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L'analisi globale suggerisce che COVID-19 è stagionale

Credito: L. Brian Stauffer, Università dell'Illinois URBANA, Illinois – Con le città di tutto il mondo bloccate ancora una volta in mezzo…

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Credito: L. Brian Stauffer, University of Illinois

URBANA, Ill. – Con le città di tutto il mondo bloccate ancora una volta tra i numeri COVID-19 in aumento, potrebbe essere parzialmente la colpa della stagionalità? Una nuova ricerca dell'Università dell'Illinois dice di sì.

In un documento pubblicato su Evolutionary Bioinformatics, i ricercatori dell'Illinois mostrano casi di COVID-19 e tassi di mortalità, tra le altre metriche epidemiologiche, sono significativamente correlati con la temperatura e la latitudine in 221 paesi.

“Una conclusione è che la malattia può essere stagionale, come l'influenza. Questo è molto rilevante per ciò che dovremmo aspettarci da ora in poi dopo che il vaccino avrà controllato queste prime ondate di COVID-19 ", afferma Gustavo Caetano-Anollés, professore presso il Dipartimento di scienze delle colture, affiliato del Carl R. Woese Institute for Genomic Biology all'Illinois, e autore senior della carta.

La stagionalità delle malattie virali è così diffusa che è diventata parte del vernacolo inglese. Ad esempio, si parla spesso di "stagione influenzale" per descrivere la maggiore incidenza dell'influenza durante i freddi mesi invernali. All'inizio della pandemia, ricercatori e funzionari della sanità pubblica hanno suggerito che SARS-CoV-2 potrebbe comportarsi come altri coronavirus, molti dei quali alzano la testa in autunno e in inverno. Ma i dati mancavano, soprattutto su scala globale. Il lavoro di Caetano-Anollés e dei suoi studenti colma quella specifica lacuna di conoscenza.

In primo luogo, i ricercatori hanno scaricato i dati epidemiologici rilevanti (incidenza della malattia, mortalità, casi di recupero, casi attivi, tasso di test e ospedalizzazione) da 221 paesi, insieme alla loro latitudine, longitudine e temperatura media. Hanno estratto i dati dal 15 aprile 2020, perché quella data rappresenta il momento in un dato anno in cui la variazione di temperatura stagionale è al massimo in tutto il mondo. Quella data coincise anche con un periodo durante la prima pandemia in cui le infezioni da COVID-19 stavano raggiungendo il picco ovunque.

Il team di ricerca ha quindi utilizzato metodi statistici per verificare se le variabili epidemiologiche fossero correlate con temperatura, latitudine e longitudine. L'aspettativa era che i paesi più caldi più vicini all'equatore sarebbero stati i meno colpiti dalla malattia.

“In effetti, la nostra analisi epidemiologica mondiale ha mostrato una correlazione statisticamente significativa tra temperatura e incidenza, mortalità, casi di guarigione e casi attivi. La stessa tendenza è stata riscontrata con la latitudine, ma non con la longitudine, come ci aspettavamo ", afferma Caetano-Anollés.

Mentre la temperatura e la latitudine erano inequivocabilmente correlate ai casi di COVID-19, i ricercatori si affrettano a sottolineare che il clima è solo uno dei fattori che determinano l'incidenza stagionale di COVID-19 in tutto il mondo.

Hanno tenuto conto di altri fattori standardizzando i dati epidemiologici grezzi nei tassi di malattia pro capite e assegnando a ciascun paese un indice di rischio che rifletta la preparazione della salute pubblica e l'incidenza delle comorbilità nella popolazione. L'idea era che se la malattia fosse in aumento in paesi con risorse inadeguate o tassi di diabete, obesità o vecchiaia superiori alla media, l'indice di rischio sarebbe apparso più importante nell'analisi della temperatura. Ma non era così. L'indice non era affatto correlato alle metriche della malattia.

Il lavoro precedente di Caetano-Anollés e dei suoi colleghi ha identificato aree nel genoma del virus SARS-CoV-2 in rapida mutazione, alcune rappresentate nella nuova variante del virus fuori dalla Gran Bretagna e altre regioni genomiche che diventano più stabili. Poiché virus simili mostrano aumenti stagionali nei tassi di mutazione, il team di ricerca ha cercato connessioni tra i cambiamenti mutazionali nel virus e la temperatura, la latitudine e la longitudine dei siti da cui i genomi sono stati campionati in tutto il mondo.

“I nostri risultati suggeriscono che il virus stia cambiando al proprio ritmo e le mutazioni sono influenzate da fattori diversi dalla temperatura o dalla latitudine. Non sappiamo esattamente quali siano questi fattori, ma ora possiamo dire che gli effetti stagionali sono indipendenti dalla composizione genetica del virus ", afferma Caetano-Anollés.

Caetano-Anollés osserva che sono necessarie ulteriori ricerche per spiegare il ruolo del clima e della stagionalità nelle incidenze di COVID-19, ma suggerisce che l'impatto della politica, come i mandati delle maschere e i fattori culturali, come l'aspettativa di guardare agli altri, sono attori chiave pure. Tuttavia, non sottovaluta l'importanza di comprendere la stagionalità nella lotta contro il virus.

I ricercatori affermano che il nostro sistema immunitario potrebbe essere parzialmente responsabile del modello di stagionalità. Ad esempio, la nostra risposta immunitaria all'influenza può essere influenzata dalla temperatura e dallo stato nutrizionale, inclusa la vitamina D, un attore cruciale nelle nostre difese immunitarie. Con una minore esposizione al sole durante l'inverno, non ne facciamo abbastanza di quella vitamina. Ma è troppo presto per dire come interagiscono la stagionalità e il nostro sistema immunitario nel caso di COVID-19.

“Sappiamo che l'influenza è stagionale e che abbiamo una pausa durante l'estate. Questo ci dà la possibilità di costruire il vaccino antinfluenzale per l'autunno successivo ", afferma Caetano-Anollés. “Quando siamo ancora nel mezzo di una violenta pandemia, quella rottura è inesistente. Forse imparare a rafforzare il nostro sistema immunitario potrebbe aiutare a combattere la malattia mentre lottiamo per recuperare il ritardo con il coronavirus in continua evoluzione ".

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L'articolo, "La temperatura e la latitudine sono in correlazione con le variabili epidemiologiche SARS-CoV-2 ma non con il cambiamento genomico in tutto il mondo", è pubblicato su Evolutionary Bioinformatics [DOI: 10.1177 / 1176934321989695]. Gli autori includono Prakruthi Burra, Katiria Soto-Díaz, Izan Chalen, Rafael Jaime Gonzalez-Ricon, Dave Istanto e Gustavo Caetano-Anollés. Il lavoro è stato sostenuto dall'Office of Research e dall'Office of International Programs del College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.

“Una conclusione è che la malattia può essere stagionale, come l'influenza. Questo è molto rilevante per ciò che dovremmo aspettarci da ora in poi dopo che il vaccino avrà controllato queste prime ondate di COVID-19 ", afferma Gustavo Caetano-Anollés, professore presso il Dipartimento di scienze delle colture, affiliato del Carl R. Woese Institute for Genomic Biology all'Illinois, e autore senior della carta.

Source: https://bioengineer.org/global-analysis-suggests-covid-19-is-seasonal/

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I ricercatori della NYU Abu Dhabi progettano un simulatore per aiutare a fermare la diffusione di "notizie false"

Il nuovo gioco, Fakey, emula un feed di social media e insegna agli utenti a riconoscere contenuti credibiliCredito: per gentile concessione di NYU Abu…

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Il nuovo gioco, Fakey, emula un feed di social media e insegna agli utenti a riconoscere i contenuti credibili

Abu Dhabi, Emirati Arabi Uniti, 27 aprile 2021: poiché le persone di tutto il mondo ricevono sempre più notizie dai social media, la disinformazione online è emersa come un'area di grande preoccupazione. Per migliorare l'alfabetizzazione alle notizie e ridurre la diffusione della disinformazione, il ricercatore e autore principale del NYUAD Center for Cybersecurity Nicholas Micallef fa parte di un team che ha progettato Fakey, un gioco che emula un feed di notizie sui social media e spinge i giocatori a utilizzare i segnali disponibili per riconoscere e esaminare contenuti sospetti e concentrarsi su informazioni credibili. I giocatori possono condividere, mettere mi piace o verificare i singoli articoli.

In un nuovo studio, Fakey: A Game Intervention to Improve News Literacy on Social Media, pubblicato nella ACM Digital Library, Micallef e i suoi colleghi Mihai Avram, Filippo Menczer e Sameer Patil della Luddy School of Informatics, Computing and Engineering, Indiana University, presentano l'analisi delle interazioni con Fakey, che è stata rilasciata al grande pubblico come app web e mobile con dati acquisiti dopo 19 mesi di utilizzo. Le interviste sono state condotte per verificare la comprensione del giocatore degli elementi del gioco. I ricercatori hanno scoperto che più giocatori interagivano con gli articoli nel gioco, migliori diventavano le loro capacità di individuare contenuti credibili. Tuttavia, il gioco non ha influito sulla capacità dei giocatori di riconoscere contenuti discutibili. Ulteriori ricerche aiuteranno a determinare quanto gameplay sarebbe necessario per essere in grado di distinguere tra contenuti legittimi e discutibili.

Giochi come Fakey, che è stato progettato e sviluppato dai ricercatori dell'Università dell'Indiana, potrebbero essere offerti come strumento agli utenti dei social media. Ad esempio, le piattaforme di social media potrebbero condurre esercitazioni regolari (simili alle "esercitazioni di phishing" utilizzate nelle organizzazioni per la formazione sulla sicurezza dei dipendenti) in cui gli utenti si esercitano a identificare articoli discutibili. Oppure, dicono i ricercatori, tali giochi potrebbero essere integrati nei programmi di alfabetizzazione mediatica nelle scuole. "L'impatto della disinformazione potrebbe essere sostanzialmente ridotto se alle persone venissero forniti strumenti per aiutarli a riconoscere e ignorare tali contenuti", ha affermato Micallef. "I principi e i meccanismi utilizzati da Fakey possono informare la progettazione della funzionalità dei social media in un modo che consente alle persone di distinguere tra contenuti credibili e falsi nei loro feed di notizie e aumentare la loro alfabetizzazione digitale".

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Informazioni sulla NYU Abu Dhabi

La NYU Abu Dhabi è il primo campus di scienze e arti liberali completo in Medio Oriente ad essere gestito all'estero da un'importante università di ricerca americana. La NYU Abu Dhabi ha integrato un curriculum di arti liberali, ingegneria e scienze altamente selettivo con un centro mondiale per la ricerca avanzata e la borsa di studio che consente ai suoi studenti di avere successo in un mondo sempre più interdipendente e di promuovere la cooperazione e il progresso sulle sfide condivise dall'umanità. Gli studenti di alto livello della NYU Abu Dhabi provengono da più di 115 nazioni e parlano oltre 115 lingue. Insieme, i campus della NYU a New York, Abu Dhabi e Shanghai costituiscono la spina dorsale di un'università globale unica, offrendo a docenti e studenti l'opportunità di sperimentare vari ambienti di apprendimento e di immersione in altre culture in uno o più dei numerosi siti di studio all'estero che la NYU mantiene in sei continenti.

Giochi come Fakey, che è stato progettato e sviluppato dai ricercatori dell'Università dell'Indiana, potrebbero essere offerti come strumento agli utenti dei social media. Ad esempio, le piattaforme di social media potrebbero condurre esercitazioni regolari (simili alle "esercitazioni di phishing" utilizzate nelle organizzazioni per la formazione sulla sicurezza dei dipendenti) in cui gli utenti si esercitano a identificare articoli discutibili. Oppure, dicono i ricercatori, tali giochi potrebbero essere integrati nei programmi di alfabetizzazione mediatica nelle scuole. "L'impatto della disinformazione potrebbe essere sostanzialmente ridotto se alle persone venissero forniti strumenti per aiutarli a riconoscere e ignorare tali contenuti", ha affermato Micallef. "I principi e i meccanismi utilizzati da Fakey possono informare la progettazione della funzionalità dei social media in un modo che consente alle persone di distinguere tra contenuti credibili e falsi nei loro feed di notizie e aumentare la loro alfabetizzazione digitale".

Source: https://bioengineer.org/nyu-abu-dhabi-researchers-design-simulator-to-help-stop-the-spread-of-fake-news/

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Convertitori di energia flessibili e non tossici potrebbero alimentare dispositivi indossabili

La generazione termoelettrica atossica basata su nanotubi converte la distribuzione irregolare del calore dai dispositivi indossabili in energia elettrica per il loro prossimo ciclo di funzionamento….

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La generazione termoelettrica atossica basata su nanotubi converte la distribuzione irregolare del calore dai dispositivi indossabili in energia elettrica per il loro prossimo ciclo di funzionamento.

WASHINGTON, 27 aprile 2021 – Un'ampia varietà di dispositivi elettronici portatili e indossabili è diventata una parte importante della nostra vita quotidiana, quindi un gruppo di ricercatori della Stanford University si è chiesto se questi potessero essere alimentati raccogliendo elettricità dal calore di scarto che esiste intorno a noi .

Un'ulteriore ispirazione è venuta dal desiderio di fabbricare alla fine dispositivi di conversione dell'energia dagli stessi materiali dei dispositivi attivi stessi, in modo che possano integrarsi come parte integrante del sistema totale. Oggi, molti alimentatori di nanodispositivi biomedicali provengono da diversi tipi di batterie che devono essere separate dalla parte attiva dei sistemi, il che non è l'ideale.

In Applied Physics Letters, di AIP Publishing, i ricercatori riportano la progettazione e la fabbricazione di dispositivi termoelettrici a nanotubi di carbonio a parete singola su substrati di poliimmide flessibili come base per convertitori di energia indossabili.

"I nanotubi di carbonio sono materiali unidimensionali, noti per le buone proprietà termoelettriche, il che significa sviluppare una tensione attraverso di essi in un gradiente di temperatura", ha detto Eric Pop, professore di ingegneria elettrica e scienza dei materiali. "La sfida è che i nanotubi di carbonio hanno anche un'elevata conduttività termica, il che significa che è difficile mantenere un gradiente termico attraverso di loro, ed è stato difficile assemblarli in generatori termoelettrici a basso costo".

Il gruppo utilizza reti di nanotubi di carbonio stampati per affrontare entrambe le sfide.

"Ad esempio, le reti di spaghetti di nanotubi di carbonio hanno una conduttività termica molto inferiore rispetto ai nanotubi di carbonio presi da soli, a causa della presenza di giunzioni nelle reti, che bloccano il flusso di calore", ha detto Pop. "Inoltre, la stampa diretta di tali reti di nanotubi di carbonio può ridurre significativamente il loro costo quando vengono ingrandite".

I dispositivi termoelettrici generano energia elettrica a livello locale "riutilizzando il calore di scarto da dispositivi personali, elettrodomestici, veicoli, processi commerciali e industriali, server di computer, illuminazione solare variabile nel tempo e persino il corpo umano", ha affermato Hye Ryoung Lee, autore principale e ricercatore scienziato.

"Per eliminare gli ostacoli all'applicazione su larga scala di materiali termoelettrici – tossicità, scarsità di materiali, fragilità meccanica – i nanotubi di carbonio offrono un'ottima alternativa ad altri materiali comunemente usati", ha detto Lee.

L'approccio del gruppo dimostra un percorso per utilizzare nanotubi di carbonio con elettrodi stampabili su substrati polimerici flessibili in un processo previsto per essere economico per la produzione di grandi volumi. È anche più "verde" rispetto ad altri processi, perché l'acqua viene utilizzata come solvente e si evitano droganti aggiuntivi.

Raccoglitori di energia flessibili e indossabili possono essere incorporati in tessuti o vestiti o posizionati su forme e fattori di forma insoliti.

"Al contrario, i termoelettrici tradizionali che si basano sul tellururo di bismuto sono fragili e rigidi, con applicazioni limitate", ha detto Pop. "I termoelettrici a base di carbonio sono anche più rispettosi dell'ambiente di quelli basati su materiali rari o tossici come il bismuto e il tellurio".

Il concetto più importante nel lavoro del gruppo è quello di "riciclare l'energia il più possibile, convertendo la distribuzione del calore non uniforme in energia elettrica da utilizzare per il prossimo ciclo di funzionamento, che abbiamo dimostrato utilizzando la generazione termoelettrica basata su nanotubi non tossici", ha detto Yoshio Nishi, un professore di ingegneria elettrica. "Questo concetto è in piena alleanza con l'obiettivo mondiale di ridurre il nostro consumo energetico totale".

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L'articolo "Dispositivi termoelettrici a nanotubi di carbonio mediante stampa diretta: Verso convertitori di energia indossabili" è scritto da Hye Ryoung Lee, Naoki Furukawa, Antonio J. Ricco, Eric Pop, Yi Cui e Yoshio Nishi. L'articolo apparirà su Applied Physics Letters il 27 aprile (DOI: 10.1063 / 5.0042349). Dopo tale data, sarà possibile accedervi all'indirizzo https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0042349.

CIRCA IL GIORNALE

Applied Physics Letters offre rapporti rapidi su scoperte significative nel campo della fisica applicata. La rivista copre nuove ricerche sperimentali e teoriche sulle applicazioni dei fenomeni fisici legati a tutti i rami della scienza, dell'ingegneria e della tecnologia moderna. Vedi https://aip.scitation.org/journal/apl.

Source: https://bioengineer.org/nontoxic-flexible-energy-converters-could-power-wearable-devices/

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L'esposizione a calore elevato neutralizza SARS-CoV-2 in meno di un secondo

La ricerca del Texas A&M mostra che l'esposizione alle alte temperature può neutralizzare il virus, impedendogli di infettare un altro ospite umano Credito: Texas…

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La ricerca del Texas A&M mostra che l'esposizione alle alte temperature può neutralizzare il virus, impedendogli di infettare un altro ospite umano

Arum Han, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica presso la Texas A&M University, ei suoi collaboratori hanno progettato un sistema sperimentale che mostra l'esposizione di SARS-CoV-2 a una temperatura molto elevata, anche se applicata per meno di un secondo, può essere sufficiente per neutralizzare il virus in modo che non possa più infettare un altro ospite umano.

L'applicazione di calore per neutralizzare COVID-19 è stata dimostrata in precedenza, ma in studi precedenti le temperature venivano applicate da uno a 20 minuti. Questo lasso di tempo non è una soluzione pratica, poiché applicare il calore per un lungo periodo di tempo è difficile e costoso. Han e il suo team hanno ora dimostrato che il trattamento termico per meno di un secondo inattiva completamente il coronavirus, fornendo una possibile soluzione per mitigare la diffusione in corso di COVID-19, in particolare attraverso la trasmissione aerea a lungo raggio.

La Medistar Corporation si è rivolta alla leadership e ai ricercatori del College of Engineering nella primavera del 2020 per collaborare ed esplorare la possibilità di applicare calore per un breve periodo di tempo per uccidere COVID-19. Subito dopo, Han e il suo team si sono messi al lavoro e hanno costruito un sistema per indagare sulla fattibilità di tale procedura.

Il loro processo funziona riscaldando una sezione di un tubo di acciaio inossidabile, attraverso il quale viene fatta passare la soluzione contenente il coronavirus, ad alta temperatura e quindi raffreddando la sezione immediatamente dopo. Questa configurazione sperimentale consente di riscaldare il coronavirus che attraversa il tubo solo per un periodo di tempo molto breve. Attraverso questo rapido processo termico, il team ha scoperto che il virus era completamente neutralizzato in un tempo significativamente più breve di quanto precedentemente ritenuto possibile. I loro risultati iniziali sono stati rilasciati entro due mesi dagli esperimenti di proof-of-concept.

Han ha detto che se la soluzione viene riscaldata a quasi 72 gradi Celsius per circa mezzo secondo, può ridurre il titolo del virus, o la quantità del virus nella soluzione, di 100.000 volte, il che è sufficiente per neutralizzare il virus e prevenirne la trasmissione.

"Il potenziale impatto è enorme", ha detto Han. “Ero curioso di sapere quanto alte temperature possiamo applicare in quanto breve lasso di tempo e di vedere se possiamo effettivamente disattivare il coronavirus con un tempo molto breve. E se una simile strategia di neutralizzazione del coronavirus basata sulla temperatura funzionerebbe o meno da un punto di vista pratico. Il motivo principale è stato: "Possiamo fare qualcosa che possa mitigare la situazione con il coronavirus?" "

La loro ricerca è stata pubblicata sulla copertina del numero di maggio della rivista Biotechnology and Bioengineering.

Non solo questo trattamento termico al di sotto del secondo è una soluzione più efficiente e pratica per fermare la diffusione di COVID-19 attraverso l'aria, ma consente anche l'implementazione di questo metodo nei sistemi esistenti, come i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria. .

Può anche portare a potenziali applicazioni con altri virus, come il virus dell'influenza, che si diffondono anche attraverso l'aria. Han ei suoi collaboratori si aspettano che questo metodo di inattivazione termica possa essere ampiamente applicato e avere un vero impatto globale.

"L'influenza è meno pericolosa ma si rivela comunque mortale ogni anno, quindi se questo può portare allo sviluppo di un sistema di purificazione dell'aria, sarebbe un grosso problema, non solo per il coronavirus, ma per altri virus presenti nell'aria in generale", ha detto Han. .

Nel loro lavoro futuro, gli investigatori costruiranno un chip di test su scala microfluidica che consentirà loro di trattare a caldo i virus per periodi di tempo molto più brevi, ad esempio, decine di millisecondi, con la speranza di identificare una temperatura che consenta al virus essere inattivato anche con un tempo di esposizione così breve.

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Gli autori principali del lavoro sono i ricercatori post-dottorato di ingegneria elettrica, Yuqian Jiang e Han Zhang. Altri collaboratori di questo progetto sono il professor Julian L. Leibowitz e il professore associato Paul de Figueiredo del College of Medicine; ricercatore post-dottorato biomedico Jose A. Wippold; Jyotsana Gupta, ricercatore associato in patogenesi microbica e immunologia; e Jing Dai, assistente ricercatore in ingegneria elettrica.

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni da Medistar Corporation. Diversi membri del personale di ricerca del team del progetto sono stati inoltre supportati da sovvenzioni del National Institutes of Health's National Institute of Allergy and Infectious Diseases.

Collegamento al video di YouTube: https://youtu.be/noke1baewDs

Didascalia video di YouTube: trattamento termico inferiore al secondo del coronavirus

Credito video: Texas A&M University College of Engineering

Link alla rivista: https://onlinelibrary.wiley.com/toc/10970290/2021/118/5

https://today.tamu.edu/2021/04/26/exposure-to-high-heat-neutralizes-sars-cov-2-in-less-than-one-second/

Il loro processo funziona riscaldando una sezione di un tubo di acciaio inossidabile, attraverso il quale viene fatta passare la soluzione contenente il coronavirus, ad alta temperatura e quindi raffreddando la sezione immediatamente dopo. Questa configurazione sperimentale consente di riscaldare il coronavirus che attraversa il tubo solo per un periodo di tempo molto breve. Attraverso questo rapido processo termico, il team ha scoperto che il virus era completamente neutralizzato in un tempo significativamente più breve di quanto precedentemente ritenuto possibile. I loro risultati iniziali sono stati rilasciati entro due mesi dagli esperimenti di proof-of-concept.

Source: https://bioengineer.org/exposure-to-high-heat-neutralizes-sars-cov-2-in-less-than-one-second/

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