Connect with us

Биоинженер

Исследователи используют столкновения автомобилей с оленями для изучения загадочных явлений в популяциях животных.

Предоставлено: Служба охраны рыболовства и дикой природы США ЛОУРЕНС. На протяжении как минимум столетия экологи задавались вопросом о тенденции…

Published

on

Предоставлено: Служба рыболовства и дикой природы США.

ЛОУРЕНС – На протяжении как минимум столетия экологи задавались вопросом о тенденции популяций различных видов циклически изменяться вверх и вниз по устойчивым ритмичным образцам.

«Эти циклы могут быть действительно преувеличенными – действительно огромными взлетами и огромными спадами – и довольно регулярными», – сказал Дэниел Рейман, профессор экологии и эволюционной биологии Канзасского университета и старший научный сотрудник Канзасской биологической службы. «Это привлекло внимание людей, потому что было загадочным. Почему могло произойти такое большое событие? »

Второе наблюдение в популяциях животных может быть еще сложнее понять: обширные сообщества видов, иногда разделенные сотнями миль, часто колеблются синхронно друг с другом – эффект, известный как «пространственная синхронность».

Теперь Рейман и его коллеги написали новое исследование в рецензируемом журнале Ecology Letters, показывающее, что эти два эффекта связаны, но не так, как можно было бы ожидать. Анализируя данные о погоде, популяциях оленей и столкновениях оленей с транспортными средствами в Висконсине, исследователи показывают, что пространственная синхронизация может быть движущей силой популяционных циклов, а не наоборот.

Реуман сравнил феномен связанного населения со знаменитым физическим экспериментом, в котором два напольных часа ставят рядом друг с другом у стены.

«Со временем маятники синхронизируются», – сказал он. «Причина в том, что оба вызывают крошечные колебания в стене. И колебания от одного из них в стене влияют на другой совсем немного – достаточно, чтобы маятники в конечном итоге стали синхронными. Одна из причин, по которой люди думают, что эти циклические популяции легко синхронизировать, заключается в том, что несколько человек могут переходить от одного к другому, как вибрации, которые проходят сквозь стену для дедушкиных часов. Достаточно синхронизировать эти велосипедные популяции. Вот как люди думали о вещах до того, как мы начали работу над этой статьей ».

Но Реуман и его соавторы описывают, что этот процесс на самом деле может идти наоборот. Исследователи обнаружили, что погодные условия, обусловленные Эль-Ниньо, влияют на предсказуемые колебания численности оленей в штате, а также на синхронизацию между различными популяциями оленей.

Глядя на наборы данных о местных вариациях температуры и снегопада по штату, команда усреднила их, обнаружив, что «под всей этой случайностью скрываются едва заметные, но синхронные колебания», – сказал Рейман.

Колебания погоды продолжительностью от трех до семи лет напрямую повлияли на синхронные популяционные циклы оленей штата.

«Все эти локальные вариации нейтрализуются, потому что в одном месте может быть немного теплее, а в другом – немного холоднее, – но тот общий синхронный компонент, который в данном случае связан с Эль-Ниньо, усиливает все местные вариации, – сказал Реуман. «И те же годы с оленями. Итак, причина, по которой синхронность вызывает цикличность, заключается в том, что синхронность происходит только в соответствующих временных масштабах флуктуации. Синхронизируется только тот компонент трех-семилетних колебаний. Все более быстрые и медленные колебания – это все локальные вариации, которые нейтрализуются при усреднении по всему штату ».

Более того, исследователи обнаружили, что эти колебания численности оленей предсказывали количество столкновений автомобилей с оленями по всему штату больше, чем объем движения или другие факторы.

«Для нас было неожиданностью, когда мы поняли, что именно это и происходит, – сказал Ройман. «Это сводится к новому механизму этих основных популяционных циклов и новому способу их возникновения. Это в корне отличается от старого способа, которым люди думали об этом ».

Ведущий автор Том Андерсон, доцент Университета Южного Иллинойса в Эдвардсвилле, сказал, что работа показывает, что «все еще возможно открытие новой информации о хорошо изученных научных явлениях».

«Исследователи изучали популяционные циклы более 100 лет, но наше исследование все же обнаружило новую информацию», – сказал Андерсон. «Это отчасти то, что делает науку, и этот проект, в частности, захватывающим, – иметь возможность открывать новые способы мышления о том, о чем другие много думали. Наша работа также имеет важные последствия во множестве других областей, включая то, как колебания популяций растений или животных будут реагировать на изменение климата и что организмы, которые имеют экономическое и социальное значение для человека, такие как белохвостые олени, могут подвергаться периодам высокой и низкая численность из-за естественных процессов в больших пространственных масштабах, что может иметь последствия для их последующего управления ».

По словам соавтора Лоуренса Шеппарда, постдокторанта кафедры экологии и эволюционной биологии Канзасского университета и Канзасской биологической службы, неожиданная взаимосвязь между пространственной синхронизацией и популяционными циклами была обнаружена с помощью «новых методов изучения различных временных масштабов изменений в экосистеме. . »

«Мы отслеживаем, как конкретные временные рамки изменений возникают в данных и передаются из одной части системы в другую с помощью« вейвлетов », которые я впервые научился применять к биомедицинским данным во время своей докторской диссертации», – сказал Шеппард. «В частности, здесь мы обнаруживаем, что пространственная синхронизация в определенной временной шкале возникает из-за связи с зимним климатом в этой временной шкале, а пространственная синхронность в популяции оленей оказывает существенное влияние на взаимодействие человека с оленями в масштабах штата».

Дополнительными авторами были Джонатан Уолтер из Каннского университета и Университета Вирджинии и Роберт Ролли из Департамента природных ресурсов Висконсина.

Рейман сказал, что результаты могут быть перенесены на широкий спектр других видов и экологических систем, что окажет влияние на сельское хозяйство, рыболовство, менеджеров транспорта и страховую отрасль.

«Мы начали с попытки понять природу синхронности в этих вещах и пытались выяснить, что ее вызывает и каковы ее последствия», – сказал Ройман. «Это оказалось связано с этими общими климатическими показателями. Что касается оленей, то в основном плохая зимняя погода, о которой мы говорим, синхронизирует ситуацию. Для другого конкретного вида характер их взаимоотношений с погодой в определенном месте будет иметь значение ».

###

https://news.ku.edu/2021/01/21/researchers-use-car-collisions-deer-shed-light-mysterious-animal-population-phenomen

Source: https://bioengineer.org/researchers-use-car-collisions-with-deer-to-study-mysterious-animal-population-phenomena/

Биоинженер

Социальное неравенство увековечивает неравенство в грудном вскармливании для чернокожих женщин

Филадельфия, 8 ноября 2021 г. – Поскольку у чернокожих женщин по-прежнему самые низкие показатели начала и продолжительности грудного вскармливания в…

Published

on

Филадельфия, 8 ноября 2021 г. – Поскольку у чернокожих женщин по-прежнему самые низкие показатели начала и продолжительности грудного вскармливания в Соединенных Штатах, исследователи изучили факторы, связанные с неравенством и неравенством грудного вскармливания, через призму критической теории рас и социально-экологической модели в новом Перспектива в журнале «Образование и поведение в области питания», опубликованном издательством Elsevier.

Филадельфия, 8 ноября 2021 г. – Поскольку у чернокожих женщин по-прежнему самые низкие показатели начала и продолжительности грудного вскармливания в Соединенных Штатах, исследователи изучили факторы, связанные с неравенством и неравенством грудного вскармливания, через призму критической теории рас и социально-экологической модели в новом Перспектива в журнале «Образование и поведение в области питания», опубликованном издательством Elsevier.

В Соединенных Штатах все более широко признается неравенство в отношении здоровья и социальной сферы, которое постоянно влияет на общины чернокожих, коренных народов и цветных людей (BIPOC). Среди этих различий в состоянии здоровья – низкий уровень грудного вскармливания среди чернокожих матерей, несмотря на связь между положительными результатами для здоровья и грудным вскармливанием. Общее неприятие грудного вскармливания в культуре чернокожих американцев и в американской культуре; недостаток ресурсов района, таких как первичная помощь, социальная сплоченность и безопасность; и опыт расизма и скрытых предубеждений со стороны медицинских работников был определен как факторы, способствующие низким показателям грудного вскармливания среди чернокожих женщин.

«Реальность такова, что в настоящее время показатели грудного вскармливания в Соединенных Штатах не улучшаются, и [темнокожие женщины] имеют самые низкие показатели грудного вскармливания для любой расы или этнической принадлежности в США. К сожалению, частота грудного вскармливания между чернокожими и белыми младенцами увеличивается, поэтому то, что мы делаем сейчас, не работает », – сказала Мелисса Пети, доктор медицинских наук, бакалавр медицины, медсестер, IBCLC, Колледж медсестер Университета штата Вашингтон, Спокан, Вашингтон, США.

Эта перспектива побуждает медицинских работников и медсестер решать проблему неравенства в грудном вскармливании среди чернокожих женщин в США – от индивидуального до общественного.

«В клинической практике нам необходимо изучить препятствия или препятствия на пути содействия интеграции и справедливости в области здравоохранения для всех женщин. Нам необходимо определить наши собственные предположения о расе, понять и признать наши собственные предубеждения и представления, а также бросить вызов нашим собственным мыслям, чтобы выявить наши собственные микроагрессии, читая о микронравствах и микроагрессиях. Мы должны быть активными практикующими специалистами по оказанию помощи при травмах. Мы должны понимать, что травма влияет на пациентов и распознавать признаки и симптомы травмы, будь то историческая, структурная или личная, и мы должны реагировать, внедряя структуры ухода для всех женщин, признавая нашу общую человечность и проблемы в этой общей человечности », – прокомментировал соавтор Дениз Смарт, DrPH, MPH, BSN, RN, Колледж медсестер, Университет штата Вашингтон, Спокан, Вашингтон, США.

Журнал

Журнал по вопросам питания и поведения

DOI

10.1016 / j.jneb.2021.08.013

Предмет исследования

Люди

Название статьи

Изучение факторов, способствующих неравенству и неравенству в грудном вскармливании для чернокожих женщин в США

Дата публикации статьи

8 ноября 2021 г.

Source: https://bioengineer.org/social-inequities-perpetuate-breastfeeding-disparities-for-black-women/

Continue Reading

Биоинженер

Головастики ядовитой лягушки могут выжить (почти) где угодно

От апельсинового сока до морской воды и между землей и 4-этажным зданием Фото: Андрюс Пашуконис / Стэнфордский университет Группа исследователей…

Published

on

Группа исследователей из Университета Ювяскюля и Стэнфордского университета была частью экспедиции во Французскую Гвиану по изучению тропических лягушек в Амазонке. Различные виды земноводных в этом регионе используют эфемерные водоемы в качестве своих питомников и демонстрируют уникальные предпочтения по определенным физическим и химическим характеристикам. Несмотря на видоспецифические предпочтения, исследователи были удивлены, обнаружив, что головастики красящей ядовитой лягушки выживают в невероятном диапазоне как химических (pH 3-8), так и вертикальных (0-20 м в высоту) мест осаждения. Это исследование было опубликовано в журнале Ecology and Evolution в июне 2021 года.

Неотропические лягушки особенные, потому что, в отличие от видов в регионах с умеренным климатом, многие тропические лягушки откладывают яйца на землю. Это становится проблемой, когда головастики (которые дышат жабрами, как рыба) вылупляются на лесную подстилку, но ядовитые лягушки разработали новаторские решения, позволяющие перебрать своих головастиков в подходящие водные места обитания: кататься на спине. У многих из этих видов, размножающихся на суше, отцы переносят недавно вылупившихся головастиков с земли в водоемы, образованные растительностью (например, упавшие деревья или бромелии).

Доктор философии Хлоя Фуйю и руководители групп д-р Бибиана Рохас из Университета Ювяскюля, Финляндия, и д-р Андриус ​​Пасуконис из Стэнфордского университета хотели узнать, рассматривают ли различные виды (Dendrobates tinctorius, Allobates femoralis и Osteocephalus oophagus) сочетание биологических, физических и физических факторов. или химические характеристики бассейнов при выборе детских садов.

Чтобы выяснить это, эта группа из восьми исследователей за два года взяла пробы из более чем 100 бассейнов, что включало поиск подходящих участков отложения, которые варьировались от земли до более 20 метров в вертикальной высоте (достигаемые лазанием по деревьям).

Из трех видов диапазон и устойчивость головастиков D. tinctorius (красящая ядовитая лягушка) были за пределами того, что любой из исследователей представлял себе с физиологической точки зрения: здоровые головастики были обнаружены в различных бассейнах с pH от 3 до 8, что представляет собой изменение концентрации ионов водорода в 100000 раз; Другими словами, эти головастики успешно развивались в бассейнах, которые химически более кислые, чем апельсиновый сок, и превращались в бассейны с ионной концентрацией, схожей с морской водой!

Выбор окраски ядовитых лягушек смущал исследователей и по другим причинам: головастики этого вида – агрессивные каннибалы, поэтому обычно обнаруживается, что они встречаются в небольших количествах (1-2 головастика) на лужу.

«Однако в этом исследовании мы обнаружили несколько случаев, когда более 10 головастиков этого вида сосуществовали в одном питомнике. Причина, по которой отцы помещают так много каннибалов в один и тот же пул, или если каннибализм происходит в этих специальных бассейнах, еще предстоит проверить », – говорит доктор философии Хлоя Фуйю из Университета Ювяскюля.

Более здоровые самцы переносят своих головастиков в более подходящие условия?

С точки зрения родителей, отцы-красящие ядовитые лягушки носили своих головастиков более чем на 20 метров над лесной подстилкой: для лягушки длиной около 4 сантиметров 20 метров в 500 раз превышают длину их тела. С человеческой точки зрения, этот физический подвиг был бы эквивалентен тому, что человек высотой 1,65 метра взбирается на гигантское (несуществующее, очевидно) дерево высотой около 825 метров!

Но почему отцы иногда переносят головастиков на один метр от того места, где они вылупились, а иногда переносят их на вершины деревьев?

Если посмотреть на химические и биологические тенденции, оказывается, что более «комфортные» с биологической точки зрения питомники находятся выше на деревьях. Одним из возможных объяснений этого открытия является то, что более здоровые самцы могут вкладывать больше энергии в транспортировку своих головастиков в более подходящие условия, но это то, что необходимо будет изучить в будущем. В конечном счете, еще многое предстоит узнать о физиологии и родительской заботе об этих животных; степень химической гибкости этих головастиков чрезвычайно необычна, и секрет, лежащий в основе их устойчивости, остается неизвестным.

«Эта работа помогает подчеркнуть удивительное разнообразие, наблюдаемое между видами в дикой природе: родители разных видов отдают приоритет уникальным характеристикам при выборе бассейнов для выращивания своего потомства, что влияет как на то, как виды взаимодействуют друг с другом, так и на то, как они специализируются на заселении разных частей окружающая среда », – говорит доктор Бибиана Рохас из Университета Ювяскюля.

Этот вариант открывает двери для будущих исследований, в которых изучается, как виды влияют друг на друга и как выбор бассейна родителями влияет на развитие и выживание головастиков.

###

Исследование было опубликовано в журнале Ecology and Evolution 15 июня 2021 года: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.7741.

Для дополнительной информации:

Хлоя Фуйю, Университет Ювяскюля, [электронная почта защищена], тел. +358 41725 7825

Бибиана Рохас, Университет Ювяскюля, [электронная почта защищена], тел. +358 40 805 4622

Андрюс Пасуконис, Стэнфордский университет, [электронная почта защищена]

Специалист по коммуникациям Таня Хейккинен, Университет Ювяскюля, [электронная почта защищена], +358 50 472 1162

https://www.jyu.fi/en

https://www.jyu.fi/science/en

Twitter: @uniofjyvaskyla Facebook: @JyvaskylaUniversity

https://www.jyu.fi/en/current/archive/2021/06/from-orange-juice-to-sea-water-and-between-the-ground-and-4-story-building-poison- лягушки-головастики-могут-выжить-почти-где-нибудь

Source: https://bioengineer.org/poison-frog-tadpoles-can-survive-almost-anywhere/

Continue Reading

Биоинженер

Ученые продемонстрировали новый многообещающий подход к лечению муковисцидоза

Ученые под руководством исследователей из Медицинской школы UNC Сильвия Креда, доктор философии, и Рудольф Джулиано, доктор философии, создали улучшенную олигонуклеотидную терапию….

Published

on

Ученые под руководством исследователей Медицинской школы UNC Сильвия Креда, доктор философии, и Рудольф Джулиано, доктор философии, создали улучшенную стратегию олигонуклеотидной терапии с потенциалом лечения других заболеваний легких, таких как ХОБЛ и астма.

ЧАПЕЛ-ХИЛЛ, Северная Каролина – Ученые из Медицинской школы UNC объединили усилия исследователей, чтобы продемонстрировать потенциально эффективную новую стратегию лечения муковисцидоза (CF) и, возможно, широкого спектра других заболеваний. Он включает в себя небольшие молекулы нуклеиновой кислоты, называемые олигонуклеотидами, которые могут исправлять некоторые дефекты генов, лежащие в основе CF, но не устраняются существующими терапиями модуляторами. Исследователи использовали новый метод доставки, который преодолевает традиционные препятствия на пути попадания олигонуклеотидов в клетки легких.

Как сообщили ученые в журнале Nucleic Acids Research, они продемонстрировали поразительную эффективность своего подхода на клетках, полученных от пациента с МВ, и на мышах.

«С нашей платформой доставки олигонуклеотидов мы смогли восстановить активность белка, который обычно не работает при МВ, и мы увидели пролонгированный эффект всего с одной умеренной дозой, поэтому мы действительно взволнованы потенциалом этой стратегии, – сказала старший автор исследования Сильвия Креда, доктор философии, доцент кафедры медицины UNC и кафедры биохимии и биофизики UNC, а также член Института легких Марсико Медицинской школы UNC.

Креда и ее лаборатория сотрудничали в исследовании с командой, возглавляемой Рудольфом Джулиано, доктором философии, заслуженным профессором Бошамера кафедры фармакологии UNC, соучредителем и главным научным директором биотехнологического стартапа Initos Pharmaceuticals.

Около 30 000 человек в Соединенных Штатах имеют CF, наследственное заболевание, при котором мутации генов вызывают функциональное отсутствие важного белка, называемого CFTR. При отсутствии CFTR слизь, выстилающая легкие и верхние дыхательные пути, становится обезвоженной и становится очень восприимчивой к бактериальным инфекциям, которые возникают часто и приводят к прогрессирующему повреждению легких.

В настоящее время для лечения МВ используются препараты-модуляторы CFTR, которые во многих случаях эффективно восстанавливают частичную функцию CFTR. Однако модуляторы CFTR не могут помочь примерно десяти процентам пациентов с МВ, часто потому, что основной дефект гена относится к типу, известному как дефект сплайсинга.

CF и дефекты стыковки

Сплайсинг – это процесс, который происходит, когда гены копируются или транскрибируются во временные цепи РНК. Затем комплекс ферментов и других молекул расщепляет цепь РНК и повторно собирает их, обычно после удаления определенных нежелательных сегментов. Сплайсинг происходит для большинства генов человека, и клетки могут повторно собирать сегменты РНК по-разному, поэтому разные версии белка могут быть созданы из одного гена. Однако дефекты сплайсинга могут привести ко многим заболеваниям, включая CF, когда транскрипт гена CFTR неправильно сплайсирован.

В принципе, правильно сконструированные олигонуклеотиды могут исправить некоторые виды дефектов сплайсинга. В последние годы Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило два метода лечения унаследованных мышечных заболеваний с использованием олигонуклеотидов с переключением сплайсинга.

Однако на практике получение олигонуклеотидов в клетках и в те места внутри клеток, где они могут исправить дефекты сплайсинга РНК, было для некоторых органов чрезвычайно сложной задачей.

«Было особенно трудно получить значительные концентрации олигонуклеотидов в легких для борьбы с легочными заболеваниями», – сказал Креда.

Терапевтические олигонуклеотиды при введении в кровь должны пройти долгий путь биологических систем, предназначенных для защиты организма от вирусов и других нежелательных молекул. Даже когда олигонуклеотиды попадают в клетки, большинство из них обычно захватываются везикулами, называемыми эндосомами, и отправляются обратно за пределы клетки или разлагаются ферментами, прежде чем они когда-либо смогут выполнять свою работу.

Новая стратегия доставки

Стратегия, разработанная Креда, Джулиано и их коллегами, преодолевает эти препятствия, добавляя две новые функции к олигонуклеотидам, переключающим сплайсинг: во-первых, олигонуклеотиды соединены с короткими белковоподобными молекулами, называемыми пептидами, которые предназначены для того, чтобы помогать им распределяться в организме. и попасть в клетки. Во-вторых, существует отдельное лечение небольшими молекулами, называемыми OEC, разработанное Джулиано и Initos, которое помогает терапевтическим олигонуклеотидам избежать захвата внутри эндосом.

Исследователи продемонстрировали этот комбинированный подход на культивированных клетках дыхательных путей пациента с муковисцидозом человека с распространенной мутацией дефекта сплайсинга.

«Добавление его только один раз к этим клеткам в относительно низкой концентрации, по существу, скорректировало CFTR до нормального уровня функционирования без каких-либо доказательств токсичности для клеток», – сказал Креда.

Результаты были намного лучше, чем без OEC, и улучшились с дозой OEC.

Не существует мышиной модели CF с дефектом сплайсинга, но исследователи успешно протестировали свой общий подход с использованием другого олигонуклеотида на мышиной модели дефекта сплайсинга, влияющего на репортерный ген. В этих экспериментах исследователи наблюдали, что исправление дефекта сплайсинга в легких мыши длилось не менее трех недель после однократного лечения, что указывает на то, что пациентам, принимающим такие методы лечения, может потребоваться только спорадическое дозирование.

В настоящее время исследователи планируют дальнейшие доклинические исследования своего потенциального лечения МВ в рамках подготовки к возможным клиническим испытаниям.

###

Ян Данг, Катарина ван Хейсден, Вероника Никерсон, Фелисити Чанг, Ян Ван, Нэнси Куинни, Мартина Генч и Скотт Рэнделл также внесли свой вклад в это исследование из Института легких Марсико; Рышард Коле, соавтор кафедры фармакологии UNC.

Эту работу поддержали Фонд муковисцидоза и Национальные институты здравоохранения.

https://news.unchealthcare.org/2021/06/scientists-demonstrate-promising-new-approach-for-treating-cystic-fibrosis/

Source: https://bioengineer.org/scientists-demonstrate-promising-new-approach-for-treating-cystic-fibrosis/

Continue Reading

Trending