Cellule della pelle in componenti del cervello, senza passare dalle staminali.

Fonte: ADUC

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Trasformare cellule della pelle in componenti del cervello, senza passare dalle staminali. C'e' riuscito un gruppo di scienziati americani della Stanford University School of Medicine, con un esperimento pubblicato online su 'Pnas'. Partendo dalla pelle di topo i ricercatori hanno ottenuto dei cosiddetti precursori neuronali, elementi in grado di dare origine a tutti i tipi di cellule del sistema nervoso: non solo ai neuroni, ma anche ad astrociti e oligodentrociti. Un 'salto' che gli scienziati Usa hanno fatto direttamente, cioe' senza far regredire le cellule di partenza allo stato di pluripotenza tipico delle staminali.
Non solo. Iniettate in particolari topi di laboratorio selezionati in modo da mimare una malattia genetica umana che impedisce la produzione della mielina, la guaina protettiva dei neuroni, i precursori neuronali ottenuti dalla pelle hanno dimostrato di integrarsi efficacemente nel cervello: dopo 10 giorni maturavano in oligodentrociti e iniziavano a rivestire di mielina i neuroni. Ora si tratta di capire se questa via, utile ha ottenere pezzi di ricambio da usare in caso di patologie genetiche o neurodegenerative, sia replicabile anche nell'uomo. Un punto sul quale i ricercatori, pur ottimisti, si mantengono cauti.
Per aggirare gli ostacoli etici legati all'uso di staminali embrionali in medicina rigenerativa, nel 2006 scienziati giapponesi hanno messo a punto una tecnica che permette di 'ringiovanire' cellule adulte fino allo stadio di simil-embrionali, ottenendo le cosiddette staminali pluripotenti indotte. Cellule per le quali, pero', di recente e' emerso un possibile rischio cancro. Ora il team della Stanford University indica un'altra strada da battere, una tecnica che permette di trasformare una cellula adulta in un'altra bypassando del tutto lo stadio di pluripotenza.
La nuova ricerca di questa e'quipe, firmata da Marius Wering (autore senior) ed Ernesto Lujan (primo autore), e' un ulteriore passo avanti rispetto a precedenti esperimenti con cui gli stessi scienziati erano riusciti a trasformare cellule di pelle di topo in neuroni adulti. L'impresa era stata replicata partendo da cellule umane, e successivamente Wering e colleghi avevano ottenuto direttamente neuroni maturi anche da cellule di fegato. In quest'ultimo studio su 'Pnas', il gruppo e' andato oltre: le cellule di pelle non sono state trasformate in neuroni gia' differenziati, ma nei piu' versatili 'precursori neuronali indotti', che consentono di ottenere oltre che neuroni anche oligodendrociti e astrociti. Tutta 'materia prima' potenzialmente utile a riparare il cervello.
"Siamo entusiasti del possibile impiego medico di queste cellule", non nasconde Wering. Anche se, tiene a ribadire Lujan, "e' necessaria ancora molta ricerca prima di poterle impiantare nell'uomo".

Lo strano comportamento dell'ossigeno "sotto pressione".

Fonte: LeScienze.it

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Grazie a una simulazione al computer, è stato definito in 1,9 terapascal il limite di pressione dell'ossigeno, il cui comportamento all'aumentare di questo parametro ha sorpreso i ricercatori: la sua conducibilità elettrica, per esempio, al crescere della pressione, prima aumenta poi diminuisce, e infine aumenta ancora.

1,9 terapascal: a tanto ammonta la pressione, circa 19 milioni di volte superiore alla pressione atmosferica, che è stata determinata come limite per la stabilità della molecola di ossigeno in base a una simulazione al computer condotta presso l'Università della Ruhr a Bochum (RUB).
“Si tratta di un risultato molto sorprendente”, ha commentato Jian Sun, ricercatore del Dipartimento di chimica teorica della RUB, che ha partecipato allo studio, descritto sulle pagine di “Physical Review Letters”. “Altre semplici molecole come quelle di azoto o di idrogeno non sopravvivono a pressioni così elevate”.
Sempre secondo lo studio, reso possibile dalla collaborazione con lo University College di Londra e il National Research Council of Canada, il comportamento dell'ossigeno al crescere della pressione è assai complicato: la sua conducibilità elettrica, per esempio, prima aumenta poi diminuisce, e infine aumenta ancora. Gli atomi di ossigeno sono legati nella molecola di O2 mediante un doppio legame covalente; nel caso dell'azoto, invece, il legame è triplo.
“Si potrebbe pensare che il più debole doppio legame sia più facile da scindere rispetto a quello triplo e che l'ossigeno perciò polimerizzi a pressioni inferiori rispetto all'azoto”, ha spiegato Sun. “Ciò che abbiamo riscontrato è proprio l'opposto, il che è stupefacente a prima vista."
Nella fase condensata, tuttavia, i fattori che entrano in gioco sono un po' diversi: quando i valori della pressione aumentano, le molecole tendono a essere sempre più vicine le une alle altre. Secondo il modello ipotizzato dai ricercatori, le coppie solitarie di elettroni di differenti molecole si respingono fortemente le une con le altre, impedendo loro di avvicinarsi.

"Poiché l'ossigeno ha più coppie solitarie rispetto all'azoto, la forza repulsiva tra le molecole è più forte, il che rende la polimerizzazione più difficoltosa. Tuttavia, il numero di coppie solitarie non può essere il solo determinante della pressione di polimerizzazione: riteniamo che sia sia importante anche la forza dei legami tra gli atomi”.

In condizioni di pressioni elevatissime, i gas molecolari come idrogeno, monossido di carbonio, o azoto polimerizzano in catene, strati o strutture più complesse. Allo stesso tempo, spesso si trasformano da isolanti a metalli, ovvero aumentano la loro conducibilità con l'incremento della pressione. Quest'ultima ricerca mostra che nel caso dell'ossigeno le cose vanno diversamente: in condizioni standard, esso ha proprietà isolanti; quando la pressione aumenta, l'ossigeno si trasforma in un metallo e diviene un superconduttore. Con l'ulteriore incremento della pressione, la sua struttura cambia in un polimero e diviene un semiconduttore; ancora oltre l'ossigeno riassume proprietà metalliche e la conducibilità aumenta nuovamente. La struttura polimerica metallica si trasforma infine in una struttura metallica stratificata.

“La polimerizzazione delle piccole molecole in condizioni di alta pressione è stata oggetto di grande attenzione poiché consente di comprendere la fisica fondamentale e la chimica dei processi geologici e planetari”, ha spiegato Sun. “Per esempio, si stima che la pressione al centro di Giove sia di circa sette terapascal; si è anche scoperto che le molecole polarizzate, come N2 e CO2, hanno proprietà peculiari, come alte densità di energia e una elevatissima durezza”.

Il pettine di raggi ultravioletti.

Fonte: Galileonet.it

In fisica ci sono molti campi di ricerca che richiedono di studiare la materia con una precisione sempre più alta. Per esempio, per calcolare il tempo in maniera davvero accurata, come serve quando si vuole stabilire la velocità e il tempo di volo dei neutrini, i fisici hanno bisogno di orologi atomici sempre più precisi. Potrebbe essere proprio questa una delle più importanti applicazioni del nuovo sistema di emissione di fotoni nell’ultravioletto creato dai ricercatori dell’Università del Colorado. Secondo gli scienziati, lo strumento, capace di emettere tante onde elettromagnetiche a distanze fisse l’una dall’altra, permetterà di analizzare e lavorare lo spettro di radiazione con ancor più attenzione. Lo studio che ne parla è stato pubblicato su Nature.
Si tratta, in sostanza, di una sorta di “pettine di raggi elettromagnetici" con denti equi-distanziati, ovvero una sequenza di impulsi di brevissima durata (meno di un picosecondo, un millesimo di miliardesimo di secondo, tutti alla stessa distanza). I fisici avevano già ottenuto uno strumento del genere in precedenza, ma fino ad ora non erano mai riusciti a far sì che il pettine emettesse nell’ultravioletto. Per ottenere questo risultato, i ricercatori hanno dovuto costruire una sorgente (una cavità ottica simile a quella di un normale laser) che amplificasse la radiazione al suo interno molto più di quanto non si verifichi in un normale laser o nei precedenti strumenti dello stesso tipo. L'obiettivo è stato raggiunto sfruttando le proprietà della risonanza armonica, un fenomeno che prevede che la radiazione elettromagnetica abbia solo frequenze multiple di una determinata frequenza fondamentale.
Lo strumento pensato dai ricercatori statunitensi potrebbe essere usato anche per confermare (o smentire) l’impalcatura su cui si basa il Modello Standard, la teoria che ad oggi si pensa descriva l’Universo. Per fare questo, bisogna dimostrare che un certo parametro - chiamato costante di struttura fine - che mette in relazione le principali grandezze fisiche dell'elettromagnetismo, sia effettivamente costante e non abbia subito variazioni nel corso del tempo.
Oltre a questa applicazione, che serve allo studio della fisica teorica, e a quella precedentemente accennata nella costruzione di orologi atomici ultrastabili, i potenziali usi del sistema sono numerosi. Potrebbe già oggi permetterebbe analisi spettroscopiche accurate a più lunghezze d’onda contemporaneamente, ma in futuro potrebbe essere usato per costruire telescopi o sistemi di accelerazione delle particelle sempre migliori.
Riferimento: doi: 10.1038/nature.10711; N&W
Creedit per l'immagine: Jun Ye (Università del Colorado)/Nature

Un piano di difesa contro gli asteroidi.

Fonte: daily.wired.it

Si chiama NeoShield e studierà le migliori strategie per respingere le grandi rocce in avvicinamento. Che cosa scegliereste tra raggi respingenti e missili dirompenti?

La Terra è al centro di una grande pista di autoscontri: ogni anno capita che almeno un asteroide grande come un'auto entri nella nostra atmosfera. Niente di preoccupante, la roccia spaziale si incendia e per gli abitanti del pianeta è anche un bello spettacolo da vedere. Le cose iniziano a farsi più serie quando vicino a noi passano oggetti di ben altre dimensioni. È successo venerdì 27, quando un asteroide di 36 metri di diametro – il nome dice poco, 2012 BX34 – è sfrecciato a 60mila km da casa nostra (ancora più vicino di quello che ci ha sfiorati a novembre).

La vita sulla Terra è andata avanti come se nulla fosse, ma il timore che i giganti dello Spazio possano seguire rotte di collisione con il nostro pianeta ha iniziato a tormentare gli scienziati. Ma il punto è che nessuno sa ancora con precisione qual è il modo migliore per fermare la corsa di un asteroide. Trovare le giuste risposte a questo dilemma da film catastrofico spetterà al nuovo progetto NeoShield (dove Neo sta per Near Earth Objects) coordinato dall'Institute of Planetary Research di Berlino.

Come spiega la Bbc, si tratta di un'iniziativa internazionale che raccoglie Europa, Russia e Stati Uniti nell'impresa di individuare e valutare le migliori strategie di difesa spaziale contro la minaccia dei Neo. In pratica, si tratta di scegliere come trattare un asteroide in rotta di collisione: se accompagnarlo gentilmente verso un'altra strada o bombardarlo con un arsenale missilistico.

Il primo approccio prevede l'impiego di una sonda spaziale sentinella dotata di un raggio gravitazionale capace di agganciare un oggetto spaziale e trascinarlo su rotte che lascino incolume la Terra. Tuttavia, una soluzione del genere prevede che le sentinelle siano pronte a entrare in azione in qualsiasi momento, portandosi nelle vicinanze dei bersagli pericolosi.

Un'altra soluzione prevede invece di modificare la rotta dei colossi spaziali diretti verso la Terra urtandoli con qualcosa. Infatti, già nel 2005 con il concept della missione Don Quijote era stata tracciata l'ipotesi di deflettere gli asteroidi attraverso l'impatto di una navicella kamikaze, ma il progetto non ha ancora visto la luce.

L'ultima ipotesi prevede sempre di dirottare gli asteroidi colpendoli, ma questa volta con missili. Secondo gli esperti, le armi detonanti sarebbero le uniche risorse in grado di deflettere gli oggetti mastodontici che minacciano la Terra. Ma anche in questo caso, prima di sparare contro il primo asteroide che passa, gli scienziati devono essere sicuri di poter prevedere quali saranno gli effetti prodotti su rocce di diversa consistenza. Infatti, c'è sempre il rischio che il bersaglio rilasci frammenti pericolosi. Se non altro, diversamente da quanto potrebbero suggerire i cliché cinematografici, il progetto NeoShield non intende utilizzare armi nucleari.

Nei prossimi anni, gli scienziati terranno gli occhi ben puntati sulla Galassia nel tentativo di capire quante brutte sorprese dovremo aspettarci dai Neo. Secondo il Wise telescope della Nasa, esistono più di 19mila asteroidi di raggio compreso tra 0,1 e 1 km le cui rotte devono essere ancora ben definite.

(Credit per la foto: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC))

La nuova corsa alla fusione fredda.

Fonte: daily.wired.it

Il generatore dell'italiano Andrea Rossi non è il solo a occupare il palcoscenico delle fonti di energia più controverse del mondo. Ecco chi gli contende il posto.

Produrre enormi quantità di energia senza inquinare il pianeta. Sulla carta è un obiettivo molto nobile, ma nella realtà dei fatti e tutta un'altra cosa. Deve essere per questo che l' E-Cat di Andrea Rossi è ancora avvolto in una densa coltre di mistero. L'inventore italiano sembra aver scelto gli Stati Uniti per effettuare nuove prove con il suo generatore di vapore alimentato da una reazione nucleare tra nichel e idrogeno. Ma senza prove concrete, è difficile fidarsi. Ecco perché, come spiega Wired.uk, il panorama della fusione fredda degli ultimi decenni è nutrito di casi emblematici. La scarsa credibilità dei prototipi simili a E-Cat è dovuta al fatto che promettono di produrre molta più energia di quella necessaria a farli funzionare. Di fatto è un concetto del tutto impossibile, a meno che non si tirino in ballo i processi di fusione del nucleo che avvengono normalmente dentro le stelle a temperature di milioni di gradi. Nel 1989, gli elettrochimici Stanley Pons e Martin Fleischmann dissero di aver ottenuto gli stessi risultati della nostra stella in un comune laboratorio, ma furono immediatamente smentiti. Ma ancora oggi c'è chi non demorde. 

 E-Cat
L'invenzione di Andra Rossi è sicuramente la punta di diamante di chi crede che la fusione fredda possa entrare nelle nostre case in modo semplice e pulito. Dopo la prima serie di controversi esperimenti condotti a Bologna – i cui risultati non sono mai stati comprovati da esperti indipendenti – Rossi ha trasferito il proprio business negli States dove ha già messo in offerta i propri generatori da un Megawatt. Il prezzo? 1,5 milioni di dollari.

Le caratteristiche del suo generatore a fusione fredda farebbero quasi gridare al miracolo: con un chilogrammo di nichel E-Cat produrrebbe l'equivalente d'energia ottenuto dalla combustione di 200 tonnellate di petrolio, ma con zero emissioni di anidride carbonica. I numeri volano alti fino alle stelle, ed entro il 2013 il gruppo di Rossi promette di lanciare sul mercato anche una linea di generatori per la casa da 10 Kilowatt. In lista d'attesa ci sarebbero già 10mila persone.

Il giallo di Ampenergo
Già nel 2011, il generatore da un Megawatt sponsorizzato da Rossi aveva più volte fatto la spola tra il capannone sperimentale di Bologna e una azienda americana, la Ampenergo. Come si legge nel suo sito web, il ruolo della corporation consiste nel promuovere la commercializzazione di E-Cat nelle Americhe.

Tuttavia, vista da vicino, la compagnia non sembra altro che una scatola vuota costruita all'occorrenza. La pagina online, scarna di contenuti, è stata registrata solo nel dicembre 2010, e non ha ricevuto che un aggiornamento lo scorso giugno. Secondo i registri americani, poi, Ampenergo sarebbe tuttora inattiva. E, stranamente, l'indirizzo dei suoi uffici coincide con quelli della Leonardo corp di Andrea Rossi.

La concorrenza
I vecchi compagni di viaggio a volte possono pugnalarti alle spalle. Sembra essere il caso della azienda greca Defkalion che, dopo essere stata in affari con Rossi, ha rotto un contratto di collaborazione e si è messa in proprio. Forte della collaborazione tecnica avuta con l'inventore di E-Cat, la ditta ellenica ha messo a punto Hyperion, un reattore del tutto simile alla controparte italiana.

Il dispositivo sarebbe in grado di generare una quantità di energia fino a 30 volte superiore a quella necessaria per metterlo in azione. Un altro prodigio della fusione nucleare tra nichel e idrogeno. A differenza dell'invenzione di Rossi, Defkalion sembra bene intenzionata a diffondere alcune schede tecniche del prototipo, e promette di pubblicare nuovi dati sui test di funzionamento. Le scelte sono due: o stanno cavalcando l'onda di E-Cat, o vogliono davvero risollevare l'economia greca.

La via del plasma
Oltre ai reattori fai-da-te, esistono progetti più seri che puntano da anni sulla fusione nucleare come soluzione al dilemma dell'approvvigionamento di energia. Uno di questi si chiama Iter, nato nel 1985 a seguito dell'accordo proposto dal presidente francese François Mitterand, il ministro inglese Margaret Thatcher e il segretario sovietico Mikhail Gorbaciov al presidente americano Ronald Reagan. Ne è nata una collaborazione mondiale – a cui in seguito si sono uniti l'Unione Europea e altri paesi – mirata a utilizzare l'energia atomica per scopi pacifici.

Attraverso l'impiego di un dispositivo tokamak in grado di gestire del plasma ad alta temperatura, il progetto Iter punta a riprodurre la fusione di due atomi pesanti di idrogeno (deuterio e trizio) in uno di elio. Proprio come avviene nelle stelle, a parte il fatto che si rimane con i piedi ben saldi sulla Terra. Il progetto è davvero ambizioso, e i primi test avranno luogo solo nel 2020 presso il sito francese di St-Paul-lez-Durance. 

Sistemi non biologici, in grado di autoriprodursi.

Nel 1950,Von Neumann,ipotizzò una macchina in grado di autoriprodursi,il cui ciclo di replicazione risultava sorprendentemente simile a quello dei virus.Ne Il principio antropico,Barrow e Tipler spiegano con le seguenti parole il funzionamento di una macchina di Von Neumann:

“Nello schema di Von Neumann una macchina che si autoriproduce è composta di due parti, un costruttore e un deposito d’informazione che contiene le istruzioni per il costruttore.Quest’ultimo è una macchina che manipola la materia quanto è necessario per fare le varie parti della macchina autoreplicante e assemblarle nell’assetto finale.La complessità del costruttore dipende tanto da quella della macchina autoreplicante che dai materiali disponibili nell’ambiente.Il modello più generale di costruttore, detto costruttore universale,è una macchina,o se preferite un robot,capace di fare qualunque cosa purchè le si diano le istruzioni appropriate.(...)
Il deposito di informazione è costituito dalla memoria di un calcolatore contenente istruzioni dettagliate su come il costruttore deve manipolare la materia: per prima cosa fornisce le istruzioni per fare una copia di un costruttore senza deposito di informazione,o di un costruttore con una memoria di calcolatore vuota.Il deposito di informazione viene quindi duplicato,ovvero si registra l’informazione contenuta nella memoria del calcolatore.Da ultimo,il deposito di informazione e il costruttore vengono assemblati,così da formare una copia della macchina originale.La copia possiede tutta l’informazione dell’originale,ed è dunque capace di autoriprodursi nello stesso ambiente”.

Qualcuno a questo punto però,potrebbe obiettare sul fatto che la macchina di Von Neumann sia da intendersi come un’entità fisica aperta verso l’ambiente ad essa circostante(nonostante il fatto che sia in grado di autoriprodursi);e infatti avrebbe tutte le ragioni di questo mondo per farlo.La macchina di Von Neumann descritta da Barrow e Tipler,è certamente in grado di autoriprodursi,ma non è assolutamente in grado di autoalimentarsi,condizione essenziale per poter parlare di un’entità fisica aperta verso l’ambiente ad essa circostante.Tale macchina,per produrne delle altre simili ad essa in tutto e per tutto,deve compiere un lavoro,il che significa consumare dell’energia. Essa quindi potrà produrre soltanto un numero limitato di macchine, un numero che sarà in relazione ovviamente alla propria autonomia (ossia alla durata delle proprie batterie!).Le macchine che vengono prodotte,saranno a loro volta vincolate dalla quantità di energia di cui inizialmente dispongono, destinata a scemare man mano che esse ne producono delle altre.Per poter parlare quindi di una macchina, simile in tutto e per tutto ad un sistema vivente,ossia ad un’entità fisica aperta verso l’ambiente ad essa circostante e in grado quindi di autoalimentarsi e secondariamente di riprodursi,occorre che quest’ultima sia in grado di carpire costantemente energia dall’ambiente ad essa circostante ...senza mai usufruire di alcun intervento da parte dell’uomo!È sulla base di questi principi,che potremo elaborare,in un futuro sicuramente non molto lontano,una sorta di macchina ...a moto perpetuo.Per le macchine in grado di auto-replicarsi comunque,occorrerà aspettare ancora molto...moltissimo tempo.
La creazione di tali machine,in grado di rispecchiare dei veri e propri sistemi viventi,non è comunque impossibile.Una soluzione potrebbe essere quella di far sì che esse si alimentino con l’energia solare;ma purtroppo con la tecnologia di cui disponiamo oggigiorno,esse comunque non riuscirebbero ad accumulare costantemente quantità sufficientemente elevate di tale energia per potersi riprodurre.

Lee Cronin: Dare vita alla materia - Video SUB ITA