übernommen werden und sich gemeinsam weiterentwickeln.

Endogene Retroviren (ERV) sind ein Relikt urzeitlicher Retroviren, die vor Millionen von Jahren in das menschliche Genom eindrangen und sich darin integrierten – ein „uraltes Virusfossil“. Im Laufe der Jahre wurde eine große Menge genetischer Informationen über ERV von menschlichen Zellen erfasst und ist durch Mutationen, Deletionen und andere Veränderungen im menschlichen Genom inaktiv geworden. Sie nehmen etwa 8 % der menschlichen Genomsequenz ein und sind zu einem wichtigen genetischen Gedächtnis geworden .

Das Alter ist einer der größten Risikofaktoren für chronische Erkrankungen beim Menschen. Das menschliche Genom enthält viele „Alterungssignale“. Diese altersbedingten Informationsflüsse erfolgen normalerweise lautlos und werden streng durch die Epigenetik reguliert. Während des Alterungsprozesses geraten diese „Alterungssignale“ jedoch aufgrund epigenetischer Störungen außer Kontrolle und aktivieren eine Reihe von Alterungsprogrammen in den Zellen. Es ist noch unbekannt, ob die alten viralen Elemente des ERV, die einen großen Teil der menschlichen Genomsequenz einnehmen und so ruhend sind wie ein „toter Vulkan“, an der programmierten Regulierung des Alterns beteiligt sind.

Kürzlich entdeckten Wissenschaftler erstmals, dass eine junge ERV-Unterfamilie während der Zellalterung wiedererwacht . Sie stellten die Theorie auf, dass die Wiederauferstehung uralter Viren die Programmierung und Infektiösität des Alterns vermittelt, und entwickelten auf innovative Weise eine mehrdimensionale Interventionsstrategie, um die Wiederauferstehung und Verbreitung uralter ERV-Viren zu blockieren und so die Alterung zu verzögern.

Diese Studie definiert und zeigt systematisch, dass die durch das Altern verursachte Wiederauferstehung des endogenen Retrovirus (AIR-ERV) als treibende Kraft und Messmarker für die Alterung von Zellen, Organen und sogar dem Körper dienen kann. Sie bietet eine neue theoretische Grundlage für die Programmierung, Kaskadenverstärkung und Intervention des Alterns und liefert wichtige Hinweise und Ideen für die wissenschaftliche Bewertung und Frühwarnung des menschlichen Alterns sowie für die Prävention und Behandlung des Alterns und altersbedingter Krankheiten.

Quelle: Institut für Zoologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)01530-6

Wie hilft eine fettreiche Ernährung der Darmflora, die Alterung zu verlangsamen?

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass die Darmflora eine entscheidende und dominierende Rolle bei der Entstehung und Entwicklung des Alterns und altersbedingter Erkrankungen spielt. Durch eine Ernährungsumstellung kann die Flora umgestaltet werden und der Stoffwechsel, die Nährstoffbilanz und sogar die Funktion des Immunsystems des Körpers erheblich beeinflusst werden.

In den letzten Jahren haben Forscher herausgefunden, dass eine Erhöhung des Fettenergieanteils in der Ernährung (z. B. fettreiche Ernährung, ketogene Ernährung) die Bewegungs- und Gedächtnisfunktion von natürlich alternden oder vorzeitig alternden Mäusen verbessern, die Sterblichkeit senken und die gesunde Lebensspanne verlängern kann. Über die Rolle der Darmmikrobiota ist jedoch wenig bekannt.

Kürzlich veröffentlichte die Forschungsgruppe von Professor Wang Zhao an der Fakultät für Pharmazie der Universität Tsinghua online in einer Fachzeitschrift zum Thema Altern eine Forschungsarbeit. Darin wurde berichtet, dass eine fettreiche Ernährung die mit vorzeitiger Alterung verbundenen Phänotypen von SIRT6-Knockout-Mäusen durch eine Verbesserung der Darmflora rettete. Dies lieferte eine theoretische Grundlage für die Bedeutung und Rationalität der Formulierung von Ernährungsplänen auf Grundlage der Floraregulierung.

Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass SIRT6-Knockout-Mäuse typische Anzeichen einer Darmdysbiose zeigten , darunter eine verringerte Bakterienvielfalt, niedrigere Werte kurzkettiger Fettsäuren im Kot, eine verringerte Häufigkeit probiotischer Bacteroidetes und eine erhöhte Häufigkeit pathogener Bakterien wie Enterobacteriaceae, Verrucomicrobiaceae, Proteobacteria und Prevotellaceae.

Als die Darmflora von SIRT6-KO-Mäusen in junge Wildmäuse transplantiert wurde, zeigten die Wildmäuse beschleunigte alterungsbedingte Phänotypen, darunter eine Zunahme der Menge an grobem weißem Haar, niedrigere Blutzuckerwerte, verringerte Fettansammlung und erhöhte Expressionsniveaus von Entzündungsfaktoren (TNFα, IL-1β, IL-6) und Alterungsmarkern (P16, P21) in mehreren Geweben und Organen.

Während eine fettreiche Ernährung die Überlebensrate erhöhte und die Hypoglykämie bei SIRT6-KO-Mäusen verbesserte, veränderte sie auch deren Mikrobiota, insbesondere durch eine signifikante Reduzierung der Escherichia coli-Werte und die Verdrängung von Enterobacteriaceae in den viszeralen Organen. Die Transplantation der Mikrobiota von SIRT6-KO-Mäusen nach einer diätetischen Intervention zurück in KO-Mäuse kann die Expressionsniveaus von Entzündungsfaktoren und Alterungsmarkern in den Geweben und Organen von KO-Mäusen immer noch wirksam reduzieren .

Quelle: Tsinghua-Universität

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.13760

Fettleber schadet dem Gehirn

Kürzlich stellte ein Forscherteam des King's College London und des Roger Williams Liver Institute der Universität Lausanne in der Schweiz in einer Studie über den Zusammenhang zwischen nichtalkoholischer Fettlebererkrankung (NAFLD) und Funktionsstörungen des Gehirns fest , dass die Ansammlung von Fett in der Leber zu Hypoxie des Gehirns und Entzündungen des Gehirngewebes führen kann , die beide nachweislich zu schweren Gehirnerkrankungen führen.

In der Studie ernährte sich die Hälfte der Mäuse von einer Diät, die nicht mehr als 10 % Fett enthielt, während die andere Hälfte eine Diät mit 55 % Fett zu sich nahm, die verarbeitete Lebensmittel und zuckerhaltige Getränke nachahmte.

Die Ergebnisse zeigten, dass alle Mäuse, die große Mengen Fett zu sich nahmen, nach 16 Wochen Symptome von Fettleibigkeit entwickelten und eine NAFLD, Insulinresistenz und Hirnfunktionsstörungen entwickelten.

Die Hauptautorin Dr. Anna Hadjihambi, stellvertretende Leiterin der Leber-Hirn-Achsen-Gruppe am Roger Williams Institute for Liver Diseases und Honorardozentin am King's College London, sagte: „ Die Auswirkungen der Fettansammlung in der Leber auf das Gehirn sind sehr besorgniserregend, da sie zunächst nur milde verlaufen und jahrelang anhalten können, ohne dass die Menschen es bemerken. “

Um die schädlichen Auswirkungen von NAFLD auf das Gehirn zu bekämpfen, züchteten die Wissenschaftler Mäuse mit niedrigeren Konzentrationen eines bestimmten Proteins namens Monocarboxylattransporter 1 (MCT1), das speziell für den Transport von Energiesubstraten verantwortlich ist, die das ordnungsgemäße Funktionieren verschiedener Zellen ermöglichen.

Quelle: China Science Daily

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https://www.journal-of-hepatology.eu/article/S0168-8278(22)03008-2/fulltext

Nature-Titel: Der wissenschaftliche Fortschritt „verlangsamt sich“

Kürzlich analysierte ein Forschungsteam der University of Minnesota und der University of Arizona 25 Millionen Artikel (1945–2010) im Web of Science (WoS) und 3,9 Millionen Patente (1976–2010) in der PatentsView-Datenbank des US-Patent- und Markenamts (USPTO) und stellte fest, dass bahnbrechende Wissenschaft und Technologie in den letzten 60 Jahren immer seltener geworden sind und der wissenschaftliche Fortschritt „nachlässt“. Die Kerngedanken sind folgende:

Es ist unwahrscheinlich, dass in den letzten Jahren veröffentlichte Artikel und Patente bahnbrechende Neuerungen mit sich bringen oder frühere Entdeckungen (wie die Doppelhelix der DNA) überholt machen und Wissenschaft und Technologie in neue Richtungen lenken.

Stattdessen ist es wahrscheinlicher, dass Veröffentlichungen und Patente frühere Arbeiten, wie etwa die Kohn-Sham-Gleichung, konsolidieren oder weiterentwickeln.

Wissenschaftler und Erfinder nutzen für die Entwicklung ihrer neuen Arbeiten zunehmend kleinere Wissenseinheiten.

Dieses Muster gilt für alle wichtigen Wissenschaftsbereiche, einschließlich Technologie, Medizin und Sozialwissenschaften. Der Abwärtstrend sei wahrscheinlich nicht auf Veränderungen bei der Qualität veröffentlichter Arbeiten oder bei den Zitierrichtlinien zurückzuführen, heißt es in dem Papier. Vielmehr sei es darauf zurückzuführen, dass sich Wissenschaftler und Erfinder in den letzten Jahrzehnten auf einen kleineren Bestand an vorhandenem Wissen verlassen hätten, was zwar der Karriere einzelner zugutegekommen sei, dem wissenschaftlichen Fortschritt im Allgemeinen jedoch geschadet habe.

„ Ein gesundes wissenschaftliches Ökosystem umfasst sowohl Verbesserungen früherer Arbeiten als auch bahnbrechende neue Entdeckungen, aber die Art der Forschung verändert sich “, sagte Russell Funk, Assistenzprofessor an der University of Minnesota und korrespondierender Autor des Artikels. „Da inkrementelle Innovationen immer üblicher werden, kann es länger dauern, bis entscheidende Durchbrüche erzielt werden, die die Wissenschaft in Zukunft deutlich voranbringen.“

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https://www.nature.com/articles/s41586-022-05543-x

33-53 Jahre alt, die am meisten Schlafentzug in den letzten 20 Jahren

Eine kürzlich im Wissenschaftsjournal Nature Communications veröffentlichte Studie hat gezeigt, dass Menschen im mittleren Alter weniger schlafen als im frühen und späten Erwachsenenalter . Vom frühen Erwachsenenalter an nimmt die Schlafdauer bis zum Alter von 33 Jahren allmählich ab, um dann im Alter von 53 Jahren wieder anzusteigen.

Für diese Studie rekrutierten Forschungsteams aus Großbritannien und Frankreich 730.187 Teilnehmer aus 63 Ländern, um herauszufinden, wie sich Schlafmuster im Laufe des Lebens verändern und wie sie sich zwischen verschiedenen Ländern unterscheiden.

Die Studie ergab, dass die jüngsten Teilnehmer (19 Jahre alt) am längsten schliefen. Bei den Teilnehmern in ihren Zwanzigern und Dreißigern verringerte sich die Schlafdauer bis zu ihren frühen Fünfzigern, dann stabilisierte sie sich und nahm langsam wieder zu. Die oben genannten Muster der Schlafzeitveränderungen und die neu identifizierten Schlüsselzeitpunkte sind bei Menschen unterschiedlichen Geschlechts, aus unterschiedlichen Ländern und mit unterschiedlichem Bildungsniveau gleich.

Das Forschungsteam sagte, dass die Verringerung der Schlafdauer im mittleren Alter auf die Anforderungen der Elternschaft, der Arbeit und des Alltags zurückzuführen sein könnte.

Quelle: China Science Daily

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https://www.nature.com/articles/s41467-022-34624-8

Wissenschaftler aus China und den USA entwickeln künstliches Gewebe zur Wiederherstellung der Fortpflanzungsfunktion

Eine kürzlich durchgeführte Studie hat ergeben, dass ein von Forschern aus China und den USA entwickeltes künstliches Gewebe die Erektionsfähigkeit beschädigter Penisse bei Schweinen wiederherstellen kann. Dies könnte neue Behandlungsmöglichkeiten für erektile Dysfunktion eröffnen.

Eine erektile Dysfunktion kann verschiedene Ursachen haben, unter anderem kann es zu einer Schädigung der Tunica albuginea kommen . In der Studie ahmte das künstliche Gewebe die Tunica albuginea nach, eine Bindegewebsschicht, die den Schwellkörper bedeckt und sich bei einer Erektion mit Blut füllt.

Schäden an der Tunica albuginea können repariert werden, indem Gewebe von einer anderen Stelle des Körpers entnommen und mit einem Netzwerk aus Proteinen und anderen Molekülen kombiniert wird, um einen stützenden Gewebeflicken zu schaffen. Dieses Pflaster wird jedoch vom Immunsystem abgestoßen und kann die Tunica albuginea wahrscheinlich nicht wirksam imitieren.

Um dieses Problem zu lösen, verwendeten Shi Xuetao von der South China University of Technology und seine Mitarbeiter isotropes Polyvinylalkoholgel, um einen weißen Film zu erzeugen. Es hat eine lockige Faserstruktur, die natürlichem Gewebe ähnelt. In nachfolgenden Tests wurde festgestellt, dass die Penisse der Schweine nach der Injektion von Kochsalzlösung erigiert wurden. Bis zu einem Monat zeigten die Schweine keine Anzeichen einer Abstoßung des künstlichen Gewebes.

„Diese Studie zeigt, dass künstliche Biomaterialien Defekte angemessen und mit guten Ergebnissen reparieren können“, sagte Anthony Atala vom Wake Forest Institute for Regenerative Medicine in North Carolina. „Diese Technologie ist vielversprechend und verdient weitere Untersuchungen, damit sie sicher auf den Menschen übertragen werden kann und den Patienten zugutekommt.“

Quelle: China Science Daily

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https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00663-4

Um Gehörlosen zu helfen, haben Wissenschaftler einen leistungsstarken, bleifreien, flexiblen piezoelektrischen Akustiksensor entwickelt

Daten der Weltgesundheitsorganisation zeigen, dass weltweit etwa 430 Millionen Menschen aufgrund einer Schädigung der Cochlea an Hörverlust leiden und eine Verbesserung des Hörvermögens hauptsächlich durch Cochlea-Implantate möglich ist.

Allerdings verfügen herkömmliche Cochlea-Implantate nur über eine eingeschränkte Spracherkennungsfunktion und die mangelnde Übereinstimmung zwischen den starren Elektroden und dem Weichgewebe kann zu Problemen wie Nervenschäden und Tinnitus führen. Mit der Entwicklung des Internets der Dinge und der künstlichen Intelligenz hat die Forschung an flexiblen, selbstversorgenden Cochlea-Implantaten große Aufmerksamkeit erregt.

Piezoelektrische Materialien können gute Kandidaten für zukünftige Cochlea-Implantate sein, doch herkömmliche bleihaltige piezoelektrische Materialien sind nicht mit Biomaterialien kompatibel und nicht umweltfreundlich. Die elektrische Ausgangsleistung anderer piezoelektrischer Materialien reicht aufgrund ihrer geringen Schall-zu-Elektronen-Umwandlungsleistung nicht aus, um den Hörnerv direkt zu stimulieren. Daher ist die Herstellung leistungsstarker, bleifreier, flexibler piezoelektrischer Akustiksensoren von großer Bedeutung.

Kürzlich berichtete das Team, inspiriert von den Haarzellen des Außenohrs der menschlichen Cochlea, über eine direktschreibende Mikrokegel-Array-Strategie auf Basis mehrkomponentiger bleifreier Perowskitstäbe an quasi-isotropen Phasengrenzen.

Einerseits nutzt diese Strategie die Orientierungstechnik und die quasi-isotrope Phasengrenze, die zwischen zwei verschiedenen orthogonalen Phasen (Amm2 und Pmmm) gebildet wird, um die Wirkung von Spannungen auf die Leistung piezoelektrischer Materialien deutlich zu verbessern und eine verbesserte piezoelektrische Reaktion zu erzielen; Andererseits wird auf der Oberfläche des piezoelektrischen Films ein Mikrokegel-Array eingeführt, um die Kontaktfläche mit den Schallwellen zu vergrößern und die Absorption der Schallwellen zu verbessern, wodurch ein flexibler piezoelektrischer Akustiksensor (FPAS) mit hoher Leistung entsteht.

Der Sensor zeichnet sich durch hohe Empfindlichkeit und einen breiten Frequenzgang aus und deckt häufig verwendete Sprachfrequenzen ab. Es verfügt außerdem über eine Winkelempfindlichkeit und kann zum Aufzeichnen von Tonsignalen sowie zur Realisierung von Spracherkennung und Mensch-Computer-Interaktion verwendet werden. FPAS ist außerdem wasserdicht sowie säure- und laugenbeständig und erfüllt damit die Anforderungen der natürlichen Umgebung an tragbare akustische Sensoren.

Quelle: Institut für Chemie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00654-3

Wissenschaftler erfinden selbstheilende Ionenhaut wie die menschliche Haut

Die menschliche Haut ist ein wichtiges Körperorgan, das über Ionentransportmechanismen äußere mechanische Kräfte wie Druck, Dehnung und Torsion wahrnehmen kann. Darüber hinaus verfügt es über Selbstreparaturfähigkeiten und kann nach einer äußeren Beschädigung seine ursprüngliche Funktion wiederherstellen.

Inspiriert von der Sensorstruktur der menschlichen Haut haben Wissenschaftler nacheinander mehrere ionische Häute mit Ionentransportmechanismen vorgestellt. Sie zeichnen sich durch eine hohe Störfestigkeit, eine ausgezeichnete räumliche Auflösung und eine hervorragende Reaktion auf statische und dynamische Reize aus.

Allerdings sind diese Ionenhäute aufgrund ständiger Abnutzung anfällig für versehentliche mechanische Beschädigungen , die zu Funktionsstörungen oder einer verkürzten Lebensdauer des Geräts führen können. Daher sind Selbstreparaturfähigkeiten, die denen der menschlichen Haut ähneln, wichtige Eigenschaften, die zur Wiederherstellung beschädigter Funktionen erforderlich sind, um die Stabilität zu gewährleisten und die Lebensdauer des Geräts zu verlängern.

Vor kurzem hat ein chinesisch-koreanisches Forschungsteam eine ultra-empfindliche und selbstreparierende Ionenhaut entwickelt. Es hat die gleiche Elastizität wie die menschliche Haut und verfügt über Selbstreparaturfähigkeiten. Seine sensible Tastfunktion kann mit der Wundheilung wiederhergestellt werden.

Abbildung ｜ Designkonzept der ionischen Haut: Die durch die Ionendynamik erzeugte Aktionspotentialstimulation und der Bindungsaustauscheffekt dynamischer Disulfidbindungen simulieren die äußere Kraftwahrnehmung und Selbstheilungsfunktion der menschlichen Haut.

Sie verwendeten ionische Flüssigkeiten als Signalübertragungsmedium und füllten sie mit thermoplastischem Polyurethanmaterial, um einen neuen Typ von Ionenleiter zu entwickeln. Sie verwendeten Silbernanodrähte als flexible Elektroden und Polyurethan als Verpackungsmaterial, um sie zu einer Zielionenhaut zusammenzusetzen.

Da der in das Polyurethan eingeführte Chlorsubstituent eine große Elektronegativität aufweist, besteht eine reversible Ion-Dipol-Wechselwirkung zwischen dem Polyurethan und der ionischen Flüssigkeit. Durch Veränderung der reversiblen Ion-Dipol-Wechselwirkung zwischen dem Chlorsubstituenten und der ionischen Flüssigkeit durch mechanische Stimulation kann die Differenz zwischen der Momentankapazität und der Anfangskapazität effektiv erhöht und dadurch die Empfindlichkeit verbessert werden.

Dieses Forschungsergebnis simuliert das Ionensignalübertragungssystem ähnlich biologischen Tastzellen, steuert die Verteilung der Ionen im Ionenleiter entsprechend der Kraftänderungen und maximiert die Tastwahrnehmung. In dieser Studie wurde ein neues Konzept für die Ionenhauttechnologie vorgeschlagen, mit dem gleichzeitig Wunden und Tastfunktionen wiederhergestellt werden können. Es wird erwartet, dass dieses Konzept auf Mensch-Maschine-Schnittstellen im Bereich der tragbaren medizinischen Versorgung angewendet wird .

Quelle: Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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https://www.nature.com/articles/s41467-022-35434-8

Wissenschaftler schlagen faserförmige photoelektrische künstliche Synapsen vor, um Textilien Wahrnehmung und Gedächtnis zu verleihen

Durch die Integration der traditionellen Textilindustrie in die Elektronik-, Fertigungs-, Sensor- und Internet-of-Things-Technologien werden an allgegenwärtige Textilien höhere Erwartungen gestellt und sie verfügen über mehr Funktionen und entwickeln sich allmählich zu einem neuen Träger der künstlichen Intelligenztechnologie. Als wichtiger Zweig der tragbaren Elektronik haben elektronische Gewebe in den Bereichen Energiegewinnung/-speicherung, Sensorik, Anzeige/Interaktion und Informationsspeicherung/-verarbeitung große Aufmerksamkeit auf sich gezogen.

Als Grundeinheit elektronischer Gewebe sind eindimensionale Funktionsfasern leicht, ultraweich und multifunktional. Durch ausgereifte Webtechnologie können sie zudem zu atmungsaktiven Textilien verarbeitet werden, was für die zukünftige Entwicklung intelligenter Stoffe von großer Bedeutung ist.

Bei der Interaktion zwischen Menschen und der äußeren Umgebung werden mehr als 80 % der externen Informationen über das menschliche Auge aufgenommen. Daher weisen bionische künstliche Sehsysteme großes Potenzial in Anwendungen wie Mensch-Computer-Interaktion, Bilderkennung, autonomem Fahren und optischer Neuromorphie mit geringem Stromverbrauch auf.

In den letzten Jahren haben bionische Sehsysteme auf Basis optoelektronischer künstlicher Synapsen eine rasante Entwicklung durchgemacht. Sie können elektrische Signale/optische Informationen gleichzeitig wahrnehmen und die wahrgenommenen Informationen vorübergehend speichern oder sogar vorläufige Berechnungen durchführen. Derzeit ist die Entwicklung eines tragbaren künstlichen Sehsystems mit guter Flexibilität und Atmungsaktivität noch mit enormen Herausforderungen verbunden.

Kürzlich haben Li Qingwen, Zhang Qi Chong und andere Forscher vom Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften das Konzept eines faserigen optoelektronischen künstlichen synaptischen Geräts vorgeschlagen und verifiziert , das gleichzeitig eine Vielzahl bionischer synaptischer Funktionen realisieren kann, die durch Licht-/elektrische Signale induziert werden, darunter Pulsförderung, Lang-/Kurzzeitplastizität und „Lern-Konsolidierung-Umlernen“-Verhaltensweisen.

Basierend auf der Leistung optoelektronischer Synapsen gelang es den Forschern, mehrere faserähnliche Geräte in atmungsaktive Stoffe einzuweben, wodurch flexible Stoffe einfache digitale Bildinformationen erfassen und speichern können.

Um die visuelle Wahrnehmung und die Gedächtnisfunktionen von Textilien auf Basis faseriger optoelektronischer künstlicher Synapsen zu demonstrieren, haben die Forscher mehrere Geräte in atmungsaktive Stoffe eingewebt und mithilfe von Fotomasken Fotostrom-Bildgebungstextilien konstruiert. Der Stoff ist in der Lage, einfache digitale optische Bildinformationen wahrzunehmen und zu speichern, was sein Potenzial bei der Entwicklung tragbarer visueller Gedächtnissysteme zeigt . Diese Arbeit eröffnet einen neuen Weg für das Design und die Entwicklung flexibler Funktionsfasern mit integrierten Sensorik- und Gedächtnisfunktionen.

Quelle: Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00691-9

Neue Methode zum Nachweis von Helicobacter pylori: 100-mal sensitiver als PCR

Eine Infektion mit Helicobacter pylori ist der wichtigste pathogene Faktor für chronische Gastritis und Magengeschwüre und steht in engem Zusammenhang mit Krankheiten wie Magenkrebs und dem Magenschleimhaut-assoziierten lymphatischen Gewebe (MALT)-Lymphom . Die meisten mit Helicobacter pylori infizierten Menschen können durch die Einnahme einer vom Arzt verschriebenen Mehrfachtherapie geheilt werden. Die meisten infizierten Patienten zeigen jedoch im Frühstadium fast keine Symptome und werden leicht übersehen.

Darüber hinaus erkranken nicht alle mit Helicobacter pylori infizierten Menschen an der Krankheit. Nur Stämme, die das Cytotoxin-assoziierte Protein (CagA) und das Vakuolisierende Toxin (VacA) exprimieren, stehen im Zusammenhang mit Magenentzündungen, Geschwüren und Magenkrebs.

Daher besteht ein dringender Bedarf an schnellen, genauen, hochspezifischen und hochempfindlichen Vor-Ort-Nachweismethoden in der klinischen Praxis, um die Ausbreitung des hochpathogenen Helicobacter pylori zu verhindern und bereits erkrankte Personen in Echtzeit zu überwachen und zu diagnostizieren.

Kürzlich hat das Team von Li Zhiyuan vom Guangzhou Institute of Biomedicine and Health der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine hochempfindliche Nachweismethode für hochpathogene Helicobacter pylori-Stämme vorgeschlagen, indem es die Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP) mit der neuesten CRISPR/Cas12a-Technologie kombiniert.

Bei dieser Methode müssen lediglich Speichelproben untersucht werden, um schnell und genau festzustellen, ob die Patienten mit dem Stamm infiziert sind . Es ist erwiesen, dass es empfindlicher ist als die PCR (100-mal) und mithilfe eines einfachen Wasserbads bei konstanter Temperatur (65 °C) schnell Testergebnisse liefert.

Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zum Nachweis von Helicobacter pylori ist diese Methode einfacher, schneller, kostengünstiger und weist eine höhere Sensitivität und Spezifität auf. Es wird eine wichtige Rolle bei der Erkennung und Behandlung des hochpathogenen Helicobacter pylori in der Allgemeinbevölkerung sowie bei der Entstehung und Verbesserung der Prognose verwandter Krankheiten wie Gastritis, Magengeschwüren und Magenkrebs spielen.

Quelle: Guangzhou Institute of Biomedicine and Health, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Link zum Artikel:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36459819/