Revolver Maps

пятница, 28 октября 2016 г.

Электрическая бактерия

"There are more things in heaven and earth, Horatio, than are dreamt of in your philosophy."


Исследователи обнаружили организмы, метаболизм которых состоит в поедании и выделении... электронов. 

Может быть эти бактерии помогут нам справиться с проблемами загрязнения, очистки воды или при создании биокомпьютера...


Воткните электрод в землю и ничего не случится. Конечно, если выбрать правильное место. А если его воткнуть в ил речушки, ток потечет.


Виновником является класс микробов-электростанций, способных проводить электроны через мембраны во внешний мир. Забирая электроны у органической «пищи», такой как ацетат или молочная кислота, и передавая их металлическим соединениям вне клеточных стенок, эти бактерии «дышат» металлами, как люди или кишечная палочка дышат кислородом.

Оказывается, многие такие организмы могут дышать подобным образом и инженеры и микробиологи пытаются научиться использовать их, пытаясь заставить работать основанные на таких микробах электроды в химических датчиках, системах очистки и опреснения воды.



Электромикробиология

  Исследователи, занимающиеся «электромикробиологией» изучают два рода бактерий — Геобактерии и Shewanella oneidensis. Дерек Ловли (Derek Lovley) из университета Массачусетса, в Амхерсте, выделил их из ила реки Потомак в 1988 году, когда искал микроорганизмы, которые могут «использовать железо так, как мы используем кислород». Он обнаружил, что Геобактерии способны удалять органические загрязнения и тяжелые металлы. Они также способны уменьшать содержание оксидов железа в окружающей среде.

  Спустя годы, Ловли был привлечен Управлением военно-морских исследований для изучения того, как электроды, помещенные в морской ил, могут вырабатывать электричество — явление, которое моряки хотели использовать для питания подводных инструментов. Предоположив, что Геобактерии и подобные им организмы могут объяснить явление, Ловли дал эту тему своему аспиранту Даниелю Бонду, ныне работающему в университете Миннесоты в Сент-Поле.



Бонд, который как ребенок радовался, создавая электрические цепи, обнаружил, что в отсутствии кислорода, электрод, помещенный в морской ил, покрывается слоем бактерий, главным образом семейства Geobacteraceae. Эти бактерии действительно способны извлекать электроны из ацетата или бензоата и передавать их прямо на электрод без обычных химических посредников — производя электрических ток. Но убейте культуру и ток прекращался. (1)


Кеннет Нильсон (Kenneth Nealson), сейчас работающий в университете Южной Калифорнии, в 1988 году изучал Shewanella oneidensis MR-1 (сейчас их называют Alteromonas putrefaciens MR-1), пытаясь объяснить резкое уменьшение содержание марганца в водах озер на севере штата Нью-Йорк. (2) S. oneidensis MR-1 был одним из 20 микробов, которые он выделил, способных превращать твердый марганец в растворимый минерал. Он занялся этим микробом всего лишь из «удобства эксперимента», поскольку он мог расти в присутствии ксилорода.


Вскоре после этого, Хон Ким (Hong Kim), коллега из Кореи, предположил, что если S. oneidensis MR-1 могут проводить электроны через стенки клеток наружу, возможно, они способны работать как микробные батареи, то есть производить электрическую работу.


«Как, черт возьми, бактерия делает это?» - сказал Нильсон. - «Как они проводят электроны через мембрану, которая и создана как раз для того, чтобы электроны не проходили через неё?»
Стремление найти ответ на этот вопрос вовлекло его и его коллег в исследование, которое длилось почти четверть века.



Прекрасный маленький комплекс

Большинство хорошо изученных микроорганизмов и эукариотов используют связанные с мембраной цепи переноса электронов для превращения сахара в пригодную для использования химическую энергию. Извлекаемые из пищи электроны проходят через мембрану с помощью химических молекул-носителей. Когда это происходит, протоны накачиваются через мембрану, создавая градиент поля, выполняющий важную роль в в образовании АТФ. Электрические микробы используют этот же самый базовый процесс. Ловли объясняет отличие: «Последний финальный этап, в котором в типичном микробе или эукариоте электроны направляются в кислород внутри клетки, у них они выводятся наружу клетки».



 В S. oneidensis MR-1, этот маршрут включает богатый железом гем-протеиновый комплекс (гем — небелковая часть гемоглобина), который создает «проводки» через внешнюю мембрану. «Вы имеете что-то типа проводника, состоящего из непрерывной цепочки из 15-20 гемов,» - сказал Бонд. - «Это красивый маленький комплекс».


Геобактерия имеет сходную структуру, хотя развивалась независимо. И она может проводить свои электроны прямо внешним молекулам с помощью проводящих ниевидных структур, называемых фимбрии, которые работают как «органические проводящие полимеры», согласно Ловли. В недавнем исследовании его группа использовала электростатическую силовую микроскопию, чтобы вводит ток в фимбрии и наблюдать его распространение. Исследование показало, что электроны в фимбриях не парескакивают от носителя к носителю, как это обычно происходит в биологии, а движутся как в обычных проводниках или углеродных нанотрубках. «Я не ожидал такого,» - говорит он. - «Этот белок, однако, работает именно так». (3)


Другие бактерии, например Shewanella, используют циклические органические соединения, такие как флавинмононуклеотид, в качестве электронных челноков или используют поверхностно-связанные цитохромы.




Электрические микробы

Геобактерия и Shewanella являются верхушкой айсберга электромикробиологии. Похоже, все, что требуется, это воткнуть электрод в землю, подождать пару недель, соскрести образовавшуюся биопленку и начать выделение молекул.


Каждый организм, конечно, обладает уникальными свойствами. Как среди людей, одни выше или быстрее других, ненкторые микробы предпочитают одну еду, другие - другую, одни производят больше электронов, другие — меньше. «В зависимости от того, где бактерия находилась до того, как вы ее выделили, зависит и их активность,» - объясняет Нильсон.


Некоторые могут даже запустить электрический процесс в обратном направлении. В лаборатории Бонда обнаружили микроб, названный Mariprofundus ( название напоминает известную католическую молитву Ex profundus), который может брать электрон у электрода и передавать его кислороду — без пищи вообще. «Они создают биомассу и их метаболизм не использует ничего, кроме цепочки электронов».


Даже Shewanella может действовать таким образом, что означает, что она может расти на обеих сторонах микробного топливного элемента, генерируя электроны на аноде и потребляя их на катоде. По словам Нильсона Shewanell «...совершенный шизофреник. На аноде ее метаболизм анаэробный, а на катоде — аэробный.»


Исследователи даже нашли, что микробы могут передавать электроны другим организмам.



Энергия для новых применений

Электрически активные бактерии, похоже, способны работать без внешней энергии. «Это дает большой простор для работы инженеров,» - говорит Джийон «Джейсон» Рен из университета Колорадо в Баулдере.


Рен занимается очисткой воды, очень энерго-затратной операцией. Рен надеется, что использование «энергетических микробов» способно резко снизить расходы электроэнергии.


Другие возможные использования — опреснение воды, восстановление почв и даже биокомпьютер.


Ну а Нильсон надеется, что эти организмы пригодятся в странах третьего мира для создания возобновляемых источников питьевой воды, без роста использования энергии.


Но это уже дело не исследователей, а инженеров использовать «энергетические организмы». Они становятся все популярнее в лабораторных исследованиях.

«Это самая удивительная вещь, которую вы видели. Это не устаревает,» - говорит с присущим ему энтузиазмом Бон.


Литература:


1. Bond, D.R., Holmes, D.E., Tender, L.M., and D.R. Lovley. 2002. Electrode-reducing microorganisms harvesting energy from marine sediments. Science. 295:483-485.

2. Myers C.R. and Nealson K.H. 1988. Bacterial manganese reduction and growth with manganese oxide as the sole electron acceptor. Science, 240:1319-21.

3. Malvankar N.S., Yalcin S.E., Tuominen M.T., and Lovley D.R. 2014. Visualization of charge propagation along individual pili proteins using ambient electrostatic force microscopy. Nature Nanotechnology, doi: 10.1038/nnano.2014.236. [Epub ahead of print]

Источник: Biotechniques


вторник, 25 октября 2016 г.

Лицо Клеопатры: была ли она красавицей?

"Age cannot wither her, nor custom stale her infinite variety; other women cloy the appetites they feed, but she makes hungry where most she satisfies." - Shakespeare


Клеопатра всегда вызывает интерес. Так, когда в 2007 маленькая монетка из коллекции Античного Общества Ньюкасла изменила наше представление о ней, об этом сообщили во всем мире.

Марк Антоний и Клеопатра

Журналисты были шокированы. В сообщении говорилось о том, что Клеопатра вовсе не была королевой красоты. Лицо на монете не имело ничего общего с лицом Элизабет Тейлор. Более того, она выглядит “простоватой” и даже “сварливой”. Это посчитали откровением.
Однако, не смотря на все фанфары, в монете из Ньюкасла не было ничего необычного. Сохранились монеты с изображением Клеопатры и они обычно повторяют те же черты, которые так изумили всех: большой нос, покатый лоб, острый подбородок и глубоко посаженные глаза.

Изображения на монетах, возможно удивляющие тех, кто вырос с “Голливудской Клеопатрой”, единственные достоверные изображения этой женщины. Это однако не останавливает людей от стремления обвинить их в неточности и излишней стилизации, несмотря ни на что живет надежда на то, что у Клеопатры было другое лицо, то, которое отвечает нашим ожданиям. Возможно, полагают они, эти неубедительные портреты были выполнены слабыми художниками.

Однако, нет никаких причин думать, что эти изображения неверны. В то время в Средиземноморье было модным изображать людей с бородавками и всеми их личными особенностями и нет никаких оснований считать, что изображения Клеопатры являются исключением из правила. Возможно, такие черты, как большой нос или острый подбородок были слегка утрированы, но это потому, что данные черты были наиболее узнаваемыми особенностями изображаемого человека. В этом смысле они реалистичны.

Портреты отца Клеопатры встречаются значительно реже, чем её собственные, но на них мы видим тот же большой нос и покатый лоб. Так что они вероятно были фамильными чертами. Её любовники так же не соответствуют современным представлениям: Цезарь с тощей морщинистой шеей и лысой головой, да и Антоний с торчащим подбородком и сломанным носом не очень похож на Ричарда Бартона.

Монеты чеканились в разных местах восточного Средиземноморья, от Александрии в Египте до порта Патрас в Греции. Марк Антоний даровал Клеопатре несколько восточных городов и территорий и с этих местах выпускались монеты в честь новой правительницы. Хотя изображения на монетах отличаются по стилю от художника к художнику, они совпадают в деталях, что говорит о том, что они следовали общей линии, гравируя штампы для монет. Похоже, что они копировали официальное изображение, одобренное царицей, включая нос и подбородок.

Несмотря на легендарную любовьк роскоши, портреты весьма скромные. Вокруг головы полотняная диадема эллинистического типа. Волосы стянуты в косичках назад с бутончиком у основания головы. Плечи покрывала мантия. В ушах были наборные серьги, а вокруг шеи нитка жемчуга, единственное свидетельство богатства, которое римский поэто Лукиан, считавший Клеопатру развратницей, описывал как “шею и волосы со всеми сокровищами Красного моря”. На некоторых монетах мантия сколота застежкой с нитями жемчуга – драгоценность служившая знаком (возможно, подарок Цезаря или Антония).

Большинство монет с её изображениями датируется концом 30-х годов до Р.Х., когда ей было уже под сорок. Часто она изображена с Марком Антонием, чей портрет иногда изображался на другой стороне монеты, а иногда вместе с ней. Но всегда она описывается как царица своего царства, а не супруга Антония: “Царица Клеопатра, Новая Богиня”, “За царицу царств и царевичей”. Иногда на изображающих её монетах совсем нет надписей – её узнаваемые черты сами говорили за себя смотрящему.

Современная негативная реакция на изображения Клеопатры больше говорит нам о нашей любви к историям, чем о самой знаменитой царице Египта, правившей с 51 до 30 года до н.э. Для нас её изображения вступают в конфликт с великим мифом о Клеопатре, мифом настолько великим, что он совершенно заслонил личность за ним.

Не Голливуд придумал легенду о великой соблазнительнице, он не имеет такого влияния на мир. Он просто следовал древней традиции. Лишь только Клеопатра умерла (предположительно от укуса змеи), появилась и легенда. В 31 году до Р.Х. Она и её любовник Марк Антоний потерпели поражение от Октавиана и на следующий год покончили с собой.

Октавиан был победителем, но победителем в кровавой междуусобной войне римлян с римлянами.

Клеопатра стала удобным козлом отпущения. Октавиан заявил, что вел войну против иностранной царицы, а не против Антония. Таким образом Антоний мог быть представлен как благородный римлянин, предавший родину из-за козней коварной соблазнительницы. Клеопатра представала как неотразимая и экзотичная femme fatale, и римские писатели подхватили эту тему. Гораций объявил её “смертельным чудовищем”, Проперциус вообще не стал церемониться, обозвав царицу “шлюхой”. Однако, нужно было что-то еще, какие-то особые качества чтобы объяснить, как ей удалось завоевать и Юлия Цезаря и Марка Антония: согласно Диону Кассию она была “женщиной поразительной красоты... способной покорить любого”.

Но но все приняли такое объяснение. Столетием позже Плутарх выразил сомнение в её необычайных физических свойствах. “Её красота была в ней самой, - писал он, - она не поражала тех, кто смотрел на неё”. Тем не менее, он наделял её “неотразимым обаянием”.Умная и талантливая, Клеопатра имела дар дать почувствовать человеку, что он находится в центре её внимания. И это качество, в большей степени, чем физические данные, помогла ей завоевать и Цезаря и Антония. Даже Дион признавал, что Клеопатра “знала, как сделать себя нужной каждому”. Вероятно именно это ближе всего описывает характер Клеопатры.

Прекрасная коварная соблазнительница создана пропагандой Октавиана, которая невольно создала легенду о величайшей любви в истории. Но монеты открывают нам другую историю - две амбициозные политические фигуры, вместе создающих свое будущее: Антоний, римский триумвир, и Клеопатра, царица царей.

Возможно, не так романтично. Но лицо на монетах служит этому доказательством.

Источник:
Professor Kevin Butcher from the University of Warwick is the co-author of The Metallurgy of Roman Silver Coinage: From the Reform of Nero to the Reform of Trajan, (Cambridge University Press, 2014).

среда, 19 октября 2016 г.

Разгадана загадка запаха ладана


Две ранее неизвестных молекулы ответственны за запах одного из самых древних ароматов в мире, одного из даров младенцу Иисусу, за запах ладана.

Исследователи извлекли создающие запах молекулы из древнего благовония, назвав их олибановыми кислотами (olibanum — ладан).

"Их концентрация очень мала" — менее 100 частей на миллион, сообщил Николас Бальдовини из Института химии в Ницце. - "Выделить их было очень сложно."

Таинственные молекулы

Ладан, возможно, одно из древнейших благовоний, используемых человечеством. Ароматная камеде-смола (Gummi-resina Olibanum) производится растениями из рода Босвеллия и сжигалась в качестве благовония в древних Месопотамии и Египте. Археологические исследования свидетельствуют об использовании ладана, уже в конце четвертого тысячелетия до нашей эры. Королева Сабы подарила его царю Соломону, а три волхва — младенцу Иисусу.

"Как и для многих натуральных ароматов, природа запаха еще малопонятна," - сказал Бадолини, добавив, что у него есть личные мотивы изучать ладан. - "Я действительно люблю его запах."

Бальдовини с коллегами последовательно, в многоступенчатом процессе, разделили эфирное масло ладана на составляющие. А специалисты, именуемые в парфюмерии «носами», определяли по запаху, какая фракция ответственна за запах.


Синтезируя аромат

В ходе этого процесса исследователи идентифицировали «зону запаха», ответственную за "типично бальзамический, церковный запах ладана." Об этом они сообщили 4 октября в журнале Angewandte Chemie: International Edition. Дальнейший анализ выявил, что молекулы, ответственные за запах, должны быть 1(+)-транс- и 1(+)-цис-2- этил-циклопропил-карбоновые кислоты. В химии "транс" и "цис" говорят о том, что молекулы зеркальные. Структура одинакова, но зеркально отображенная.

Удивительно было обнаружить, что ранее неизвестные молекулы объясняют особый запах ладана.

Бальдовини и его коллеги смогли синтезировать молекулы, которые, возможно, смогут быть использованы в парфюмерии.

"Мы запатентовали использование этих соединений в парфюмерии," сообщил Бальдовини.

Источник: Livescience

воскресенье, 16 октября 2016 г.

Watch "EQ-Radio Can Detect Human Emotion With Wireless Signals" Video at TechBriefs




A new technology from
MIT can infer a person’s emotions from RF signals reflected off his
body. EQ-Radio transmits an RF signal and analyzes its reflections off a
person’s body to recognize his emotional state. The key enabler
underlying EQ-Radio is a new algorithm for extracting the individual
heartbeats from the wireless signal at an accuracy comparable to on-body
ECG monitors. The resulting beats are then used to compute
emotion-dependent features which feed a machine-learning emotion
classifier. The MIT team has demonstrated through a user study that its
emotion recognition accuracy is on par with state-of-the-art emotion
recognition systems that require a person to be hooked to an ECG
monitor.




Watch "EQ-Radio Can Detect Human Emotion With Wireless Signals" Video at TechBriefs

суббота, 15 октября 2016 г.

Грейс Беделл, которой мы обязаны образом Линкольна

15 октября 1860 11- летняя Грейс Беделл из городка Уэстфилд написала письмо Авраму Линкольну, который баллотировался в президенты США.

«У меня четыре брата и некоторые будут голосовать за вас, а если вы отрастите бакенбарды, я постараюсь, чтобы и остальные голосовали за вас, потому что вы будете выглядеть лучше, ведь у вас худое лицо. Всем леди нравятся бакенбарды и они станут приставать к мужьям, чтобы они голосовали за вас и вы станете президентом. Мой папа будет голосовать за вас и, если бы я была мужчиной, голосовала бы за вас, но я постараюсь сделать так, чтобы все голосовали за вас, а борода сделает вас привлекательнее.»

13 августа 1860 года. Последняя "безбородая" фотография 

В ответном письме Линкольн спросил Грейс, не будет ли он выглядеть глупо, если станет отращивать бороду, ведь никогда не носил даже усов. Поэтому, не дал обещание. Однако, вскоре перестал бриться.

Через месяц после письма Грейси

В своей первой президентской поездке Линкольн проезжал Уэстфилд и спросил, нет ли среди встречающих Грейс.




Они присели прямо на перон. «Грейси, - сказал он, - посмотри на бороду и бакенбарды. Я отрастил их для тебя».

9 февраля 1861 года. За десять дней до встречи с Грейс




Abraham Lincoln online

wikipedia Grace Bedell

суббота, 1 октября 2016 г.

Барле-Хертог - бельгийский архипелаг в нидерландском море

Государственная граница между Барле-Хертог и нидерландской коммуной Барле-Нассау, проходит через кварталы и отдельные дома и разделяет Барле-Хертог на 24 отдельных участка — основное поселение, 20 эксклавов, окружённых территорией Нидерландов и три участка, примыкающих к бельгийской территории. Семь нидерландских эксклавов находятся внутри бельгийской территории (внутри основного поселения и самого большого эксклава).


Это делает жизнь в городке интереснее. Каждый дом должен платить налоги в стране, в которой находится его входная дверь, и некоторые хозяева магазинов изловчились использовать это к своей выгоде — они перенесли свои двери на несколько метров, чтобы получить выгодные налоги. Туристы, совершающие покупки, сталкиваются на одной и той же улице с двумя налогами.

А ребенок, у которого один родитель бельгиец, а второй голландец, получает два паспорта.

Часто отдельные дома оказываются перерезаны государственной границей, чем не преминули воспользоваться владельцы ресторанов. По нидерландским законам рестораны должны были закрываться рано, тогда хозяева ресторанов стали размещать их на границе, во время «закрытия» перемещая клиентов за столики на бельгийской стороне.


Граница Нидерланды - Бельгия

В 1971 году один коррумпированный банк занял дом, оседлавший границу, и оказался недоступным властям обоих государств. Бельгийцы не могли открыть сейф, расположенный на их территории, потому что шифры от замков были «голландскими», а голландцы не могли получить доступ к сейфам, хотя и могли использовать шифры от замков, потому что сейфы были «бельгийскими». Только после того, как власти двух государств договорились о сотрудничестве, они смогли поймать банк на отмывании денег наркобаронов.

Такая сложная граница возникла в результате многолетних сделок между правителями Бреды и герцогами Брабанта, связанными с различием законодательств. Граница была закреплена Маастрихтским соглашением 1843 года.

К чему может привести такая ситуация человека, показано в замечательном фильме "Закон есть закон".