Science Breaktroughs The Koyal Group InfoMag reviews – Det finns ett litet mirakel av vetenskap som händer i din kropp just nu. När du läser detta, en minimal 5 gram av en hög energi molekyl som kallas adenosintrifosfat - ATP - orsakar alla typer av reaktioner för att ge dig energi att sitta vid datorn. Totalt är 8 uns av ATP återvinns hundratals gånger varje dag, så många gånger att en människa kan använda sin kroppsvikt - 200 pounds av ATP i mitt fall - var 24: e timme.

ATP lagras inte och tillkallade efter behov, det är skapat på språng. Denna vetenskap mirakel sker i små energifabriker som kallas mitokondrier. Mitokondrier är med rätta kallas cellernas energifabriker eftersom de tar energi som finns i maten och omvandla det till något som våra celler kan använda.

Det är lätt att föreställa sig att i ett system så viktigt, när saker går fel de går riktigt fel. Räkna ut det hur man gör fel saker rätt igen har varit målet för vetenskapen sedan upptäckten av ATP av forskare år 1929, framför allt när man insåg att mitokondriella sjukdomar är roten till vissa sjukdomar trots att skadan inte är mitokondriell.

Förvirrande, eller hur? Tänk dig att en vetenskapsman och med att försöka lista allt det ut. Under årtionden, det var så mycket information tillgänglig om mitokondrier och dess inverkan på sjukdom och åldrande ... förutom det som är inne i en "svart låda" i mitokondriens matrix, där alla visste vad som måste hända, men kunde inte hitta ett sätt att göra en positiv skillnad. "Positiv" kommer att visa sig vara en ordlek, eftersom du kommer att se i slutet av artikeln.

För att lösa mysteriet, intervjuade jag två forskare på de ledande kanterna av området vid olika tidpunkter, Dr Michael Murphy i Cambridge, nyligen co-uppfinnare av en molekyl som kallas MitoQ, som gjorde externa antioxidanter verkligen biotillgängligt för mitokondrier; och professor Fredrik Crane, som upptäckte kroppens naturliga antioxidant, coenzym Q, 1957.

*****

Praktiskt taget alla har hört talas om antioxidanter nu. De är den breda kategori av livsmedel eller kosttillskott som förhindrar cellskador, och innehålla saker som vitamin C och vitamin E. Antioxidanter förhindrar oxidativ stress från en annan reaktion alla har hört talas om - fria radikaler, molekyler som bildas när vi omvandla mat till energi eller när vi motion. Samma process för reduktion och oxidation, som ger oss energi kan skada celler, och denna skada har kopplats till allt från cancer till Parkinsons sjukdom.

Att förebygga skador är nyckeln till att förebygga sjukdom. Men det är inte så enkelt som att ta en antioxidant eller äta mer kött.

Mitokondrierna har två hinder som är utformade för att hjälpa till att försäkra att det enda som händer i fabriken är det som naturen bestämt är tänkt att hända - en inre och yttre membran. Det yttre membranet är porös nog att molekyler kan komma igenom, och så antioxidanter har haft lite problem där. Det inre membranet är mycket mer restriktiv eftersom det skyddar mitochondrial matrisen, de proteiner som ger oss energi. Inuti denna matris är de maskiner som hjälper köra en transportkedja elektron i det mitokondriella innermembranet, vilket är precis vad det låter som - elektroner som färdas från ett protein till nästa. Den elektron transportkedjan skapar det som kallas "molekylär valutaenhet" i cellernas energi - ATP.

När problemet är inne mitokondrier, som till exempel i mitokondriella sjukdomar, behöver naturen lite hjälp.

Det finns hjälpare molekyler som ger biokemiska hjälp under hela denna mitokondriell process, som kallas kofaktorer i biokemi, men mer känd som co-enzymer. Och en coenzym i synnerhet blev känd eftersom det konstaterats finnas i en helt oxiderad form eller ett helt reducerad form hos människor, vilket innebär att den kan fungera som en del av transportkedjan elektron och även fungera som en antioxidant. Det kallas coenzym Q10 och det banade vägen för att förstå hur ATP gjordes, vilket fick Dr Peter Mitchell en Nobelpriset i kemi 1978. Det ledde också, över fyra decennier senare, en molekyl som heter MitoQ som listat ut hur man får mitokondrierna fungerar i äldre människor som det gör i yngre. Liksom transportkedjan elektron i sig, kopplingen mellan arbete Crane och Murphy, 40 år ifrån varandra, kan visas ganska tydligt när du vet var du ska leta.

*****

Om du vill veta om Q10, måste vi gå tillbaka till University of Wisconsin-Madison Enzyme Institute på 1950-talet, där Dr Frederick Crane var en ung postdoktoral forskare som arbetar på en av de svåraste problemen inom vetenskapen; de biokemiska vägar som är involverade i hur mitokondrier i celler producerar energi. Crane är numera professor emeritus vid Purdue och semi-pensionerad i sitt hem i Illinois. Han skriver fortfarande papper, han fortfarande håller jämna steg med den senaste forskningen, och han minns sin tid på Enzyme institutet som det var igår.

Född 1925, tog Crane en okonventionell väg att låsa upp hemligheter antioxidant försvar hos människor - han var en växtfysiolog studerar niacin syntes som började som en kemist men blev avbruten av andra världskriget. Det är en väg mindre rest för de flesta forskare.

Han fick sin doktorsexamen från University of Michigan och, som många forskare på den tiden, undrade vad han kunde arbeta på nästa. Vi kommunicerade via telefonintervjuer och e-post, och han förklarade att tidiga historia och hur han hamnade i Wisconsin.

  "Min rådgivare vid University of Michigan, professor Gustavson, sade att han gillade vad DE Grön gjorde i metabolism på Enzyme institutet så jag skrev till honom och sa "Jag skulle älska att studera metabolism". David svarade att han studerade energikoppling, inte metabolismen, men om jag skulle älska att han också skulle skicka in en ansökan ", säger Crane.

Applicera han gjorde. Crane är en blygsam sort och säger att det var nog få människor som är intresserade av den typen av arbete, vilket gjorde det lättare för honom att få. Han berättade också sin oro över sin förmåga för att han haft begränsad framgång i början, till en punkt där han blev orolig för hans framtid.

Prof. David Green’s group at the University of Wisconsin-Madison Enzyme Institute in 1956. Back row (left to right) Dave Gibson, Joe Hatefi, Tony Linnane, Dexter Goldman, Nat Penn, Bruce Mackler, Howard Tisdale, Al Heindel, and Dan Zieglar. Second row (left to right) Seishi Kuwahara, Salih Wakil, Helmut Beinert, Bob Lester, Alton Frost, Johan Jarnefelt, David Green, John Porter, Elizabeth Welch, unidentified, Wanda Fechner, Bob Basford, unidentified, Fred Crane, Sedate Holland, Carl Widmer, Robert Labbe, and Edward Titchne. Front row Ruth Reitan, Amine Kalhagen, Cleo Whitcher, Elizabeth Steyn-Parve, Jean Karr, Joanne Gilbert, Mildred Van der Bogart, Mary Benowitz, and Irene Wiersma. Credit: Fred Crane

LÄS HELA ARTIKELN

HIV-Entdeckung zeigt Virus versteckt in immunes System Zellen

Dänische Forscher haben eine Anti-Krebs-Medizin, verwendet, um HIV versteckt in den Zellen des Patienten, die Anti-HIV-Medikamente, die Freilegung des Virus für das Immunsystem und macht es anfällig für Angriffe zu aktivieren.

Die Ergebnisse am Dienstag bilden eine der wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen bei der Aids-2014 gefeiert Konferenz in Melbourne, als großer Teil der Sprache Verschiebungen Weg von der Suche nach einem Heilmittel, den Schwerpunkt auf große Schritte in der HIV-Behandlung und Prävention.

HIV versteckt sich in einem Zustand der Winterschlaf bei CD4-Zellen, ein wesentlicher Bestandteil des Immunsystems. CD4-Zellen sind nicht in der Lage zur Bekämpfung von HIV selbst – diese Rolle liegt mit das Immunsystem Killer T-Zellen.

Aber da Killer T-Zellen nicht HIV-Virus versteckt innerhalb der CD4-Zellen erkennen, sie sind nicht in der Lage, anzugreifen und aus dem Körper zu beseitigen. Während HIV-Patienten auf antiretrovirale medikamentöse Behandlung oft gehen auf nicht nachweisbar Ebenen des HIV in ihrem System haben, ist es nie verschwunden.

Es gibt immer ein Reservoir Links versteckt in den Zellen, zu aktuellen Screening-Tools nicht nachweisbar und bereit, halten des Immunsystems wieder Patienten ihre antiretrovirale Therapie beendet werden soll.

Aber ein Forscherteam unter der Leitung von Ole Søgaard Aarhus University Department von Infektionskrankheiten in Dänemark hat die Anti-Krebs-Medikament Romidepsin verwendet, um das Virus aktivieren und bring ihn aus verstecken.

Im Prinzip bedeutet dies, dass der Killer T-Zellen in der Lage, das Virus zu erkennen sein sollte, weil es eine Spur auf der Außenseite der CD4-Zellen lässt, wie es aktiviert ist und Schritte in Richtung auf den Blutkreislauf, Søgaard sagte.

"Trotz sehr effektive antiretrovirale Therapie, gibt es noch dieses Reservoir von HIV-Zellen, die infiziert sind, aber nicht produzieren das Virus," sagte er.

"Sobald Sie sie aktivieren, diese Partikel gehen an die Oberfläche und das Immunsystem zu signalisieren, dass diese Zelle infiziert ist und aus dem Körper geleert werden muss. Das ist also ein zweistufiges System, wo wir die Zellen an die Oberfläche zu bringen, und dann verlassen Sie sich auf das Immunsystem, sie zu töten."

In der Pilotstudie gaben Forscher sechs Patienten drei Dosen Romidepsin über drei Wochen.

Vor jeder Dosis waren keine virale Partikel im Patienten nachweisbar.

"Aber nachdem die Dosis gegeben wurde gemessen wir leicht das Virus in das Plasma in fünf der sechs Patienten gelangt", sagte Søgaard.

"Wir sahen auch den Virus zurück, um nicht nachweisbar Ebenen nach sieben Tagen, so kam es, dann wieder versteckte, Rückgabe an einem nicht aktiven Zustand, bis die nächste Dosis von Krebsmedikament gegeben war."

Allerdings fanden die Forscher, dass das Immunsystem nicht gegen das Virus nach der Feststellung, es schien. Forscher fanden keine signifikante Verringerung der Zahl der infizierten Zellen jedes Mal, wenn das Krebsmedikament den Virus aus Versteck gebracht.

"Dies deutet darauf hin, wenn Sie diese Reaktivierung, tun müssen Sie auch auch Ziel und aktivieren das Immunsystem und Lehren sie, diese Zellen und Angriff zu erkennen" sagte Søgaard.

"Das ist, was wir als nächstes in dieser Studie machen. Wir unterrichten und prime das Immunsystem HIV zu erkennen, bevor wir Patienten das Krebsmedikament geben, und wir hoffen, es wird sein, dass eine bessere Chance das Immunsystem diese Zellen löschen kann, wenn HIV-Virus reaktiviert wird."

Søgaard betont es war unbekannt, wie viel das HIV-Reservoir das Immunsystem wäre in der Lage, auch wenn es gelehrt werden könnte, um das Virus zu erkennen und anzugreifen, es zu löschen. Virus Links in nur einer Zelle möglicherweise genug, um HIV wieder gedeihen zu lassen.

"Wir noch über diese Krankheit lernen und wo sie sich versteckt, und es ist ein wirklich, kniffelige Krankheit zu heilen, weil es in blendet, so dass viele Orte im Körper versteckt sich wirklich gut und können ausblenden, auf unbestimmte Zeit," sagte er.

Die Schwierigkeit, eine HIV Heilung zeigte sich vor allem mit dem inzwischen berühmten Fall von der Mississippi-Baby, einer HIV-positiven Mutter geboren.

Das Kind wurde auf einen starken Kurs von antiretroviralen Medikamenten innerhalb 30 Stunden nach der Geburt gelegt. Sie fuhr fort, die Behandlung für 18 Monate, und als sie aufhörte, diese Drogen zu nehmen, sie hatte kein nachweisbares Virus in ihrem System. Es gab Hoffnung andere Säuglinge frühzeitig behandelt, können geheilt werden.

Aber 27 Monate später das Virus nachgewiesen wurde und sie wurde wieder auf die antiretrovirale Medikamente gelegt.

In einem ähnlichen Fall erhielten die zwei Boston Patienten Knochenmarktransplantationen, die schien sie völlig von HIV zu befreien. Sie erlitt einen Rückfall und sind jetzt wieder auf antiretrovirale Therapie.

Diese Fälle haben häufig während der AIDS-2014-Konferenz, manchmal als Rückschläge schwangen bezeichnet wurde. Aber die Fälle zeigen, wie weit gekommen, dass HIV-Behandlung.

Mehr als zwei Jahre ohne antiretrovirale Therapie in ein Kleinkind ist beispiellos, zumal das Mississippi-Baby keine bestehenden Immunität gegen HIV hatte. Es hat Forscher einen neuen Schwerpunkt auf, wo zur Bekämpfung von HIV, da sie nun wissen, dass es dauert nur eine winzige Menge des schlafenden Virus HIV, wieder aktiv zu werden.

Die Fälle zeigten, dass Arbeit aus genau dem ruhenden HIV-Virus im Körper befindet, und die Möglichkeit zu messen, Schlüssel für die zukünftige Forschung sein werden.

Die Fälle zeigten, dass Arbeit aus genau dem ruhenden HIV-Virus im Körper befindet, und die Möglichkeit zu messen, Schlüssel für die zukünftige Forschung sein werden.

Die Entwicklung von HIV zu tödlichen Aids galt einmal unvermeidlich, und weniger als 30 Jahre nach die Epidemie – keinen langen Zeitraum in der medizinischen Wissenschaft – Menschen mit HIV sind in der Lage, lange und gesunde Leben zu führen.

Superälyyn: Polkuja, vaarat, strategioistaan Nick rumpaliksi

Superälyyn Nick rumpaliksi väittää, että meidän täytyy antaa robotit inhimillisten arvojen

1950-luvulta lähtien tekoäly kannattajat ovat väittäneet, että koneiden ajattelu ihmiset ovat vain pari vuosikymmentä myöhemmin. Superälyyn-humoristinen Katso ja menneisyyden, nykyisyyden ja ennen kaikkea tulevaisuuden AI-Nick Boström, perustajajäsen johtaja Oxfordin yliopiston tulevaisuuden ja ihmiskunnan Institute, alkaa pilkkaamalla futuristit.

"Kaksi vuosikymmentä on sweet spot prognosticators murrosaikaa: lähellä tarpeeksi huomiota herättäviä ja tarvittaessa vielä tarpeeksi pitkälle tehdä mahdollista, että merkkijono läpimurtoja, tällä hetkellä vain epämääräisesti kuviteltavissa, ehkä silloin on tapahtunut," hän kirjoittaa. Hän toteaa myös, että 20 vuotta voi olla lähellä tyypillinen jäljellä oleva kesto ennustajan ura, rajoittaa "rohkean päätöksen maineeseen liittyvät riskit".

Vielä hänen kirja perustuu oletukseen, että AI tutkimus ennemmin tai myöhemmin tuottaa tietokoneen yleistä tietoa (eikä erityistä kykyä kuten shakista), joka vastaa ihmisen aivot. Kun yritysten vanhan kaartin kuten IBM on pitkään ollut kiinnostunut alalla, uuden sukupolven Yhdysvaltojen länsirannikolla tekee hyvää vauhtia. Johtajia Google tarjoaa PR johti välähdyksiä sen työelämään Kuljettajattomat autot ja Neuroverkkojen, että oppia tunnistaa kasvoja, kun he etsivät kuvia miljoonia verkkosivuja.

Lähestymistapoja AI kuuluvan kahteen päällekkäisiä luokkaan. Joka perustui neurobiologian, tavoitteena on ymmärtää ja jäljitellä ihmisaivojen toimintaa. Toisaalta perustuu tietotekniikan, käyttää epäorgaaniset arkkitehtuuri elektroniikan ja ohjelmistojen tuottaa älykkyyttä, ilman huolta liikaa, miten ihmiset ajattelevat. Rumpaliksi tekee tuomitsematta joka todennäköisesti onnistuisi.

Olemme vielä kaukana todellinen AI huolimatta viime kuussa yleisesti tunnettu "Enigma" temppu, jossa tietokone mimicked 13-vuotias poika jonkin verran menestystä lyhyt teksti keskustelun. Noin puolet maailman AI asiantuntijat odottavat ihmisen tason koneen älykkyyttä saavuttamiseksi vuoteen 2040 viimeaikaisten tutkimusten mukaan, ja 90 prosenttia sanoa se on perillä viimeistään 2075. Rumpaliksi suhtautuu varovaisen ajoitus, mutta katsoo, että teon ihmisen tason AI todennäköisesti johtaa paljon suuremmassa mittakaavassa "superälyyn" nopeammin kuin paras asiantuntijas – ja että sen vaikutus on todennäköisesti joko hyvä tai erittäin huono ihmiskunnalle.

Kirja tulee omaperäisempi alueelle puhuttaessa superälyyn syntymistä. Älykkäät koneet ottaen maailmassa sci-fi skenaario voisi tulla todellisuutta hyvin pian kun toimivalta ylittää ihmisen aivot, rumpaliksi väittää. Koneita voisi parantaa kykyihinsä paljon nopeammin kuin ihmisten tietotekniikan tutkijoita.

"Koneita on useita keskeisiä etuja, jotka antavat heille ylivoimainen paremmuus," hän kirjoittaa. "Biologiset ihmisillä, vaikka entistä olla outclassed." Hän esittelee eri tavoin Ai paeta fyysinen joukkovelkakirjojen laitteiston, jolla se kehittynyt. Esimerkiksi se voisi käyttää hakkerointi suurvalta hallita robotti käsittelylaitteet ja automaattisten labs; tai käyttää toimivaltaansa sosiaalisen manipuloinnin suostutella ihmisen yhteistyökumppaneita työtä. On peitelty valmisteluvaiheessa, jossa mikroskooppisen yhteisöt pystyvät jäljittelemään nanoteknologia tai biotekniikan sijoitettu maailmanlaajuisesti erittäin alhainen pitoisuus. Sitten on esiasennettu nanofactories tuottaa hermokaasu tai kohde tavoitteleva mosquito, kuten robotteja voi keväällä esiin (vaikka rumpaliksi toteaa, superälyyn voisi todennäköisesti kehittää tehokkaampia julkisia ostotarjouksia koskevan suunnitelman kuin hän).

Mitä maailma olisi kun ottivat? Se sisältää paljon monimutkaisia ja älykkäitä rakenteita kuin mitä kuvitella tänään- mutta puuttuu tahansa että se on tietoinen tai joiden hyvinvointia on moraalinen merkitys. "Yhteiskunnan talouden ihmeitä ja teknologian ihanuutta, kukaan saada," kuten rumpaliksi. "Disneyland lapseton."

Rumpaliksi kirjallisesti, usein selkeät ja kirkkaat, joskus veers läpinäkymätön kielelle, joka paljastaa hänen tausta filosofian professori. Mutta ei ole epäilystäkään voimassa hänen väitteitä. Vaikka hän ei väitä, että eksistentiaalinen katastrofi on väistämätön pitkän aikavälin seuraus AI tutkimus, hän osoittaa, on riittävän suuri yhteiskunta nyt miettiä keinoja estää se kartuttaa tulevia AI positiivisia inhimillisiä arvoja.

Miten niin ei ole selkeätä; yksinkertaisesti siirtää inhimillisiä arvoja ohjelmakoodia ei todennäköisesti toimi. Ongelma on tutkimuksen haaste arvoinen seuraavan sukupolven