Slo-Tech - Kultno igro Doom iz leta 1993 - katere zadnjo skrivnost so razrešili šele pred petimi leti - so do danes preigrali milijoni, hkrati pa so jo številni razvijalci uspeli pognati na najrazličnejši strojni opremi. Pametne ure, računala, mikrovalovne pečice, simulacije (Minecraft, Excel) in celo testi nosečnosti - na vse te naprave so že uspeli spraviti Doom. Zato je ta teden veliko pozornosti požela vest, da Doom teče celo na bakterijah. Resnica je nekoliko bolj kompleksna, a nič manj zanimiva.

Zamisli o molekularnih računalnikih niso nove. Uporaba DNK za računanje ima že 30-letno zgodovino, a so trenutni prototipi izjemno počasni. Način, kako so pognali Doom na bakterijah, s temi poizkusi nima nič skupnega. Doktorska študentka bioinženirstva in sintetične biologije na MIT Lauren Ramlen je Doom prikazovala na zaslonu, ki ga sestavljajo bakterije.

Že leta 2020 je Christopher Voight z MIT-a pokazal, da je možno s celicami E. coli zgraditi zaslon, ki ima binarne pike (torej so pike enobarvne, vključene ali izključene). Celice torej delujejo kot vir svetlobe namesto klasičnih svetil. Nekatere celice namreč proizvajajo kemikalije, ki oddajajo svetlobo - flourescirajo. Pomislite na primer na kresničko.

Lauren Ramlen je nadgradila to...

Slo-Tech - Kraljeva švedska akademija znanosti je danes razglasila letošnja prejemnika Nobelove nagrade za kemijo. Za prelomno delo na razvoju asimetrične organokatalize bosta decembra v Stockholm potovala nemški kemik Benjamin List in britanski kemik David W.C. MacMillan. Približno milijon evrov nagrade si bosta razdelila za odkritja, ki so tlakovala pot novi vrsti sinteze molekul.

Ob današnjem razvoju kemije smo skorajda pozabili, da današnja samoumevnost sinteze kakršnihkoli molekul predstavlja izjemno orodje, ki ga v zgodovini še nismo imeli. Narava pa je bila problem rešila že pred milijoni let, ko je izumila encime. To so zelo velike molekule v živih bitjih, ki katalizirajo kemijske reakcije. V vsakem živem bitju mora nastati na milijone točno določenih molekul, zato so potrebni encimi. Ti poskrbijo, da se reaktanti hitro in selektivno pretvorijo v želene spojine. Ko so raziskovalci prvikrat odkrili encime, so se njihovi kompleksnosti in učinkovitosti lahko le čudili. V našem arzenalu...

Nature - Dve raziskovalni skupini sta ločljivost krioelektronske mikroskopije na stabilnih vzorcih prignali do 1,2 angstrema, s čimer so postali docela razločljivi posamezni atomi. Gre za vrhunec bliskovitega razvoja te tehnike opazovanja biomolekul v preteklem desetletju, ki jo naposled postavlja ob bok rentgenski difrakciji.

Za fino analizo strukture biomolekul, ki sestavljajo žive organizme, optična mikroskopija že dolgo ne zadostuje več. Danes se v ta namen uporabljajo trije pristopi: rentgenska difrakcija, jedrska magnetna resonanca in pa krioelektronska mikroskopija. Še vedno je najbolj razširjena prva med omenjenimi, in sicer zaradi visoke resolucije, ki gre od povprečnih 0,2 nanometra pa v idealnih primerih celo vse do 0,05 nm. Toda rentgenska kristalografija ima pomembno hibo: vzorci morajo biti v kristalni obliki, kar pomeni dolgotrajne, tudi več mesecev trajajoče postopke priprave, dočim nekatere molekule kratkomalo ne kristalizirajo in jih je na ta način nemogoče opazovati.

...

Slo-Tech - Naravoslovni trojček Nobelovih nagrad tradicionalno zaokrožuje kemija, katere prejemnici so v Stockholmu razglasili danes. Nobelovo nagrado za kemijo letos prejmeta francoska biokemičarka Emmanuelle Marie Charpentier in ameriška biokemičarka Jennifer Anne Doudna za razvoj metode za spreminjanje genoma. Gre seveda za metodo genskih škarij CRISPR-Cas9, od katere pričakujemo ogromno in o kateri smo že večkrat pisali. Obetavnost metode je prepoznala Švedska kraljeva akademija znanosti, saj sta prejemnici mladi, metoda pa prav tako (osem let). Charpentier in Doudna sta šele šesta in sedma prejemnica Nobelove nagrade za kemijo v več kot stoletni zgodovini podeljevanja te nagrade.

Zgodba o sistemu CRISP-Cas 9 pa se v resnici začenja povsem nepričakovano. Začenja se z bakterijo Streptococcus in njenim imunskim sistemom, ki sta ga Charpentier in Doudna raziskovali, da bi morda našli nov antibiotik. Že od leta 1953 vemo, da so genske informacije zapisane v DNK, ki se nahaja v (skoraj) vseh...

Nature - Kitajski znanstveniki so mišim v oko vbrizgali raztopino nanodelcev, ki pretvarjajo valovno dolžino svetlobe in tako živalim omogočili, da so videle v infrardečem delu spektra.

Človek zna do neke mere že presegati temo in v ta namen uporablja različne sisteme za nočno opazovanje. Toda ti potrebujejo električno napajanje ali pa določeno obstoječo jakost vidne svetlobe (na primer zvezdne), ki jo nato ojačajo. Zato potekajo tudi raziskave pasivnega zaznavanja infrardečega spektra, se pravi svetlobe z večjo valovno dolžino od rdeče, med 700 nanometri in milimetrom. Raziskovalci z Univerze za znanost in tehnologijo v Hefeju na Kitajskem so razvili nanodelce, ki sevanje z valovno dolžino 980 nm vsrkajo in...

Slo-Tech - Švedska kraljeva akademija znanosti je razglasila letošnje prejemnike Nobelove nagrade za fiziko. Za prelomna odkritja na področje fizike laserjev nagrado prejmejo ameriški fizik Arthur Ashkin (polovico) ter francoski fizik Gérard Mourou in kanadska fizičarka Donna Strickland (vsak četrtino). Ashkin je s 96 leti najstarejši prejemnik nagrade, Donna Strickland pa je šele tretja ženska v zgodovini, ki je dobila Nobelovo nagrado za fiziko (za Marie Curie in Mario Goeppert-Mayer).

Ashkin je doktoriral iz jedrske fizike na Univerzi Cornell. Potem je celo življenje delal v Bell Labs, kjer je odkril številne pomembne pojave. Odkril je na primer fotorefraktivni efekt in piezoelektrične kristale. Letošnjo nagrado je prejel za izum optične pincete, ki omogoča manipulacijo majhnih objektov. Leta 1987 je Ashkin pokazal, kako...

Slo-Tech - Tretji dan razglasitev prejemnikov Nobelovih nagrad je tradicionalno posvečen kemiji. Danes smo tako izvedeli, da so letošnji nagrajenci na področju kemije švicarski biofizik Jacques Dubochet, ameriški biofizik Joachim Frank in škotski fizik Richard Henderson. Nagrado prejmejo za razvoj krioelektronske mikroskopije za določitev strukture biomolekul v raztopinah z visoko ločljivostjo. Letošnji nagrajenci so razvili metodo, s katero lahko danes opazujemo posamezne...

ScienceAlert - Pred mesecem dni je bila vroča novica, da naj bi na Harvardu uspeli pripraviti kovinski vodik. Novica je požela veliko zanimanja, ker gre za že leta 1935 napovedano obliko vodika, ki se nam je vse odtlej izmikala, in zlasti tudi ker številni strokovnjaki navedbam niso verjeli. Avtorja si s hitro objavo, še preden bi izvedla vse potrebne poizkuse za karakterizacijo, nista naredila usluge. Izmerila sta tlak, nista pa na primer preverila agregatnega stanja vzorca in njegove električne prevodnosti. To bo sledilo kasneje, sta dejala, najprej je bilo bistveno objaviti članek.

Kot kaže, bomo morali na kakršnekoli teste še zelo dolgo čakati, ker vzorca kovinskega vodika ni več. Hranili so ga pri temperaturi blizu...

Nobelove nagrade - Na sredini tedna razglasitev letošnjih prejemnikov Nobelovih nagrad smo izvedeli, kdo prejme Nobelovo nagrado za kemijo. Za razvoj fluorescenčne mikroskopije so nagrajeni Američan Eric Betzig, Nemec Stefan W. Hell in Američan William E. Moerner. S svojimi odkritji so omogočili razvoj nove veje optične mikroskopije, ki omogoča vpogled v strukture, ki so manjše od valovne dolžine vidne svetlobe.

Več kot sto let je v mikroskopiji veljala dogma, ki jo je leta 1873 postavil Ernst Abbe in ki pravi, da ni mogoče opazovati predmetov, ki so manjši od polovice valovne dolžine svetlobe. Za vidno svetlobo to pomeni, da je meja okrog 200 nanometrov. Mejo bi lahko pomaknili niže z uporabo svetlobe krajše valovne dolžine, a ima ta že višjo energijo in...

Nobelove nagrade - Švedska kraljeva akademija znanosti je razglasila prejemnike letošnje Nobelove nagrade za fiziko. Isamu Akasaki, Hiroshi Amano in Shuji Nakamuro prejmejo nagrado za odkritje učinkovitih modrih LED-diod, ki omogočajo svetle in varčne vire bele svetlobe.

Diode, ki oddajajo svetlobo, niso nov izum, a so šele v zadnjem desetletju spremenile način osvetljave prostorov in omogočile velikanske prihranke pri porabi energije. Že v 50. in 60. letih prejšnjega stoletja so odkrili, da lahko diode oddajajo vidno svetlobo. Prva patentirana dioda iz leta 1962 je oddajala infrardečo svetlobo, kmalu pa so izdelali diode, ki so svetile rdeče in zeleno. Zaradi nizke porabe energije je bil tudi omejen barvni spekter dovolj za nišne uporabe, medtem ko je bilo...

Science Magazine - Vesolje je, če izvzamemo lokalne zgostitve snovi v zvezde, planete in oblake, precej prazen prostor. V medzvezdnem prostoru je v vsakem kubičnem metru prostora zgolj nekaj delcev (atomov, ionov ali molekul). A ker je vesolje nepredstavljivo veliko, se teh delcev nabere precej, hkrati pa je njihova gostota dovolj nizka, da lahko obstajajo tudi v različnih eksotičnih oblikah, ki so same po sebi manj stabilne in bi na Zemlji reagirale dalje.

Ta teden so v prestižni reviji Science objavili članek (prosto dostopen rokopis članka) o pojavu medzvezdnih absorpcijskih pasov, ki so posledica...

Slo-Tech - Raziskovalci z berlinskega Inštituta za mehko snov in funkcionalne materiale so razvili nov način mikroskopiranja celic, ki združuje prednosti elektronske in klasične mikroskopije, o čemer poročajo v članku Three-dimensional cellular ultrastructure resolved by X-ray microscopy v najnovejši številki revije Nature Methods.

Pri novem načinu mikroskopiranja celičnih preparatov ni treba fiksirati, obarvati ali rezati. Namesto tega celotne celice na hitro zmrznejo in preučujejo v naravnem okolju. Prednost je tudi takojšnja visokoločljivostna trodimenzionalna slika celotne celice, s čimer odpade potreba po mukotrpnem snemanju različnih...

New Scientist - Forenziki so končno prerasli staromodne metode za iskanje krvnih madežev. Z novo kamero, ki so jo razvili Stephen Morgan, Michael Myrick in sodelavci z univerze v Kolumbiji, lahko sedaj kraj zločina pregledajo brez dotikanja in vidijo celo skoraj nevidne vzorce.




Do sedaj so ostanke krvnih madežev iskali s kemikalijo luminol, ki se ga je razpršilo po kraju zločina. Luminol je reagiral z železom v krvi in se modro zasvetil v temi. A luminol ima svoje muhe. Je recimo zelo strupen in lahko kri iznakazi do take mere, da se vzorci pokvarijo in ne morejo več ugotoviti DNK-ja. Najslabša lastnost luminola pa je, da reagira tudi z rjo, kavo in gaziranimi pijačami, kar prinese neželene...

New Scientist - Od iznajdbe vrstičnega tunelskega mikroskopa pred dobrimi dvajsetimi leti lahko vidimo ali vsaj otipamo posamezne atome. Prve posnetke smo sicer dobili že v 70. letih s transmisijsko elektronsko mikroskopijo, nove metode pa te slike še izboljšujejo. Paradoksalno pa večjih struktur, kot so denimo molekule, doslej ni bilo moč videti s takšno ločljivostjo. Problem tiči v nestabilnosti molekul, ki ne zdržijo takšnih sil kot atomi in se prehitro razletijo ob bombardiranju z elektroni.

Problema so se uspešno lotili na IBM Zürich, kjer so si pomagali z modifikacijo tehnike AFM (mikroskop na atomsko...