– Vi har kommit ett steg närmare vårt mål att producera framtidens bränsle från solljus, säger Sascha Ott, professor vid institutionen för kemi vid Uppsala universitet.
Idag produceras vätgas och metanol främst från fossila källor som olja eller naturgas. Ett mer miljö- och klimatvänligt alternativ är att framställa ämnena från vatten och koldioxid med hjälp av hållbar el i så kallade elektrolysatorer. För detta krävs elektrisk energi i form av applicerad spänning.
Nytt material underlättar processen
Forskarna har tagit fram ett nytt material som reducerar den spänning som behövs i processen genom att använda solljus som komplement till el.
För att fånga in solljuset använde de sig av samma typ av halvledare som finns i solceller. Det nya med studien är att halvledaren försågs med ett nytt beläggningsmaterial som tar upp elektroner från halvledaren när solen skiner. Elektronerna blir då tillgängliga för bränslebildande reaktioner som till exempel vätgasproduktion.
Metallorganisk förening
Beläggningen är en så kallad metallorganisk ramverksförening, det vill säga ett tredimensionellt nätverk som består av enskilda organiska molekyler som hålls på plats på sub-nanometernivå av små metallkontakter. Molekylerna fångar upp elektronerna som bildas av solljuset och avlägsnar dem från halvledarens yta, där annars oönskade kemiska reaktioner skulle kunna ske. Med andra ord förhindrar beläggningen att systemet kortsluts vilket i sin tur möjliggör en effektiv uppsamling av elektroner.
I tester kunde forskarna visa att deras nya konstruktion kraftigt reducerar spänningen som krävs för att ta ut elektroner från halvledaren.
– Våra resultat tyder på att de innovativa beläggningarna kan användas för att förbättra prestandan hos halvledarna, vilket leder till en mer energieffektiv produktion av bränslen som kräver mindre elektrisk energi, säger Sascha Ott.
Sascha Ott, professor vid institutionen för kemi vid Uppsala universitet, sascha.ott@kemi.uu.se
Inom alla delar av samhället anses blockkedjor ha stor potential och många användningsområden. Inom offentlig sektor kan tekniken säkra och samtidigt förenkla arbetet med exempelvis fastighetsregister, patientjournaler, valutatransaktioner, bekräftelse av id-handlingar eller vid elektronisk röstning.
Den digitala tekniken med blockkedjor underlättar hur information organiseras och överförs på ett säkert sätt. Men inom offentlig sektor går arbetet långsamt och framgångarna med tekniken har till stora delar uteblivet. Det visar forskare från bland annat Göteborgs universitet i en ny OECD-rapport där ett hundratal blockkedjeprojekt i länder som Sverige, Belgien och Nederländerna utvärderats.
– Blockkedjan sågs inledningsvis av många experter i samma termer som när internet växte fram. Men hypen har lett till att organisationer inom offentlig sektor ofta närmat sig tekniken med både osäkerhet och orealistiska förväntningar, säger Juho Lindman, docent och huvudförfattare till rapporten.
Blockkedja för säkrare överföring
Några av de främsta fördelarna med blockkedjetekniken är förenklad administration och säkra överföringar av information. Tekniken har sin bakgrund i forskning men började bland annat användas i handeln med kryptovalutan bitcoin.
Det finns många olika typer av blockkedjesystem. Vanligtvis består systemet av en databas som är decentraliserad utan någon central punkt. Det finns alltså ingen huvuddator som tar hand om all information. Informationen finns istället lagrad på många datorer i ett öppet system, så kallat distribuerat nätverk, som visar alla händelser och transaktioner.
Vid exempelvis en fastighetsaffär har alla parter tillgång till en kopia av samma digitala liggare istället för att alla parter har en egen digital liggare. När en händelse i en affär eller transaktion inträffar uppdateras alla kopior av liggaren. Läggs ny information till, ordnas den i ett nytt block. Varje enskilt block är kopplat till föregående block, därmed bildas en kedja när ny information tillförs. Eftersom all information lagras på servrar där alla kan granska dem är det i princip omöjligt att ändra på informationen i efterhand.
Lantmäteriet startade blockkedjeprojekt
Ett exempel är Lantmäteriet som 2015-2016 startade ett pilotprojekt för en blockkedjelösning kring överlåtelser av fastigheter. Målsättningen var att ta fram ett säkert och transparent system för köpare och säljare samt registrering av fastigheter. Det är en process som annars tar lång tid, är svår att överblicka och därmed medför höga kostnader.
– Projektet avslutades 2019 när det nådde sitt initiala mål med att ha gjort en fastighetsöverlåtelse baserat på blockkedjetekniken. Men det kan inte betraktas som en framgång i betydelsen att få en stor bas av användare.
Å andra sidan, menar Juho Lindman, var Lantmäteriets projekt modigt och internationellt sett ett av de första inom sin genre. På sikt kan de ha förändrat attityden till att använda blockkedjor på fastighetsmarknaden.
Behövs bättre förståelse av tekniken
I rapporten pekar författarna på det faktum att det finns oräkneliga orsaker till varför ett nytt teknikprojekt fallerar eller lyckas. Bland annat beroende på tillgång till kunskap, budget och prioriteringar.
– När det kommer till frågan om att börja använda blockkedjor inom offentlig sektor måste beslutsfattare också fråga sig om de problem man försöker lösa endast kan ske genom denna teknik. Kanske finns det andra fullgoda tekniska lösningar innan förståelsen och tekniken kring blockkedjor har mognat, säger han och fortsätter.
– Med rapporten försöker vi skapa en bättre förståelse för tekniken och hjälpa tjänstemän att ta fram bra beslutsunderlag och se kritiskt på användningen. Dessa steg kan i slutändan hjälpa offentlig sektors framtida användning av blockkedjor.
OECD vill förbättra välståndet
OECD – Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling, består av 36 medlemsländer från olika världsdelar. Organisationen arbetar bland annat för att förbättra det ekonomiska och sociala välståndet hos människor.
Resultatet understryker vikten av rådgivning kring fertilitetsbevarande åtgärder för unga kvinnor som diagnostiserats med cancer, menar forskarna bakom studien.
– Kunskap om möjligheten att skaffa barn efter bröstcancerbehandling, med eller utan fertilitetsbevarande åtgärder, är mycket viktig för kvinnor som drabbas av bröstcancer i fertil ålder. Vi hoppas att slutsatserna i vår studie kan öka kunskapsläget så att fler kvinnor med bröstcancer som vill ha barn kan fatta informerade beslut i konsultation med sin läkare, säger Anna Marklund, doktorand vid institutionen för onkologi-patologi, Karolinska Institutet.
Kemoterapi kan orsaka klimakterium
Bröstcancer är den vanligaste cancerformen bland kvinnor. Upp till 10 procent av alla kvinnor med bröstcancer är yngre än 45 år. Många av dem har inte avslutat eller inte ens påbörjat sin familjebildning när de får sin diagnos. Bröstcancerbehandling inkluderar ofta kemoterapi, som kan skada äggstockarna, och mångårig hormonbehandling, som gör att många hamnar i klimakteriet innan de hunnit skaffa barn.
För cancerdrabbade kvinnor som vill få biologiska barn i framtiden rekommenderas ofta fertilitetsbevarande åtgärder i form av nedfrysning av obefruktade eller befruktade ägg (embryon) samt små bitar av äggstocksvävnad. I Sverige erbjuds sådan behandling kostnadsfritt till alla kvinnor under 40 års ålder som har max ett barn och får en sjukdom vars behandling innebär risk för nedsatt eller förlorad fertilitet.
Fertilitetsbevarande åtgärder
Mer än dubbelt så många barn efter fertilitetsbevarande åtgärder
I den här kohortstudien följde forskarna alla kvinnor med bröstcancer (425) som genomgått fertilitetsbevarandebehandling vid svenska universitetssjukhus mellan 1994-2017. De jämförde barnafödandet hos dessa kvinnor med en matchad kontrollgrupp på 850 bröstcancerpatienter som saknade fertilitetsbevarande åtgärder.
Studien visade att barnafödslar var 2,3 gånger vanligare och behandlingar med assisterad befruktning var 4,8 gånger vanligare i gruppen med fertilitetsbevarande åtgärder. Tjugotre procent av kvinnorna med fertilitetsbevarade åtgärder födde minst ett barn inom loppet av 4,6 år efter diagnos, jämfört med 9 procent av kvinnorna i kontrollgruppen som följdes 4,8 år i genomsnitt. Av de kvinnor som kunde följas i 10 år födde 41 procent i gruppen med fertilitetsbevarande åtgärder minst ett barn medan motsvarande siffra för kvinnorna utan fertilitetsbehandling var endast 16 procent.
Säker behandling
Ett intressant fynd i den här studien är att dödligheten var lägre i gruppen med fertilitetsbevarande åtgärder (5,3 procent) jämfört med kontrollgruppen (11,1 procent). Det går dock inte att dra några slutsatser om orsakssambandet utifrån de registerdata som forskarna analyserade, eftersom detaljerade data om sjukdomsspecifik överlevnad inte kunde analyseras utan endast den totala överlevnaden.
Forskarna noterar att en brist i studien är avsaknaden av information om varför kvinnorna i kontrollgruppen inte genomförde fertilitetsbevarande behandling och om de önskade att skaffa barn när de fick sin bröstcancerdiagnos.
– Det är möjligt att skillnaden i barnafödslar till viss del kan bero på att önskan, och inte bara förmågan, att skaffa barn skilde sig mellan grupperna. Detta är något som framtida forskning får utvisa. Vi kan dock dra slutsatsen att fertilitetsbevarande åtgärder är säkra vid bröstcancer och att det finns en koppling mellan denna behandling och sannolikheten att föda barn efter bröstcancer, säger Kenny Rodriguez-Wallberg, forskare vid institutionen för onkologi-patologi, Karolinska Institutet.
Kenny Rodriguez-Wallberg, forskare vid Institutionen för onkologi-patologi, Karolinska Institutet, kenny.rodriguez-wallberg@ki.se
Anna Marklund, doktorand, Institutionen för onkologi-patologi, Karolinska Institutet, anna.marklund@sll.se
Sverige exporterar årligen gran till ett värde motsvarande drygt 80 miljarder kronor. För att trygga återplanteringen efter avverkningarna, behövs nära 200 miljoner granplantor varje år, och nästan 70 procent av dessa kommer från fröplantager med träd som valts ut för sina högavkastande egenskaper. Produktionsvinsterna med att använda fröplantager uppgår till nära 1,7 miljarder kronor årligen.
Skadesvamp orsakar förluster
En stor del av den potentiella vinsten realiseras dock inte eftersom fröplantagerna inte klarar att leverera den mängd frö som behövs, och skogsägarna måste därför använda plantor med ett lägre förädlingsvärde.
En viktig orsak till bristen på frön är skadegöraren Thekopsora aerolata, som orsakar den allvarliga sjukdomen grankotterost. När en fröplantage angrips kan 80 procent av produktionen slås ut, och om detta sker under ett år med rik blomning kan det få stora konsekvenser för frötillgången.
Bild: Hernan Capador
På undersidan av grankottens fjäll bildas aecidier, som kan fortsätta procudera aecidiesporer under flera år.
Thekopsora är en rostsvamp, och värdväxlar mellan gran och hägg för att fullborda sin livscykel. Angrepp har dock konstaterats även på platser till synes långt från hägg, vilket har lett till frågan om häggen verkligen är nödvändig. Ett parallellt exempel är rostsjukdomen törskate, där det finns en variant av skadesvampen som kan infektera tall direkt utan den alternativa värden.
– Det vore mycket allvarligt om T. aerolata skulle kunna infektera granar utan hägg, Det skulle göra det nödvändigt att identifiera och ta bort alla infekterade kottar på och omkring fröplantagerna, eftersom de skulle fortsätta producera sporer och infektera nya kottar under flera år. Om en sådan sanering ens vore möjlig, skulle den vara både dyr och besvärlig. Men vi tror oss nu ha hittat svaret på frågan, säger Hernan Capador, doktorand vid Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi.
Bild: Hernan Capador
Häggblad infekteras av aecidiesporerna.
Hernan Capador säger att de sporer som produceras i de angripna kottarna är kloner. Om de verkligen kan infektera nya kottar, borde det därför finnas många exemplar av samma genetiska individ på angripna kottar inom ett visst område. Om alla individer istället är olika, kan det tolkas som att alla infektioner har skett med sexuella basidiesporer, som alltså måste komma från hägg.
Forskarna vid SLU samlade ett stort antal kottar från flera platser i Finland, Sverige och Norge, och analyserade kottarnas Thekopsora-innehåll med dna-teknik.
Sporfällor avslöjar spridningslängd
– Vi hittade nästan uteslutande unika individer, säger Hernán Capador.
– En enda genetisk individ påträffades på fler än ett ställe, och det skulle i sig kunna betyda att klonala aecididesporer kan infektera kottar, men vi borde i så fall ha hittat många fler sådana exempel. Vi drar därför slutsatsen att T. areolata behöver den alternativa värden hägg för att föröka sig och att svampen alltså inte är kapabel till förkortad livscykel.
Forskningen visar att det bästa och enklaste motmedlet mot sjukdomen fortfarande är att avlägsna all hägg i fröplantagernas närhet, men det är inte känt hur långa avstånd basidiesporerna kan spridas och därmed inte hur stor den häggfria zonen måste vara. Det är heller inte säkerställt att det inte finns andra alternativa värdväxter som skulle kunna ta häggens plats.
– Detta är de frågor vi studerar nu, säger docent Åke Olson, som leder projektet. Med hjälp av sporfällor kan vi mäta hur långt basidiesporer sprids från en ensam hägg, vilket kan lära oss hur långt från fröplantagerna häggen måste rensas bort. Vi kommer också att göra infektionsförsök med Thekopsoras aecidiesporer på vanliga ljungväxter för att ta reda på om de har någon potential för att agera alternativvärd. Resultatet av dessa undersökningar kommer hjälpa oss att förstå hur vi bäst skyddar fröplantagerna från grankotterost i framtiden.
Grankotterost
Grankotterost kan stundtals orsaka enorma skador. År 2006 angreps fröplantager över hela södra Finland och slog ut upp till 80 procent av produktionen. Granar blommar oregelbundet med några års mellanrum, så det finns ingen jämn, årlig nyproduktion av frön. 2006 var ett år med mycket intensiv blomning och fröproduktion, och när sjukdomen slår hårt ett sådant år försvinner en stor andel alla frön som produceras under ett helt årtionde.
Likt de flesta rostsvampar behöver svampen två arter för att fullborda sin livscykel; i det här fallet gran och hägg. Sexuella basidieporer bildas på fallna häggblad på våren och infekterar nybildade grankottar. Fröproduktionen i angripna kottar sjunker med upp till 90 procent i allvarliga fall. Efter ett år börjar asexuella aecidiesporer bildas på grankottarna, vilka infekterar häggblad. De angripna kottarna fortsätter producera sporer under flera år. På häggbladen sker den sexuella parningen under hösten, och efterföljande vår infekteras nya grankottar med nya basidiesporer.
Kontakt:
Åke Olson, forskare vid Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi
Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala, ake.olson@slu.se
Mätinstrumentet Particle Environment Package, PEP, ska hjälpa forskarna vid Institutet för rymdfysik, IRF, att förstå hur tre av Jupiters isiga månar påverkas av partiklarna runt Jupiter och söka efter förutsättningar till liv. Instrumentet, som tagit 14 år att bygga, är det mest avancerade som IRF hittills levererat och består av sex sensorer, varav två är utvecklade och byggda vid IRF:s huvudkontor i Kiruna.
PEP, Particle Environment Package, ska studera växelverkan mellan rymden och Jupiters isiga månar. Instrumentet, ett partikelmiljö-paket med sina olika sensorer, ska undersöka hur neutrala och laddade partiklar, exempelvis joner, elektroner och atomer, beter sig i magnetosfären och de elektriska fält som finns i Jupitersystemet.
PEP-sensor från IRF i Kiruna. Bild: Philipp Wittmann, IRF.
Professor Stas Barbash, föreståndare för Institutet för rymdfysik, ansvarar för instrumentet som ska följa med ombord på den europeiska rymdorganisationen ESA:s rymdfarkost JUICE (JUpiter ICy moons Explorer).
JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) är ett projekt som planeras av ESA och går ut på att skicka en sond till de tre galileiska jupitermånarna Ganymedes, Callisto och Europa. Dessa har en yta av is, och under den finns, såvitt man förstår, oceaner av flytande vatten och ett centralt klot av sten. Det är tänkbart att liv i någon form skulle kunna finnas i oceanerna. Uppskjutning planeras till juni 2022 och rymdfarkosten kommer att nå Jupiter i oktober 2029. Den planeras göra en kontrollerad krasch på Ganymedes februari 2034.
Källa Wikipedia
Instrumentet ska mäta partiklar omkring Jupiter och dess tre isiga månarna Europa, Callisto och Ganymedes och därmed bidra till det stora pussel som behöver läggas för att förstå det komplexa Jupitersystemet.
– Isiga månar är de mest spännande objekten att studera i solsystemet. Drömmen vore så klart att upptäcka en liten spricka i isen på månen Europa där vattnet från havet under isen sprutar ut. Kanske är det en gynnsam miljö för liv under isen? Att flyga genom ångmolnet, mäta i det och lyckas identifiera något slags spår av liv. Det vore så klart fantastiskt, säger Stas Barabash.
Höga strålningsdoser en utmaning
En av de stora utmaningarna för de ingenjörer och forskare som byggt PEP har varit att utveckla sensorer som kan utföra mätningar i en miljö som, på grund av Jupiters enorma magnetfält, har solsystemets starkaste strålning.
– De strålningsdoser som instrumentet utsätts för kan jämföras med att befinna sig i mitten av en kollapsad Tjernobylreaktor under en kort tid. Sverige levererar ett instrument som inte bara ska ta sig till den här extrema rymdmiljön, utan också överleva i den för att förse forskarna med unika data, säger Stas Barabash.
För IRF är det en unik situation att ESA valt ut ett land och ett institut att leverera två av totalt tio instrument till JUICE. IRF:s Uppsalakontor ansvarar för det andra instrumentet.
Elva länder inom Europa, USA och Japan bidrar till PEP.
Professor Stas Barabash, föreståndare Institutet för rymdfysik, stas.barabash@irf.se
Den europeiska studien befäster den forskning som leds av Fredrik Bäckhed, professor i molekylärmedicin vid Göteborgs universitet där man tidigare har påvisat att diabetesutveckling kan kopplas till förändrad sammansättning av tarmbakterier.
Forskargruppen har bland annat visat att den förändrade tarmmikrobiotan leder till förändrad metabolism av aminosyran histidin, vilket i sin tur leder till ökad produktion av imidasolpropionat, molekylen som förhindrar insulinets blodsockersänkande effekter.
I en artikel publicerad i tidskriften Nature Communications bekräftas nu de initiala fynden i en större europeisk studie, som omfattar 1 990 personer. Studien visar att diabetespatienter även från Danmark, Frankrike och Tyskland hade ökade nivåer av imidasolpropionat i blodet.
Breddat underlag stärker bilden
– Vår studie visar tydligt att imidasolpropionat är förhöjt vid typ 2-diabetes även i andra populationer, säger Fredrik Bäckhed, och fortsätter:
– Studien visar även att nivåerna av imidasolpropionat är förhöjda redan innan diabetesdiagnosen är fastslagen, vid så kallad prediabetes. Detta kan tyda på att imidasolpropionat direkt kan bidra till sjukdomsutvecklingen.
Även om imidasolpropionat bildas från aminosyran histidin så är det inte specifikt mängden histidin i kosten, från exempelvis kött och fisk, som reglerar nivåerna av imidasolpropionat, visar den aktuella studien. Forskarna tror att påverkan istället sker via den förändrade mikrobiella omsättningen av histidin.
Samtidigt kvarstår det faktum att ett dåligt kostmönster utarmar tarmmikrobiotan och ökar risken för typ 2-diabetes. Personer med sjukdomen har färre bakteriearten är normalt i sin tarmmikrobiotan.
Unik möjlighet att validiera
Det EU-finansierade forskningssamarbetet MetaCardis har letts av professor Karine Clément, verksam vid det medicinska forskningsinstitutet Inserm i Paris.
– Intressant nog så tyder våra fynd på att det är den förändrade tarmmikrobiotan snarare än histidinintaget i kosten som påverkar nivåerna av imidasolpropionat. Samtidigt kan generellt ohälsosam kost också förknippas med förhöjda nivåer av imidasolpropionat, konstaterar hon.
Ett problem med forskning kring mikrobiota och olika sjukdomar har varit begränsad reproducerbarhet. Genom att studera molekylerna som bakterierna avger, metaboliterna, fokuserar man snarare på bakteriernas funktion än på de exakta arterna i tarmen.
– Samarbetet gav oss unika möjligheter att validera preliminära fynd att imidasolpropionat kan kopplas till typ 2-diabetes. Här fick vi möjlighet att analysera närmare 2 000 prover och kan därmed fastställa att förhöjda nivåer av imidasolpropionat kan kopplas till typ 2-diabetes. Då nivåerna är förhöjda även vid prediabetes kanske imidasolpropionat även kan orsaka sjukdomen i vissa fall, säger Fredrik Bäckhed.
Inkretinhormonerna GIP och GLP-1 utsöndras från tarmen när man äter och stimulerar insulinutsöndring i bukspottkörteln, vilket bidrar till att blodsockret återgår till normala nivåer efter måltider, den så kallade inkretineffekten.
Hos den som har diabetes typ 2 är inkretineffekten nedsatt, vilket leder till hämmad insulinproduktion. Därför är GIP och GLP-1 i dag terapeutiska mål för att behandla insulinnivåerna hos patienter med typ 2-diabetes.
DPP4-hämmare
DPP4-hämmare är en klass av läkemedel som används vid behandling av högt blodsocker för personer med typ 2-diabetes. De riktar sig mot just inkretinsystemet och gör så att nivåerna av dessa hormoner ökar i blodet, vilket har en positiv effekt genom att hålla blodsockret på normala nivåer.
Läkemedel som baseras på DPP4-hämmare fungerar genom att hämma ett protein som heter dipeptidylpeptidas-4. Detta protein har flera funktioner i kroppen, och genom att hämma proteinet förbättras sockermetabolismen i kroppen vilket leder till lägre blodsockernivåer och lägre risk för framtida komplikationer. Källa: Diabetes.nu
GIP kan påverka hjärtat negativt
I den aktuella studien har forskarna undersökt kopplingar mellan hormonhalterna i blodet och sett hur GIP och/eller direkt stimulering av GIP-receptorn även verkar ha negativa kardiovaskulära effekter.
– Vi såg att höga fysiologiska nivåer av GIP var kopplat till en signifikant ökad risk för tidiga tecken på åderförkalkning, medan höga fysiologiska nivåer av GLP-1 i stället kunde koppas till en minskad risk. Sambanden höll statistisk signifikans även efter att de korrigerats för kända riskfaktorer, säger Martin Magnusson, läkare och forskare inom endokrinologi och diabetes.
Forskarna använde data från den stora befolkningsstudien Malmö Kost Cancer, som involverade 3 342 deltagare med 59 procent kvinnor och en medelålder på 72 år. Tio procent av deltagarna hade diabetes.
Resultat som tyder på samband
Martin Magnussons forskargrupp ligger även bakom en studie publicerad i Diabetologia i januari 2020 som visade att höga nivåer av GIP är kopplat till en ökad risk för kardiovaskulär dödlighet och för total dödlighet. Men den aktuella studien är den första där forskarna utför mätningar på människor, och i en större population, för att undersöka sambandet mellan blodets nivåer av GIP och GLP-1 och mätningar av tidig åderförkalkning.
– Fynden i den nya studien pekar på att det kan finnas ett samband mellan förhöjda GIP-nivåer i blodet och risk för åderförkalkning. Eftersom vi hade få deltagare i studien med diabetes vet vi ännu inte hur GIP-nivåer påverkar åderförkalkningsprocessen i en renodlad diabetespopulation. Därför bör man i nuläget betrakta resultaten som hypotesgenererande, säger Amra Jujic, postdoktor vid Lunds universitet.
Motsatta effekter för GIP och GLP-1
Martin Magnusson menar att resultaten till viss del ligger i linje med vad tidigare läkemedelsstudier visat. I behandling med GLP-1-agonister har risken för kardiovaskulär sjuklighet minskat medan studier som indirekt höjer GIP och GLP-1 på grund av läkemedelsbehandling med så kallade DPP4-hämmare inte kunnat visa sådana positiva effekter.
Forskarnas hypotes är att de positiva effekterna av GLP-1 motverkas av de eventuellt negativa effekterna av GIP, och att detta kan förklara avsaknaden av hjärt-kärlskyddande effekter för DPP4-hämmarna. Martin Magnusson betonar att kliniska randomiserande studier av DPP4-hämmare har visat att dessa läkemedel inte är förknippade med några negativa kardiovaskulära effekter, och därför är helt säkra för patienter med diabetes att ta.
Blockering av GIP-receptorn?
– Våra fynd ska absolut inte användas som argument till att diabetespatienter ändrar sin nuvarande behandling. Eftersom många diabetespatienter sannolikt framöver kan komma att behandlas med en ny grupp läkemedel som direkt stimulerar både GLP-1 och GIP-receptorn, finns det ett stort kliniskt intresse av att få klarhet i vad som ligger bakom våra epidemiologiska fynd, säger Martin Magnusson.
– Nästa steg blir bland annat att närmare undersöka de långsiktiga kardiovaskulära effekterna av GIP och GLP-1 infusion och om en blockering av GIP-receptorn kan vara ett behandlingsalternativ. Vi vill även fortsatt studera sambanden mellan GIP-nivåerna och kardiovaskulär risk i renodlad diabetespopulation inom Andis, ett projekt där alla nya diabetiker i Skåne registreras, säger Amra Jujic.
Martin Magnusson, adjungerad professor vid Lunds universitet och överläkare inom kardiologi på Skånes universitetssjukhus i Malmö, och även Clinical Fellow i diabetes vid Wallenberg Centre for Molecular Medicine (WCMM), martin.magnusson@med.lu.se
– Snarare blottlägger det djupgående klyftor i samhällsstrukturen, skriver de båda forskarna i en artikel utgiven av myndigheten Delegationen mot segregation, Delmos (numera nedlagd, redaktionens anmärkning), och sammanfattar en del av den forskning som de båda bedriver om ojämlikhet i boendet.
Coronapandemin har riktat ljuset mot den egna bostaden, och vikten av ett gott hem när alltfler tillbringar alltmer tid hemma.
– Olika kriser har olika förlopp. Det specifika med coronakrisen är betoningen av hemmets betydelse. Hemmet har fått en renässans. Köerna på Bauhaus har aldrig varit längre och fritidshusen går som smör i solsken. Det är den ena sidan. Men vi är mer intresserade av den andra sidan, säger Tapio Salonen, professor i socialt arbete.
Tensta, Stockholm
Dubbel utsatthet
I våras skapade smittspridningen i Järvaområdet i Stockholm stora rubriker. Stockholms stad gick ut med en bred informationskampanj.
Men handlade smittspridningen om att invånarna här inte förstod budskapet om social distansering? Var bristen verkligen enbart information?
Nej, det är ett förenklat resonemang, menar de båda forskarna. Att både bo trångt och sakna möjlighet att jobba hemma, eller ens anpassa sina arbetstider för att undvika rusningstid i kollektivtrafiken, gör utsattheten vid en pandemi dubbel.
– Diskussionen kom att handla om etnicitet och språksvårigheter, inte om hur trångt många bor och vad det får för konsekvenser. Invånare i dessa områden har dessutom ofta samhällsviktiga yrken och måste ta sig till jobbet, säger Martin Grander, bostadsforskare och föreståndare för forskningsmiljön Studier i boende och välfärd.
Bättre för fler, men också ökad ojämlikhet
Under de två senaste decennierna har trångboddheten ökat i Sverige, främst bland familjer med låga inkomster och nyanlända. Coronapandemin understryker riskerna. Andelen fall av covid-19 är som högst i de mest trångbodda bostadsområdena.
Forskarnas medverkan i Delmos artikelserie har därför inspirerat till en ny studie om trångboddhet i Malmö. De ska göra intervjustudier kombinerat med statistik, och studien är den första i sitt slag på över tjugo år.
– Statistiken talar sitt krassa språk. Trångboddheten minskade under ett antal år, men sedan har detta vänt. Under 2000-talet, som är en paradoxal tid då de allra flesta hushåll har fått det bättre, har ojämlikheten ökat. Så vi behöver en översyn av trångboddheten, säger Tapio Salonen.
Studien om trångboddhet startar i november 2020 och pågår fram till sommaren 2021.
Forskarnas 5 förslagför ökad jämlikhet och minskad segregation i boendet
Reformera bostadsbidraget – anpassa bostadsbidraget till boendekostnader, villkor och utsatta målgrupper.
Se över trångboddhetsnormen – den nuvarande oklara situationen kring vad som ska räknas som en minsta godtagbar boendenorm leder till oklarheter och godtycke.
Underlätta etablering in på boendemarknaden – bostadsbrist och striktare regler för att få en bostad har gjort det svårt för framför allt unga och nyanlända.
Värna den billiga hyresrätten – nyproduktion är dyrt och lägenheter som ökar i hyra på grund av ”överrenovering” försvinner oåterkalleligt från lågprissegmentet.
Återupprätta neutraliteten mellan upplåtelseformerna – de som äger sitt boende gynnas genom olika avdrag och avvecklad fastighetsskatt.
KOL är ett stort globalt hälsoproblem som årligen beräknas orsaka cirka 3 000 förtida dödsfall bara i Sverige.
– Det är fantastiskt goda nyheter att vi nu får kvitto på att den minskade rökningen verkligen ger effekt på människors hälsa, säger Helena Backman, forskare vid Umeå universitet och projektledare inom Obstruktiv Lungsjukdom i Norrbotten (OLIN)-studierna vid Region Norrbotten samt första författare till studien.
Halvering av de allvarligaste fallen
Studien bygger på två undersökningar av sammanlagt 1839 slumpvis utvalda personer i åldern 21 – 78 år som genomfördes i Norrbotten och Västra Götaland under perioden 2009 till 2012. Resultatet var att totalt cirka 7 procent av deltagarna hade Kroniskt obstruktiv lungsjukdom, KOL. Förekomsten i Norrbotten hade minskat med 41 procent jämfört med en motsvarande studie som genomfördes år 1994. För Västra Götaland finns däremot ingen tidigare studie att jämföra med. Nedgången är även markant i jämförelse med flera tidigare studier i andra europeiska länder.
Störst var minskningen bland de allvarligare fallen. För personer med svår och medelsvår KOL kunde forskarna se en minskning med över 50 procent, det vill säga mer än en halvering, på 15 år. Cirka 3,5 procent av deltagarna i studien hade svår eller medelsvår KOL, jämfört med 8 procent i Norrbotten 1994.
Femte vanligaste dödsorsaken
Lungsjukdomen KOL, Kroniskt obstruktiv lungsjukdom, är en av vår tids stora folksjukdomar. Den kan vara allt från lindrig till dödlig. Enligt uppskattningar från Hjärt-lungfonden avlider ungefär 3 000 personer varje år i Sverige till följd av KOL. Enligt världshälsoorganisationen WHO är KOL den femte vanligaste dödsorsaken i Europa. Rökning är den enskilt viktigaste riskfaktorn för KOL.
– När vi nu kan se vilken förbättring minskad rökning innebär, finns all anledning att fortsätta med att förebygga att unga börjar röka. Det är också viktigt att personer som söker vård för luftvägsproblem och har riskfaktorer får genomgå lungfunktionsundersökning för att få diagnos och behandling, säger Helena Backman.
Mörkertalet är stort
Fortfarande är det många som lever med KOL utan att ens veta om det eller ha fått en diagnos. Studien visar att andelen som fått diagnos visserligen har ökat över tid, men att mörkertalet fortfarande är stort. Det finns idag ingen bot för sjukdomen KOL i sig, men däremot finns behandlingar som gör att många patienter kan leva med relativt små besvär av sjukdomen.
Studien är ett samarbete mellan Umeå universitet, Göteborgs universitet, Region Norrbotten och Västra Götalandsregionen. Studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Respiratory Research. Den finansieras av Hjärt-Lungfonden, VBG-Groups stiftelse för astma och allergi-forskning i Västra Götaland samt Region Norrbotten och Västra Götalandsregionen.
Vetenskaplig artikel:
Decreased COPD prevalence in Sweden after decades of decrease in smoking( Helena Backman, Lowie Vanfleteren, Anne Lindberg, Linda Ekerljung, Caroline Stridsman, Malin Axelsson, Ulf Nilsson, Bright I. Nwaru, Sami Sawalha, Berne Eriksson, Linnea Hedman, Madeleine Rådinger, Sven‑Arne Jansson, Anders Ullman, Hannu Kankaanranta, Jan Lötvall, Eva Rönmark, Bo Lundbäck) Respiratory Research
Kontakt:
Helena Backman, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin, Umeå universitet/ Region Norrbotten, helena.backman@umu.se
Lowie Vanfleteren, KOL-centrum, Sahlgrenska Universitetssjukhuset/ Göteborgs universitet, lowie.vanfleteren@gu.se
Terapin går ut på att kombinera remdesivir, ett godkänt läkemedel mot covid-19, och hrsACE2, en medicin som utvärderas i fas II-studier mot covid-19. Kombinationsterapin minskade virusmängden i cellerna och hindrade viruset från att föröka sig.
Remdesivir är idag det enda godkända läkemedlet mot covid-19-sjukdom. Det fungerar genom att hämma ett enzym som viruset behöver för att föröka sig, men kan i höga doser orsaka skador på lever och njurar.
Human recombinant soluable ACE2 (hrsACE2) är en genetiskt framställd variant av cellmembranproteinet angiotensin coverting enzyme 2 (ACE2), som coronaviruset använder för att ta sig in i våra celler. Tidigare cellstudier har visat att hrsACE2 lurar coronaviruset att sätta sig på enzymkopian, hrsACE2, istället för att infektera de riktiga cellerna. Därigenom minskar den totala mängden virus i cellerna.
I den här studien testade forskarna att kombinera remdesivir och hrsACE2 i cellkulturer från apor, leverceller och avancerade miniatyrvävnader av njurar, så kallade organoider som odlats från mänskliga stamceller.
Dubbel effekt
Genom att kombinera dessa två läkemedel kunde forskarna få dubbel effekt: minskad virusmängd och minskad virusspridning till närliggande celler. Därutöver kunde man uppnå denna effekt med förhållandevis låga doser av respektive läkemedel, vilket minskade deras toxicitet och gjorde dem säkrare att använda.
– Genom att rikta in oss på olika steg i viruskedjan kan vi öka effekten av behandlingen och minska risken för potentiella biverkningar. Kombinationsterapi är en modell som använts framgångsrikt vid bland annat HIV-behandling. Än så länge har vi bara testat vår kombinationsterapi i cellkulturer och tillverkade vävnader men hoppas att det kan bana väg för kliniska studier, säger Ali Mirazimi, korresponderande författare och adjungerad professor vid institutionen för laboratoriemedicin, Karolinska Institutet.
HrsACE2 testas för närvarande i en dubbelblind, placebokontrollerad fas II studie på 200 personer med allvarlig covid-19-sjukdom.
Publikation
Human soluble ACE2 improves the effect of remdesivir in SARS-CoV-2 infection, Vanessa Monteil, Matheus Dyczynski, Volker M Lauschke, Hyesoo Kwon,Gerald Wirnsberger, Sonia Youhanna, Haibo Zhang, Arthur S.Slutsky, Carmen Hurtado del Pozo, Moritz Horn, Nuria Montserrat, Josef M. Penninger, och Ali Mirazimi, EMBO Molecular Medicin, online 12 november, 2020
Kontakt:
Ali Mirazimi, adjungerad professor, Institutionen för laboratoriemedicin, Karolinska Institutet, ali.mirazimi@ki.se
Volker M. Lauschke, forskarassistent. Institutionen för fysiologi och farmakologi, Karolinska Institutet, volker.lauschke@ki.se
Fotnot:
Forskningen har finansierats av Vetenskapsrådet, Innovative Medicines Initiative 2 Joint Undertaking, European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme, EFPIA, Canada 150 Research Chair program, the von Zastrow foundation, CIHR, the Austrian WWTF, Spanish Ministry of Economy and Competitiveness, the Generalitat de Catalunya and CERCA Programme, Asociación Española contra el Cáncer och Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships.
Några av författarna har rapporterat intressekonflikter, bland annat som aktieägare och anställda hos Apeiron Biologics, som utvecklar hrsACE2 läkemedlet APN01.
Kan man bygga maskiner som är mindre än transistorerna på ett datorchip? Naturen kan. Vår kropp drivs av miljontals molekylära maskiner. Och kan naturen så bör vi i princip också kunna det.
Precis som delarna i en mekanisk maskin, kan små molekyler i en nanomaskin röra sig i förhållande till varandra: agera hjul och spärrhakar eller flytta runt andra molekyler. Både i Sverige och internationellt utvecklas nu sådana maskiner.
Prisade maskiner
De första försöken att bygga extremt små maskiner gjordes redan på 1980-talet och med 2016 års nobelpris i kemi belönades tre pionjärer för design och syntes av molekylära maskiner. Det var alltså molekyler som innehöll delar som kunde röra sig i förhållande till varandra när man tillförde energi. Nobelkommittén framkastade tanken att kemin nu tagit de första stegen in i en ny värld.
Vad ska vi ha nanomaskinen till?
När flygmaskinen uppfanns undrade folk vad man skulle ha den till. Nanomaskinen är i samma läge nu. Förhoppningen är att de kan användas på cellnivå för medicinska syften. Till exempel för att leta efter cancerceller och leverera läkemedel till exakt rätt plats. En styrbar mikroskopisk motor skulle kunna fungera som en mekanisk borr för att göra rent i åderförkalkade kärl.
Källa: KVA, Forskning och Framsteg
Utvecklingsmässigt befinner sig den molekylära motorn ungefär på samma stadium som den elektriska motorn gjorde på 1830-talet. Då visade uppfinnare med stolthet upp diverse snurrande vevar och hjul i sina verkstäder – utan att ha en aning om att de skulle leda fram till tvättmaskiner, fläktar och matberedare.
Byggs av atomer, dna eller proteiner
Nobelpristagarnas konstruktioner är inte byggda av proteiner utan av ännu mindre molekyler som sammanfogats atom för atom.
Det finns även två andra vägar mot molekylmaskiner. Den ena använder dna som byggmaterial. Den andra försöker efterlikna de naturligt förekommande molekylärmaskinerna som består av proteiner, men det är ett arbete som försvåras av att det fortfarande är så mycket vi inte vet om förhållandet mellan proteinmolekylernas struktur och deras funktioner.
Man vet desto mer om hur dna beter sig. Konsten att bygga komplicerade strukturer av dna brukar kallas dna-origami efter den japanska tekniken att vika fram detaljerade figurer av ett enda pappersark. Arket består i det här sammanhanget av en enkel dna-sträng, som är lätt att framställa. Den kan böjas upprepade gånger genom att man fäster mindre bitar dna vid den.
Maskiner med dna-origami
Sveriges främsta expert på dna-origami är Björn Högberg, professor i biofysik på Karolinska institutet:
– Vi har utvecklat algoritmer som hjälper oss att räkna ut hur de bitar vi behöver för en viss struktur ska se ut. För komplicerade strukturer kan det röra sig om tvåhundra bitar. Själva experimentet är mycket enkelt. Allt tillsätts i en lösning och självorganiserar sig sedan spontant, säger han.
Film: Björn Högberg berättar om DNA origami (1 min, 33 sek)
Björn Högberg har inget emot att man beskriver dna-origamierna som komponenter i framtida maskiner. I hans egen forskargrupp används tekniken främst i grundforskningen. Genom att fästa olika proteiner på origamierna har man till exempel mätt upp inom vilka avstånd vissa cellreceptorer effektivt kan påverka varandra, och hur ett så kallat antigen ska se ut för att antikroppar ska kunna fästa på dem.
– Vi har en mycket större frihet än nobelpristagarna, som behövde syntetisera varje molekyl. Vi sitter vid datorn och designar de former vi vill ha. Å andra sidan är ju dna-strukturerna mycket större och kan till exempel inte tränga in i en cell. De fungerar bäst i en skala på 5-100 nanometer, och när man vill undersöka större sammanhang.
Kopplar om vid kontakt
I två projekt arbetar forskargruppen också med att bygga maskiner. Molekyler som binder till vissa receptorer i cellen, kan inte göra det när de förekommer fritt i en lösning. Det tycks krävas en viss kraft för att det ska ske. Med dna-origami ska forskarna bygga en maskin som vid kontakt med cellreceptorn greppar och drar i den. Detta sker genom att en del av dna-strukturen har en kontakt, eller omkopplare – en tillbakatvingad spänd del som kan utlösas och då dra i cellreceptorn.
Inzoomning på nanovärlden
En mikrometer = en tusendels millimeter
En nanometer = en miljondels millimeter
Ett hårstrå – cirka 100 mikrometer
En amöba – cirka 100 mikrometer
En bakterie – cirka 1 mikrometer
En ribosom (cellens proteinfabrik) – 20 nanometer
En typisk proteinmolekyl – 3-10 nanometer
En vattenmolekyl – cirka en nanometer
En kolatom – cirka 0,14 nanometer
Eftersom det synliga ljusets våglängd ligger på 400-700 nanometer, går det inte att se mindre strukturer än så i vanliga ljusmikroskop.
Forskargruppen planerar också att bygga en sorts ”tunna” av dna, innehållande terapeutiska celler, som kan öppnas vid kontakt med cancerceller och då släppa ut innehållet.
Nanofabrik för dna-armar
I dag är de mest avancerade molekylära maskinerna byggda just med dna-origami. Ett exempel är en hel nanofabrik konstruerad av den brittiske kemiprofessorn David Leigh vid University of Manchester. På en molekylär platta har han lagt ut fyra katalytiskt reaktiva zoner. En dna-arm kan greppa en molekyl och föra den till en eller flera reaktiva positioner där molekylen i fråga förändras. Det är en maskin som gör mer än summan av dess delar, och kan programmeras när det gäller i vilken ordning armen kommer till dess zoner.
Maskiner av proteiner
I naturen fungerar dna som ett minne för arvsmassan. Men cellens proteinmolekyler har andra uppgifter. De är aktiva maskiner som drar, tuggar, sliter och förflyttar.
– Vi har stora kunskaper om dna, och det är lätt att arbeta med. Reglerna är ganska enkla; bara fyra bokstäver – motsvarande dess fyra baser. I motsats till proteiner, som kan bygga enzymer och andra komplexa strukturer, har dna i sig ingen kemisk funktionalitet.
Det säger fysikprofessorn Heiner Linke vid NanoLund, Lunds universitet.
– Proteinerna har 21 bokstäver – aminosyrorna – som i sig är komplexa. Utrymmet för design är så mycket större, men det är fortfarande svårt att förutsäga vilken ”bokstavskombination” som leder till vilken struktur och vilka egenskaper hos proteinet.
Ger proteiner ny funktion
Många funderar över möjligheten att bygga en proteinmotor, men Heiner Linke och hans kollegor tror sig vara ensamma i världen om att verkligen ha gjort detta. I samarbete med forskare i Australien, Kanada och Storbritannien har man arbetat med det i tio års tid.
– Det är för svårt att syntetisera helt nya proteinmolekyler med rätt funktion. Därför har vi tagit i naturen existerande proteiner, och gett dem en annan funktion. Vi vet nu att maskinen finns och att den kan röra sig ett par steg i taget. Men vi är ännu inte fullt nöjda med funktionaliteten, säger Heiner Linke.
Det handlar om en proteinkonstruktion som rör sig längs en dna-molekyl. Den har tre ”fötter” som var och en består av en molekyl som binder till ett visst ställe på dna-strängen. En enkel jon (elektriskt laddad atom eller molekyl) släpps ut i lösningen för att ”foten” ska binda in respektive tas ut när den ska släppa. Det finns en specifik jon för varje fot.
En annorlunda värld
Det ligger nära till hands att föreställa sig att maskiner i nanoskala är en förminskad version av de maskiner vi själva har erfarenhet av. Men i nanovärlden kommer inte kugghjul och vevstakar att bete sig som i vår erfarenhetsvärld. Den brittiske fysiken Richard A. L. Jones exemplifierar detta felslut med sf-filmen Fantastic Voyage. En ubåt med några vetenskapsmän krymps så att den kan injiceras i en människokropp. På sin resa i blodomloppet utsätts besättningen för mordiska jättelymfocyter och andra faror.
Men, konstaterar dr Jones, när ubåten krympts till skalan 1:10000 är vatten tjockare än sirap; farkosten skulle fastna och bli manöveroduglig. Den skulle ändå kastas fram och tillbaka eftersom den skulle bombarderas med nanopartiklar. Alla fria molekyler befinner sig i slumpartad och snabb så kallad termisk rörelse. Omgivningen är dessutom full av klibbiga ytor som gör det möjligt för proteiner att binda sig till varandra. Så ubåtens fönster skulle snabbt täckas av en ogenomskinlig hinna. Slutsatsen är att för den som vill behärska nanovärlden krävs ett nytt slags tänkande.
– Man behöver inte tillföra någon energi för att starta maskinen, säger Heiner Linke. Den stegvisa förflyttningen kommer från den termiska rörelsen, från de molekyler som bombarderar konstruktionen från alla håll. Den energi vi tillför – genom att höja koncentrationen av jonerna – är till för att styra rörelsen.
En biodator med muskler
I väntan på mer avancerade proteinmotorer kan man utnyttja dem som redan finns i naturen. En förbluffande tillämpning är en biodator som ska drivas med muskelkraft. Att det här är fullt möjligt har visats i ett EU-projekt, Bio4Comp. Våra muskler – vare sig de finns på skelettet, i hjärtat eller i kärlväggar – består av miljarder proteinmotorer.
När en muskel sätts i arbete hugger muskelproteinet myosin tag i det trådformade proteinet aktin och drar i det. Aktintrådar, burna och transporterade av myosinmolekyler, rör sig i ett kanalsystem – en motsvarighet till elektiska impulser på kiselchip i en vanlig dator.
För själva motorsystemet har Alf Månsson, professor i fysiologi vid Linnéuniversitetet i Kalmar, och expert på muskler, medverkat.
– Nätverket är avpassat efter det problem som ska lösas. Matematiker och datavetare i projektet räknar ut hur nätverket då ska se ut. Min egen roll är att se till att det finns tillräckligt med motorproteiner och att dessa fungerar och mår så bra som möjligt, säger Alf Månsson.
Lovande tillämpningar
Biodatorn med sina rörliga komponenter är en av de mest lovande tillämpningarna hitintills av molekylära maskinerier. Nära tillhands ligger också medicinska tillämpningar. Som att transportera och leverera läkemedel inuti i kroppen, eller att göra diagnostik med oöverträffad känslighet genom molekyler fästa vid rörliga molekylärmaskiner.
Men även konstruktioner utan direkt praktisk betydelse är ett steg på vägen mot en ny industriell revolution. Det var så den legendariske fysikern Richard P. Feynman såg saken när han sa att man inte förstått något förrän man kan bygga det.
Text: Göran Frankel på uppdrag av forskning.se
Nobelpris för världens minsta maskiner
En väldigt liten hiss, konstgjorda muskler och minimala motorer. 2016 års Nobelpris i kemi gick till fransmannen Jean-Pierre Sauvage, amerikanen Sir Fraser Stoddart och holländaren Bernard L. Feringa för deras formgivning och framställning av molekylära maskiner.
Fraser Stoddarts molekylära hiss. Illustration: Johan Jarnestad
Jean-Pierre Sauvage visade hur man kunde sluta två ringformade molekyler kring varandra som öglor i en kedja. Fraser Stoddart trädde ringformade molekyler på en axel. Elektromagnetiska skillnader mellan ring och axel gjorde att ringen förflyttades som en skyttel mellan två lägen på axeln när värme tillfördes. Stoddart byggde också med hjälp av denna princip en molekylär ”hiss” som kunde lyfta 0,7 nanometer från en yta.
Den tredje pristagaren, Ben Feringa, konstruerade den första molekylära motorn. Två platta strukturer sammanbundna med ett par kolatomer bildade ett par rotorblad. När UV-ljus tillfördes satte sig rotorn i rörelse. När Feringa fick nobelpriset kunde hans rotor göra tolv miljoner varv i sekunden. Han byggde också en ”nanobil” bestående ett molekylärt chassi med fyra motorer vars rotationer satte chassit i rörelse.
Den aktuella stjärnan, Betelgeuse, syns i stjärnbilden Orion. Dock har den minskat kraftigt i ljusstyrka på kort tid. I februari i år var ljusstyrkan nere på ett minimum, men har sedan dess ökat igen. Denna ljusförändring hos stjärnan har kunnat iakttas med blotta ögat.
Supernovaexplosion eller gigantiskt moln av damm
Försvagningen i ljusstyrka i början av året blev särskilt spännande med tanke på att den röda superjätten snart förväntas dö i en supernovaexplosion, ett extremt ovanligt fenomen i Vintergatan. Massor av teleskop har därför riktats mot Betelgeuse världen över. Kunde den kraftiga nedgången i ljusstyrka vara ett förstadium till en supernovaexplosion? Den frågan upptog ett mycket stort intresse hos forskare i våras.
Men forskarvärlden drog sedan slutsatsen att det inte är en supernovaexplosion på gång just nu, och då fördes istället en annan teori fram, nämligen att ljusförsvagningen kunde bero på ett gigantiskt moln av damm som dolde ljuset i synriktningen mot Jorden. Ett antal vetenskapliga artiklar publicerades med denna slutsats. Men inte heller det visar sig nu vara förklaringen. Nu har nämligen en grupp astronomer kommit fram till att den aktuella försvagningen i ljusstyrka beror på något helt annat.
– Stjärnans yta har stora områden med glödande gas som har svalnat flera hundra grader. Dessa områden lyser mycket mindre, säger Nils Ryde, astronom vid Lunds universitet.
Mindre lyskraft där gasen är svalare
Nils Ryde och några amerikanska forskarkollegor har i en studie analyserat utvecklingen av ljusstyrkan hos Betelgeuse under en femårsperiod. De har studerat ljuset från stjärnan i olika våglängder och kan därav konstatera att Betelgeuse har gigantiska områden med svalare gas som kommit upp till ytan. Observationer av ljus i olika våglängder gör det möjligt att undersöka olika lager av stjärnan.
Tyngdkraften vid stjärnans yta är flera storleksordningar mindre än hos vår egen sol, vilket innebär att de yttre skikten lätt kan kastas ut och lämna stjärnan men också att utsträckta, turbulenta områden kan utvecklas.
– Dessa områden skulle kunna bli lika stora som avståndet mellan Jorden och Mars, säger Nils Ryde.
Sådana svalare områden har tidigare förutspåtts teoretiskt, baserat på datorsimuleringar av astronomen Bernd Freytag vid Uppsala universitet. Den aktuella forskningsstudien har nu alltså lyckats göra bekräftande observationer kring de kallare gasytorna. Resultaten publiceras i den vetenskapliga tidskriften Astrophysical Journal. För egen del är Betelgeuse på väg tillbaka till den ljusstyrka som den hade i början av 2019.
Ljusförsvagningen inträffade under medeltiden
– Tyvärr måste vi alltså vänta lite längre för att uppleva en supernovaexplosion i närheten av oss. Vid en sådan händelse skulle Betelgeuse bli lika ljus som halvmånen i mer än ett år. Den skulle kasta skuggor på natten och vara synlig under dagen, säger Nils Ryde.
Efter supernovaexplosionen skulle stjärnan försvinna från himlen och då rita om Orions stjärnbild. Astronomerna räknar med att Betelgeuse kan explodera när som helst, i alla fall inom 100 000 år, vilket astronomiskt sett är en mycket kort period. Vi på Jorden befinner oss hur som helst på säkert avstånd när det väl inträffar. Betelgeuse ligger cirka 700 ljusår från oss.
– Det innebär för övrigt också att den kraftiga ljusförsvagning som vi såg tidigare i år egentligen inträffade under medeltiden, men är synlig för oss först nu, säger Nils Ryde.
Nils Ryde, universitetslektor, Institutionen för astronomi och teoretisk fysik vid Lunds universitet, nils.ryde@astro.lu.se
Hjärnan är vårt mest komplicerade organ och också det som är svårast att studera. Genom att utveckla flexibla elektroder tunnare än hårstrån, arbetar forskare vid Neuronano Research center vid Lunds universitet med att ta fram nya metoder som kan registrera signaler från hjärnans nervceller för att på så vis lära oss mer om hjärnan.
– Det finns en rad neurologiska sjukdomstillstånd, till exempel kronisk smärta, epilepsi och Parkinsons sjukdom, där vi bättre vill förstå mekanismer för att sedan kunna behandla på bästa sätt, säger professor Jens Schouenborg, som leder forskargruppens arbete.
Tanken är att dessa elektroder också ska kunna användas för att behandla hjärnans sjukdomar lokalt.
Skonsam transport av läkemedel
En utmaning har varit att både implantat och elektroder som förs in i hjärnvävnaden kan orsaka en lokal förlust av nervceller och inflammation som kan skada hjärnan. Nu har forskargruppen konstruerat nanopartiklar med läkemedel som kan föras in med hjälp av elektroderna in i hjärnan, där de levererar läkemedlet precis där det behövs.
Metoden har testats på möss och forskarna såg att läkemedlet minskar den oönskade aktiviteten hos de mikrogliaceller som ska fungera som hjärnans immunförsvar vid en skada i hjärnan, och att inga nervceller skadades av elektroderna.
– Den här metoden är en viktig pusselbit som ger oss en förbättrad kontroll över miljön och vävnaden runt omkring elektrodimplantat i hjärnan. Vi har använt läkemedlet Minocycline, som har nervcellsskyddande egenskaper och som även dämpar de aspekter av inflammation som vi vill dämpa, säger Johan Agorelius, doktorand vid Lunds universitet.
Väldigt mjuka elektroder
Det ligger ett gediget och tidskrävande forskningssamarbete bakom utvecklingen av de läkemedelsfrisättande nanopartiklarna. En utmaning har varit att utveckla nanopartiklar som frisätter läkemedlet under lång tid, men det har också tagit tid att få fram exakt vilken dos som ska användas i hjärnan.
– Nanopartiklarna sugs upp av gelatinet, som sedan torkar och kapslar in partiklarna. Gelatinet har den fördelen att det är hårt när det är torrt, men mjuknar när det förs in i hjärnvävnaden. Där löses det upp och nanopartiklarna frisätts lokalt innan de bryts ned efter en tid, förklarar Alexander Dontsios Holmkvist, doktorand vid Lunds universitet som utvecklat nanopartiklarna.
Elektroderna som forskargruppen i tidigare studier utvecklat är så mjuka att de inte ens klarar av ytspänning från vatten. För att kunna föra in dem i hjärnan bäddas de därför in i gelatin. Forskargruppen har tidigare även visat att när elektroderna bekläds med gelatin påskyndas hjärnvävnadens läkning.
Exakt frisättning av mediciner
Metoden att frisätta läkemedlet lokalt innebär att man slipper att påverka resten av kroppen.
– Med hjälp av nanopartiklarna får man en lokal frisättning av mediciner precis där man vill att de ska frisättas. Det rör sig om en mycket låg dos; en miljon gånger mindre dos än om den getts oralt. Det behövs ingen påfyllning eftersom den frisätts under så lång tid, säger Jens Schouenborg, som tror att metoden kan bli aktuell också för lokal läkemedelsleverens till andra mjukvävnader, som till exempel för att lokalt behandla cancer. Men innan dess krävs mer studier.
I över ett decennium har astronomer förundrats och gäckats av fenomenet som kallas radioblixtar. Dessa oerhört ljusstarka men extremt korta salvor av radiovågor – som varar bara millisekunder – når jorden ända från galaxer miljardtals ljusår bort.
I april 2020 upptäcktes radioblixtar för första gången från vår galax, Vintergatan, med radioteleskopen CHIME i Kanada och STARE2 i USA. Det oväntade utbrottet spårades till en tidigare känd källa bara 25 000 ljusår från jorden i stjärnbilden Räven. Forskare över hela världen reagerade snabbt med många olika teleskop för att följa upp upptäckten.
Källan bevakades av fyra europeiska teleskop
En forskargrupp som leds av Franz Kirsten vid Chalmers riktade fyra av Europas bästa radioteleskop mot källan, som har beteckningen SGR 1935+2154.
– Vi visste inte vad vi kunde vänta oss. Våra radioteleskop hade tidigare knappt kunnat se radioblixtar, och den här källan tycktes hålla på med något helt nytt. Vi hoppades att bli förvånade, säger Mark Snelders, teammedlem vid Anton Pannekoek-institutet för astronomi vid Amsterdams universitet.
Radioteleskopen, ett vardera i Nederländerna och Polen samt två vid Onsala rymdobservatorium i Sverige, bevakade källan varje natt under mer än fyra veckor efter upptäckten av den första blixt: totalt blev det 522 timmars observationer.
En illustration av de fyra europeiska teleskop som fångade millisekundsnabba signaler från en extrem, magnetiserad stjärna i vår galax. Längst bak ses Sveriges två största teleskop. Bild: Danielle Futselaar.
På kvällen den 24 maj fick laget överraskningen de hade letat efter. Klockan 23:19 lokal tid fångade Westerbork-teleskopet i Nederländerna, som då var det enda i tjänst, en dramatisk och oväntad signal: två korta signaler, var och en millisekund lång men med 1,4 sekunders mellanrum.
Kenzie Nimmo, astronom vid Anton Pannekoek-institutet för astronomi och ASTRON, också i Nederländerna, är medlem i teamet.
– Vi såg tydligt två blixtar, extremt nära i tid. Precis som med blixten från samma källa den 28 april påminde detta om radioblixtarna som vi hade sett från det avlägsna universum, fast inte lika starka. De två blixtarna som vi upptäckte den 24 maj var ännu ljussvagare, sa hon.
Länk mellan radioblixtar och magnetarer
Detta var ett nytt, starkt bevis för en länk mellan radioblixtar och magnetarer, tänkte forskarna. Liksom mer avlägsna radioblixtkällor verkade SGR 1935+2154 blixtra till med slumpmässiga mellanrum och med ett enormt spann i signalstyrka.
– De starkaste blixtarna från denna magnetar är minst tio miljoner gånger starkare än de svagaste. Vi frågade oss själva, kan detta gälla även för radioblixtar från utanför vår galax? Om det stämmer skapar universums magnetarer strålar av radiovågor som kontinuerligt korsar hela kosmos – och många av dessa kan vara inom räckhåll även för våra relativt små teleskop, säger teammedlem Jason Hessels vid Anton Pannekoek-institutet för astronomi och ASTRON.
Neutronstjärnor är de små, extremt täta resterna efter kortlivade, tunga stjärnor som exploderat som supernovor. I 50 år har astronomer studerat pulsarer, som är neutronstjärnor som med klockliknande regelbundenhet skickar ut pulser av radiovågor och annan strålning. Alla pulsarer antas ha starka magnetfält, men de mest extrema kallas magnetarer. Magnetarerna är de starkaste kända stjärnorna i universum, var och en med ett magnetfält hundratals biljoner gånger starkare än solens.t
Nu planerar forskarna att med radioteleskopen fortsätta bevaka SGR 1935+2154 och andra magnetarer i vår närhet i rymden, i hopp om att fastställa just hur dessa extrema stjärnor skapar sina korta men intensiva blixtar.
Forskare har lanserat många idéer för hur radioblixtar kan alstras. Franz Kirsten, astronomen vid Onsala rymdobservatorium, Chalmers, som ledde projektet, tror att den snabba utvecklingen mot nya insikter om fenomenet kommer att fortsätta.
– Fyrverkerierna från denna fantastiska närliggande magnetar har gett oss spännande ledtrådar om hur radioblixtarna kan skapas. De blixtarna som vi upptäckte den 24 maj tyder på att det skett en dramatisk störning i magnetosfären, helt nära stjärnans yta. Andra möjliga förklaringar, som chockvågor längre ut från magnetaren, verkar mindre troliga, men jag blir jätteglad om jag har fel. Oavsett svaren kan vi förvänta oss nya mätningar och nya överraskningar under de kommande månaderna och åren, sa han.
Observationerna utfördes med 25-metersteleskopet RT1 i Westerbork, Nederländerna, både 25-metersteleskopet och 20-metersteleskopet vid Onsala rymdobservatorium, och 32-metersteleskopet i Toruń, Polen.
– Våra resultat tyder på att ljusa hänglavar kommer att gynnas av ett framtida varmare och blötare klimat, säger Per-Anders Esseen, professor emeritus på Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet.
Forskarna fann att tillväxten hos ljusa hänglavar ökade starkt med mängd och varaktighet av regn, medan mörka lavar påverkades marginellt. Algerna i ljusfärgade lavar får mer ljus och har därför högre fotosyntes i regnigt och molnigt väder jämfört med alger i mörka lavar, där melaninpigment avskärmar ljuset. Resultaten visar att sambandet mellan tillväxt och nederbörd hos hänglavar beror på lavens färg, hur mycket vatten de kan lagra, deras storlek och mängden klorofyll.
Resultaten är viktiga för att förstå de faktorer som styr global, regional och lokal utbredning hos hänglavar.
– Kunskapen behövs för att kunna förutsäga hur framtida klimatförändringar kommer att påverka dessa ekologiskt viktiga skogsorganismer, säger Per-Anders Esseen.
Hänglavar livsviktiga för skogen
Lavar är komplexa symbiotiska organismer mellan svampar och/eller cyanobakterier, som passivt tar upp vatten. Hänglavar, med tunna hårlika grenar, är särskilt känsliga för miljöpåverkan som luftföroreningar, skogsbruk och klimatförändringar, men är samtidigt livsviktiga komponenter i världens skogsekosystem.
– Att förstå hur miljöfaktorer och arters funktionella egenskaper reglerar tillväxten är grundläggande för att kunna förutsäga hur lavar och andra organismer reagerar på klimatförändringar, säger Per-Anders Esseen.
Bild: Per-Anders Esseen
Lavar under luppen
Teamet bakom studien har forskat tillsammans om lavar i femton år. Nu transplanterade de hänglavar till nio granskogar i en storskalig klimatgradient, som sträcker sig från de torraste till de regnigaste områdena i Skandinavien. Syftet var att utreda det relativa bidraget från både klimatfaktorer och lavars funktionella egenskaper för tillväxten. Detta hos tre hängande lavar:
De ljusa hänglavarna garnlav (Alectoria sarmentosa)
Per-Anders Esseen, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet, per-anders.esseen@umu.se
Kristin Palmqvist, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet kristin.palmqvist@umu.se
Delrapporten om medier i 18 olika länder har publicerats inom ramen för forskningsprojektet Media for Democracy 2020 som kontinuerligt jämför hur medierna i olika länder uppfyller demokratiska mål. Projektet leds av Universitetet i Salzburg, med svenska deltagare från forskningscentret Demicom vid Mittuniversitetet.
I studien ingår de europeiska länderna Belgien, Danmark, Finland, Grekland, Holland, Island, Italien, Portugal, Schweiz, Storbritannien, Sverige, Tyskland och Österrike samt Australien, Chile, Hong Kong, Kanada och Sydkorea.
Skillnad mellan norra och södra Europa
I varje land har redaktörer och reportrar bland annat intervjuats om den undersökande journalistikens ställning. I södra Europa anges brist på resurser och avsaknad av en undersökande tradition som skäl till att verksamheten minskat. I norra Europa däremot har flera storstadsmedier tvärtom prioriterat grävande projekt och utvecklat verksamheten. I länder däremellan som Tyskland och Storbritannien håller man i stort sett ställningarna.
Några gemensamma övergripande drag i länderrapporterna är att privata lokala och regionala medier ibland kan ha svårt att satsa på grävprojekt. Public service-medier kan då fungera som en mer stabil kraft. I flera länder finns statliga fonder som stödjer undersökande journalistik.
Crowdfunding växer i omfattning
Internationella samarbeten, som vid Panama Papers, är viktiga för att ge resultat och för att stärka intresset och möjligheten för undersökande journalistik. Föreningar för grävande journalistik i norra Europa har haft en liknande roll. Läsarfinansiering via prenumerationer och crowdfunding växer i omfattning.
– Det är intressant att medieföreträdare i länder som Italien, Holland och Sverige pekar på läsarnas betydelse för att stärka den undersökande verksamheten. Här möts demokratiska och affärsmässiga motiv, säger medieforskaren Torbjörn von Krogh som är knuten till Mittuniversitetet.
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these cookies, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may have an effect on your browsing experience.
