Det är kemister inom konsortiet MicroBioRefine som har visat att nordiska mikroalger som får växa i saltvatten både renar vattnet effektivt och producerar värdefulla föreningar, så kallade karotenoider.
Mikroalgerna renar avloppsvatten från de förorenande näringsämnena kväve och fosfor som annars skulle kunna leda till övergödning av våra vattendrag.
– Men inte bara det, vi har också kunnat visa i tidigare studier att algerna avlägsnar farliga föroreningar som läkemedel och tungmetaller. Faktum är att våra alger kan ta bort vissa av dessa föreningar mer effektivt än konventionell rening av avloppsvatten, säger Christiane Funk, professor på Kemiska institutionen vid Umeå universitet.
Vissa mikroalger kan växa i saltvatten
Avloppsvattnet göder algerna som i sin tur producerar biomassa. Eftersom källan är kommunalt avloppsvatten är användningen av algbiomassan mycket begränsad. I denna miljö producerar tyvärr inte de nordiska mikroalgerna värdefulla föreningar.
– Eftersom våra alger är så effektiva att rengöra, innehåller deras biomassa massor av farliga föreningar. Mikroalgbiomassa från avloppsvatten kan inte användas till livsmedel eller foder.
Emellertid har postdoktor Sanjeet Mehariya, doktoranden Martin Plöhn, och den spanske gästforskaren Antonio Leon-Vaz – alla medlemmar i Christiane Funks forskargrupp – tillsammans med en forskare från Luleå tekniska universitet kunnat påvisa att vissa arter av mikroalgerna kan växa i saltvatten, den nordiska Desmodesmus-stammar.
Nordiska Desmodesmus-stammar. Bild: Lorenzo Ferro
Mikroalger är mycket små encelliga organismer som producerar ungefär hälften av allt syre som människor och andra organismer på jorden behöver för att kunna andas. Samtidigt som de frigör syre så växer algerna och bildar bland annat fett, kolhydrater och proteiner från kol, väte, kväve, fosfor och svavel – mikroalgernas biomassa. De är basen i havets ekologiska näringskedja och föder bland annat mindre vattenlevande kräftdjur. Mikroalger kan också odlas.
Salt stressar mikroalgerna till stordåd
Närvaron av salt stressar algerna och därför producerar de stora mängder karotenoider. Karotenoider är högvärdiga biomassaprodukter på grund av deras användning inom hälsovård, livsmedelsförädling, läkemedel och kosmetika.
– Vi kan nu odla dessa algarter i Östersjövatten. Algerna klarar av att rena det problematiska havsvattnet och samtidigt producerar de värdefulla föreningar, säger Christiane Funk.
Kan alger bli framtidens biomassaproducent, vattenrenare och hållbara bränsle? Det finns ett stort intresse för utveckling av användning av så kallade akvatiska fotosyntetiska källor – alger och cyanobakterier. Forskning inom så kallad blå bioekonomi fortskrider snabbt på en global skala.
Christiane Funk, professor vid Kemiska institution, Umeå universitet, christiane.funk@umu.se
Den stora blåfenade tonfisken har nästan försvunnit från Skagerrak, Kattegatt och Öresund sedan början av 1960-talet. Då kom tonfiskarna för att leta föda i nordiska vatten under sensommaren och hösten. Det förekom även ett mycket eftertraktat fritidsfiske i Öresund och ett stort yrkesfiske från Öresund till Skagerrak.
Forskare i Danmark och Sverige har samarbetat med sportfiskare under flera år för att fånga och märka blåfenad tonfisk med avancerade elektroniska märken, som gör att de kan följas.
Nu har de första resultaten från märkningsexperimenten publicerats. Det handlar om data från så kallade pop up-satellitmärken (PSAT), som är programmerade att lossna från fisken och flyta upp till ytan efter ett år.
Tonfisken gör långa vandringar
Data från satellitmärkena används för att studera tonfiskarnas vandringar och beteenden. I studien märktes 18 tonfiskar med sändare. Användbara data har kommit från elva av dem.
– Resultaten visar den blåfenade tonfiskens långa vandringar i Atlanten, och att det är samma tonfiskar som återvänder till skandinaviska vatten. Två av märkena plockades upp nästan precis på den plats i Skagerrak där tonfiskarna hade märkts ett år tidigare, säger Andreas Sundelöf, forskare vid SLU.
Blåfenad tonfisk
Blåfenad tonfisk är mycket eftertraktad av världens sportfiskare på grund av sin storlek och enorma kraft, och har fått smeknamnet ”alla fiskars konung”. Tonfisken är också intressant för kommersiellt fiske och säljs till mycket höga priser över hela världen.
Bild: Wikimedia Commons/Public Domain
Sveriges lantbruksuniversitet, SLU, och danska DTU Aqua har tillsammans med The International Commission for Conservation of Atlantic Tuna (ICCAT) och erfarna sportfiskare samarbetat i flera år för att undersöka tonfiskarna i Skagerrak.
Fiskarnas beteende följs med avancerad elektronisk utrustning. Märkningen av tonfisk i Skagerrak kommer att fortsätta under 2022.
Kunskap om lekområden
När forskarna får tillbaka satellitmärkena kan den detaljerade informationen också användas för att undersöka var den enskilda tonfisken leker.
Tre märken innehöll information från mer än åtta månader och visar beteenden där åtminstone två av tonfiskarna återvänder till Skagerrak.
Genom att söka igenom fiskarnas dykbeteende har studien kunnat bekräfta att en fisk lekte i Medelhavet. Den andra simmade inte in i Medelhavet och uppvisade inte heller lekbeteende i något annat område under de förhållanden som sedan tidigare är kända för lekande blåfenad tonfisk.
– Att fortsätta söka igenom dokumenterat dykbeteende på det här sättet ger en rad möjligheter att bättre förstå tonfiskens lekbeteende och inte minst att avslöja tidigare okända lekområden. Det har förekommit mycket diskussion och vissa indikationer på flera hittills okända lekplatser under senare år, säger Andreas Sundelöf och fortsätter:
– Metodiken som ligger till grund för den här studien ger stora möjligheter att bättre förstå variation i beteende mellan fiskar, och bättre beskriva beteenden som ligger till grund för förvaltningsbeslut.
Fiskarna simmar tillbaka till matförråd
De två fiskarna som simmade tillbaka till Skagerrak hade burit satellitmärkena i tolv månader. Detta indikerar att det inte är ovanligt att fiskarna gör den här typen av långa vandringar vid upprepade tillfällen.
Samma fiskar återvänder sannolikt i augusti–oktober år efter år till de goda matförråden i Skagerrak, Kattegatt och Öresund, där bland annat sill och makrill förekommer i stora tätheter under den tiden på året.
Andreas Sundelöf, forskare vid institutionen för akvatiska resurser, Havsfiskelaboratoriet, SLU, andreas.sundelof@slu.se
Lek är ett vanligt beteende hos unga djur, mest känt hos däggdjur. Nu har forskare för första gången kartlagt lekens utveckling hos kycklingar. Resultaten visar att de ägnar mycket tid åt lek, precis som hundvalpar och kattungar.
– Vi studerade kycklingar från kläckning och framåt genom att erbjuda dem en särskild ”lekplats” flera gånger per vecka, säger Per Jensen, professor vid Linköpings universitet.
Plocka och jaga populära lekar
Forskarna filmade kycklingarnas beteende och identifierade totalt 14 olika sorters lek. De kunde exempelvis plocka upp föremål i näbben och jaga varandra, eller ”slåss på låtsas” genom att hoppa bröst mot bröst. Intensiteten i leken nådde en topp vid omkring 6–7 veckors ålder, strax innan kycklingarna skulle ha blivit oberoende av sina föräldrar i naturen.
För att se hur leken påverkats av övergången från det vilda till att bli tamfågel jämfördes nutida domesticerade värphönskycklingar med deras vilda förfäder, röda djungelhöns.
– Vi fann att båda två lekte på exakt samma sätt, så nästan 10 000 år av domesticering har inte förändrat typen av lekbeteende. Däremot lekte tamkycklingarna betydligt mer än sina förfäder. Det är i linje med teorier om att domesticeringen ofta leder till att djur blir mer ”barnsliga” i sitt beteende, säger Rebecca Oscarsson vid Linköpings universitet.
Stress tycks öka lekbehov
Hos många djur påverkas leken av deras mentala tillstånd och minskar i samband med stress och obehag. I ett annat experiment studerades därför kycklingar som utsatts för stress i samband med kläckningen.
– Tanken var att erfarenheten av den tidiga stressen skulle göra kycklingarna mindre benägna att leka. Men vi såg snarare raka motsatsen. Kanske är det så att de stressade djuren hade ett uppdämt behov av att få utlopp för positiva beteenden, men det får framtida forskning utvisa, säger Gabrielle Lundén vid Linköpings universitet.
Nyckel till mående och bättre livskvalitet
Per Jensen menar att djurens lek kan visa hur de mår, men kanske också användas för att förbättra deras liv.
– Vi planerar studier där vi vill stimulera stressade djur att leka för att på så sätt öka deras välmående. Det skulle kunna vara ett sätt att öka livskvaliteten för djur i livsmedelsproduktionen, säger Per Jensen.
Per Jensen, professor vid institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitetet, per.jensen@liu.se
Utbrottet i Fagradalsfjäll startade i mars och slutade i september 2021 och var det första utbrottet i en befolkad del av Island på nästan 800 år.
Ett internationellt forskningsteam tog tillfället i akt att samla lavaprover flera gånger i veckan. Detta för att skapa ett tidsbaserat register av prover och för att följa utbrottets geokemiska utveckling i detalj.
Utbrottet kunde följas i realtid
När vulkanforskare undersöker äldre utbrott arbetar de oftast med en begränsad bild av materialet från utbrottet, till exempel kan äldre lavaflöden bli helt eller delvis begravda av nya. Vid Fagradalsfjäll var dock utbrottet väl övervakat och prover togs så pass ofta att forskarna kunde dokumentera utbrottets evolution nästan i realtid.
Forskarna var intresserade av syreisotoper. Vulkaniska bergarter består nämligen till ungefär 50 procent av syre och med hjälp av kvoterna mellan syreisotoper kan man spåra ursprunget hos material från manteln och jordskorpan.
Med syreisotoperna kan forskare därför fastställa om magman härrör från manteln eller om den har interagerat med jordskorpan på vägen upp mot ytan.
Mer om mantel och magma
Manteln finns på flera kilometers djup i jordens inre, mellan kärnan och jordskorpan. Den kan smälta bergarter, magma, som vid ett vulkanutbrott tränger upp genom jordytan. När magman når ytan kallas den för lava. Källa: Wikipedia
Flera överraskningar
När det kommer till de många resterande ämnen som de vulkaniska bergarterna består av, utöver syre, visade resultaten på flera överraskningar. Till exempel observerade forskarna att innehållet från detta utbrott täckte in ungefär hälften av den mångfald av mantelmagmor som tidigare dokumenterats för hela Island.
I korthet visar de geokemiska resultaten att magman från det senaste utbrottet på Island härrör från flera olika platser i jordens mantel med sina egna distinkta grundämnesegenskaper.
Bättre förståelse av manteln
Till forskarnas häpnad hade alla områden identiska syreisotopkvoter. Resultatet är anmärkningsvärt och har aldrig tidigare observerats vid ett aktivt utbrott.
Den nya studien ger nya och övertygande bevis för att distinkt skilda magmor från manteln har enhetliga syreisotopkvoter, vilket kan bli en hjälp för forskarna att bättre förstå manteldynamik och förfina Islands mantelmodeller.
Studien är ett samarbete mellan University of Oregon, Uppsala universitet, University of Iceland och Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ)
Frances Deegan, forskare vid institutionen för geovetenskaper, Uppsala universitet, frances.deegan@geo.uu.se
Valentin Troll, professor vid institutionen för geovetenskaper, Uppsala universitet, valentin.troll@geo.uu.se
Termoelektricitet kallas fenomenet när denna värme omvandlas till elektricitet. Vad som krävs för att uppnå det är ett specialdesignat termoelektriskt material.
Tekniken fungerar enkelt förklarat så att när ett termolelektrisk material värms upp börjar laddningsbärare (bland annat elektroner) vandra från den varma änden av materialet till den som är kall, vilket genererar elektricitet. Problemet med detta förfarande har dock varit att hantera termoelektriska materials värmeledningsförmåga och resistans när det använts i större ytor då materialet över tid tappat sin förmåga att generera elektricitet.
Ska fungera i rumstemperatur
Muhammet Toprak, professor i materialkemi på KTH, berättar att han och de andra forskarna fokuserat på att få till ett material som fungerar vid rumstemperatur. Ett mål har också varit att få till ett hybridmaterial där fasta tillståndets elektronik integrerats med flexibla material som polymerer för att på så sätt få till en färg.
Enligt Muhammet Toprak kan färgen appliceras på vilken yta som helst. Så länge materialet släpper igenom värme kan färgen alstra elektricitet.
Kan ersätta batterier
– Forskningsresultatet öppnar för nya billiga och hållbara sätt att producera och använda termoelektriska färger i stor skala. I ett kortare perspektiv förväntar vi oss att arbetet kommer att ha en påverkan inom det som kallas Sakernas internet med små apparater som använder lite elektricitet. Färgen kan ersätta batterier i exempelvis kroppsnära teknik, säger Muhammet Toprak.
I ett längre perspektiv, med användningen av mer hållbara oorganiska termoelektriska materialsammansättningar och hållbara biopolymerer såsom cellulosa och lignocellulosa, kan användningen av denna teknik på större ytor öka.
– Det kan påskynda anpassningen av termoelektrisk teknik för att effektivt omvandla värme till energi och vara ett komplement i den gröna omställningen.
Historiskt sett har personer med typ 1-diabetes haft en högre risk att dö i hjärt- kärlsjukdomar än människor i allmänhet. Och även om risken fortfarande är tre till fem gånger högre, har risken för den här gruppen stadigt minskat de senaste decennierna. Men skillnader i prognos inom gruppen är stor, visar en studie från Göteborgs universitet.
Njurpåverkan, även i mindre grad, från diabetessjukdomen har stor betydelse för hjärtsjukdom och dödlighet.
– För dem utan njurkomplikationer eller tidigare hjärtsjukdomar – vilka utgör knappt hälften av dem vi studerat – är dödligheten inte större än inom normalbefolkningen i stort, säger forskaren Sara Hallström.
Variationer inom patientgruppen
I studien har forskarna gått igenom data i nationella register för över 45 000 patienter med typ 1-diabetes. De har sedan jämfört uppgifterna med en kontrollgrupp på över 220 000 personer.
Utöver trenden med minskad risk för hela gruppen var ett viktigt resultat att variationer finns inom patientgruppen.
– Det här innebär att vården vid typ 1-diabetes behöver differentieras än mer i hög- och lågriskpatienter med tanke på högt blodsocker, njursjukdom eller hjärtsjukdom, säger Sara Hallström.
Högriskpatienter behöver mer intensiv behandling
Dessutom behöver behandlingen av högriskpatienterna bli mer intensiv än idag för att uppnå minskad dödlighet även i den gruppen.
Forskarna förväntar sig att prognosen kommer förbättras ytterligare i framtiden.
– Med dagens diabetesvård kommer många barn och unga vuxna med typ 1-diabetes sannolikt ha en god prognos i framtiden eftersom allt större grupper når en god blodsockerkontroll och har fler riskfaktorer välbehandlade, vilket resulterar i relativt låg risk för utveckling av njur- och hjärtsjukdom.
Studien är utförd av Göteborgs universitet i samarbete med forskare vid Linköpings universitet och Harvard Medical School i USA.
Vetenskaplig studie
Risk factors, mortality trends and cardiovasuclar diseases in people with Type 1 diabetes and controls: A Swedish observational cohort study, The Lancet Regional Health – Europe
Marcus Lind, professor i diabetologi, Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet, marcus.lind@gu.se
Uppskattningsvis 12,7 miljoner människor i världen är blinda på grund av att hornhinnan, som är det yttre genomskinliga lagret i ögat, har förlorat sin funktion.
Deras enda möjlighet att återfå synen är att genomgå en transplantation av en hornhinna från en mänsklig donator, men bara en av 70 patienter får en sådan transplantation. Majoriteten av dem som behöver hornhinnetransplantation lever dessutom i låg- och medelinkomstländer, där tillgången till behandlingen är mycket begränsad.
Hornhinna från grishud
Nu har forskare och entreprenörer framställt ett implantat av kollagenprotein från grishud som efterliknar den mänskliga hornhinnan.
– Fokus för vårt arbete har varit att konstruera ett säkert och effektivt implantat, säger forskaren Mehrdad Rafat vid Linköpings universitet och fortsätter:
– Vi har ansträngt oss för att säkra att det vi utvecklar ska vara tillgängligt och till överkomligt pris för alla. Det här är inte bara för människor med god ekonomi utan den här teknologin kan användas i alla världsdelar, säger Mehrdad Rafat.
Ny skonsammare kirurgisk metod
Forskarna har också utvecklat en ny minimalt invasiv kirurgisk metod för att behandla sjukdomen keratokonus, där hornhinnan förtunnas så mycket att det kan leda till blindhet. I dag opereras patientens hornhinna bort och ersätts av en donerad hornhinna som sys fast. Ingreppet görs bara på större akademiska sjukhus.
– En mindre invasiv metod skulle kunna användas på fler platser och därför hjälpa fler människor. Med vår metod behöver kirurgen inte ta bort patientens egen vävnad. I stället görs ett litet snitt genom vilket implantatet förs in i den befintliga hornhinnan, säger Neil Lagali, som leder forskargruppen som har utvecklat den kirurgiska metoden.
Överraskande resultat
Metoden överfördes till kirurger i Iran och Indien, två områden där många i befolkningen är hornhinnerelaterat synsvaga eller blinda, men där bristen på donerade hornhinnor är stor.
Syftet med den kliniska pilotstudien var att undersöka om implantatet är säkert att använda. Effekten av implantatet överraskade dock forskarna. Hornhinnans tjocklek och kurvatur återställdes till normal status.
Implantatet förs in i den befintliga hornhinnan genom ett litet snitt. Snittet kan göras med en avancerad laser (bilden), men vid behov även med enklare kirurgiska instrument. Bild: Thor Balkhed/Linköpings universitet
Patienter fick tillbaka synen
I den kliniska pilotstudien deltog tjugo personer som blivit blinda eller var på väg att förlora synen på grund av keratokonus och som fick det biokonstruerade implantatet insatt. Operationerna var fria från komplikationer, vävnaden läkte snabbt och åtta veckors behandling med immunhämmande läkemedel var tillräckligt för att hindra bortstötning av implantatet. Vid konventionell hornhinnetransplantation ges medicinering under flera år.
Patienterna följdes under två år och under den tiden noterades inga komplikationer. På gruppnivå förbättrades deltagarnas syn lika mycket som efter hornhinnetransplantation med donerad vävnad. Före operationen var 14 av de 20 deltagarna blinda. Efter två år var ingen av personerna längre blind. Tre av de indiska deltagarna som varit blinda före studien fick perfekt syn efter operationen.
Innan det kan bli aktuellt att använda implantatet inom vården behövs en större klinisk studie. Forskarna vill också studera om teknologin kan användas för att behandla fler sjukdomstillstånd i ögat, och hur implantatet kan anpassas efter individen för ännu bättre effekt.
Mehrdad Rafat, adjungerad universitetslektor vid Institutionen för medicinsk teknik, Linköpings universitet, mehrdad.rafat@liu.se
Neil Lagali, professor vid institutionen för biomedicinska och kliniska vetenskaper vid Linköpings universitet, neil.lagali@liu.se
Mer om kollagen och hornhinnor
Hornhinnan består till största delen av proteinet kollagen. För att tillverka ett alternativ till mänskliga hornhinnor använde forskarna därför kollagenmolekyler ur hud från grisar som renats och tagits fram under de strikta förutsättningar som krävs för bruk i människor.
Genom en process bygger forskarna ihop de lösliga kollagenmolekylerna med varandra och stabiliserar materialet så att det tål hantering och att sättas in i ögat. Medan donerade hornhinnor måste användas inom två veckor, kan biomaterialet lagras i upp till två år.
Tidigare forskning har främst studerat hur hormoner som tillförs kroppen utifrån, till exempel p-piller, påverkar risken för cancer, men likvärdig kunskap saknas för de hormoner som kroppen producerar själv.
I en ny studie har forskarna tittat på hur det kroppsegna östradiolet ökar cancerrisken. Genom att använda sig av genetiska varianter som tidigare kopplats till förhöjda nivåer av östradiol, kunde forskarna visa att kvinnor med genetiskt höga nivåer av östradiol även har ökad risk för äggstockscancer och östrogenreceptor-positiv (ER-positiv) bröstcancer, vilken utgör cirka 12–15 procent av alla bröstcancerfall.
Dämpar hormontoppar
– Vi har tidigare visat att p-piller minskar risken för äggstockscancer. Detta beror på att antal ägglossningar minskar när man använder p-piller och att de hormontoppar som är en naturlig del i kvinnans menstruationscykel dämpas, säger Weronica Ek, docent vid institutionen för immunologi, genetik och patologi vid Uppsala universitet, och en av forskarna bakom studien.
Sammantaget betyder detta att det östrogen som naturligt produceras i kroppen under menstruationscykeln ökar risken för äggstockscancer, men att p-piller som innehåller samma typ av hormon i stället minskar risken genom att den kroppsegna hormonproduktionen dämpas. De flesta fall av äggstockscancer sker dock bland äldre kvinnor som redan genomgått klimakteriet.
– Cancer tar ofta lång tid att utvecklas, och äggstockscancer kan initieras redan under den reproduktiva tiden i en kvinnas liv. Att använda p-piller kan därmed skydda från cancern även senare i livet, säger Weronica Ek.
Koppling mellan östrogen och cancer
Man vet sedan tidigare att östrogen är en viktig faktor för utvecklandet av ER-positiv bröstcancer och såväl p-piller som hormonbehandling vid klimakteriet har tidigare visats kunna öka risken något för denna cancertyp.
– Eftersom östrogen är starkt kopplat till utvecklandet av ER-positiv bröstcancer, är det inte förvånande att vi även såg att det kroppsegna östradiolet ökade risken. Dock är det viktigt att beakta att bröstcancer är en sjukdom med mycket bättre prognos än äggstockscancer som är en av de dödligaste av alla cancersjukdomar, säger Weronica Ek.
Resultaten från studien bidrar till att öka förståelsen för hur östrogen påverkar risken för cancer vilket är avgörande för framtida interventioner som avser att bäst förebygga cancer hos kvinnor.
Weronica Ek, docent vid institutionen för immunologi, genetik och patologi vid Uppsala universitet, weronica.ek@igp.uu.se
Den så kallade kemiska rymden av okända material och molekyler kan sägas vara lika stor och outforskad som världsrymden. Det finns därför stor anledning att utveckla metoder för att hitta hittills oupptäckta material. Forskare har tagit fram en maskininlärningsmetod som kan kartlägga den kemiska rymden i en mycket större skala än tidigare.
AI-modellen beskriver material utifrån symmetrin mellan platserna som atomerna sitter på vilket gör det lättare att utforska olika intressanta möjligheter.
– Vi har tränat modellen på över 300 000 material och har fått den att föreslå tidigare okända material där atomerna placerats ut på nya symmetriska sätt, säger Rickard Armiento, docent i fysikalisk modellering och forskningsledare vid enheten för materialdesign och informatik vid Linköpings universitet.
Lättare utveckla nya material
Med hjälp av den nya metoden kan nya kombinationer av ämnen i nya kristallstrukturer förutsägas av AI i stället för att tas fram i labb och då blir vägen kortare till design och utveckling av material. Forskare kan därmed mycket snabbare ta fram förslag på nya material för till exempel utveckling av batterier och solceller.
– Om vi ser på materialupptäckter som jakten på en nål i en höstack så gör vår modell så att vi minskar andelen hö dramatiskt innan vi inleder vår jakt, säger Rhys Goodall, doktorand vid Cavendishlaboratoriet på universitetet i Cambridge.
Kan avgöra stabilitet
Att söka efter kombinationer av ämnen som ger stabila material är grundläggande för materialvetenskapen liksom att förstå hur strukturen för materialen är uppbyggd. Att avgöra om ett material är stabilt innebär ett omfattande beräkningsarbete. Med modellen som har konstruerats i denna studie, som lär av mönster i kända material och förutsäger om nya kombinationer kan bli stabila, blir detta beräkningsarbete mycket effektivare.
– Vi visar hur vi med vår modell kan screena potentiella material och fokusera våra beräkningar och experiment på dem som har störst potential, säger Rhys Goodall.
Metoden förutsäger strukturen för material som ser lovande ut för utveckling av material för till exempel piezoelektricitet* och energiutvinning med fem gånger högre effektivitet än tidigare metoder.
*Piezoelektricitet är en egenskap hos vissa kristaller att när de deformeras omvandlas det mekaniska arbetet till elektricitet och även det omvända: elektricitet omvandlas till mekaniskt arbete. Källa: Wikipedia
Tidigare metoder dyra och tidskrävande
Felix Andreas Faber är postdoktor vid Cambridge och han menar att nuvarande simuleringar för att räkna ut stabiliteten hos kristallstrukturer är för tidskrävande och för dyra.
– Den kemiska rymden där icke-organiska fasta material kan existera är så stor att det är omöjligt att undersöka ens en fraktion av den. Men vår modell överkommer många av de hindren, säger Felix Andreas Faber.
Forskarna använder nu den nya modellen i jakten på nya funktionella material*. På avdelningen för teoretisk fysik vid Linköpings universitet pågår flera forskningsprojekt där metoderna potentiellt kan komma att användas i till exempel utveckling av material för hårda ytbeläggningar och sätt att förändra halvledarmaterial för användning inom bland annat kvantinformation.
*Funktionella material är material som är gjorda för att åstadkomma specifika mekaniska, elektroniska, fotoniska, kemiska eller biologiska funktioner. Källa: Karlstads universitet
Att svagare individer inte har råd att investera i sexuella beteenden i samma utsträckning som friskare individer är väl känt. Huruvida åldrandet, som har en försvagande effekt på individen, också leder till en minskad sexuell investering är dock inte entydigt. För den som närmar sig slutet av sitt liv kan man i stället tänka sig att det är fördelaktigt att satsa fullt ut på reproduktion om hen vill föra sina gener vidare innan det är för sent. För att få svar på frågan om vad som händer med könsskillnader i hjärnan när bananflugor blir gamla har forskare från Linköpings universitet undersökt hur de gener som uttrycks till olika grad hos unga hanar och honor förändras över tid.
Hanarna blir mer lika honorna
– Våra resultat visar att genuttrycket blir mer lika hos gamla hanar och honor och att båda könen bidrar till detta mönster, säger Antonino Macrinò, numera vid Università degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria i Italien.
Det som påvisats är att om en viss gen uttrycks till en högre grad i hjärnan hos unga honor än hos unga hanar minskar genen sitt uttryck i gamla honor samtidigt som den ökar sitt utryck i gamla hanar – och vice versa för gener med högre uttryck i unga hanar.
– Resultaten visar också att det är hanarna som närmar sig honor mer än tvärtom, säger Antonino Malacrinò.
Större investering krävs av hanarna
Det senare tros bero på att det inte finns en lika stark koppling mellan investering i sexuell funktion och reproduktiv framgång hos honor som hos hanar. Medan en hane hos bananflugan för att föröka sig behöver överträffa andra hanar i hur snabbt han kan söka upp och uppmuntra honor med dans och andra kostsamma beteenden behöver en hona endast ta ställning till hur mycket ork som finns kvar för att göra mer avkomma.
Åldrande medför att båda könen har en krympande mängd resurser att investera i reproduktion och andra aktiviteter, men konkurrensen mellan hanar gör att kostnaden för ökad investering är större för hanar än honor.
– Om man lägger lika mycket resurser på reproduktion när man blir gammal har man inget kvar för att överleva, säger Urban Friberg, biträdande professor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet, som har lett studien.
Kan gälla många andra djur
Studier på andra djur, inklusive människa, som främst fokuserat på åldersrelaterade förändringar i genuttryck hos ett kön, har gett liknande resultat. Det tyder på att resultaten som här påvisats hos bananflugan kanske även gäller många andra djur.
– Vi får samma generella resultat i båda de populationer av bananflugan som vi studerat, även om de skiljer sig en hel del med avseende på vilka gener som är inblandade, säger Urban Friberg.
Resultatet i studien påminner om det resultat forskargruppen fått i en tidigare studie. I den jämfördes graden av könsskillnader i genuttryck när hanar och honor var av hög genetisk kvalitet med när de var av låg genetisk kvalitet. I det fallet uppvisade hanar och honor av låg genetisk kvalitet mindre skillnader mellan könen än hanar och honor av hög genetisk kvalitet. Även här var det hanarna som påverkades mest.
Forskargruppens upptäckt att åldrandet i sig har en avsexualiserande effekt gör det intressant att gå vidare för att förstå processen bättre. En framtida fråga att ställa är till exempel vilken bakomliggande signal som stimulerar dessa förändringar i hjärnan.
Urban Friberg, biträdande professor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet, urban.friberg@liu.se
Under pandemins inledning, ville forskarna få en vetenskaplig ögonblicksbild av det som hände när undervisningen plötsligt förflyttades från lärosalar till olika digitala forum. Under april 2020 gjorde Anna-Lena Godhe (docent i utbildningsvetenskap) och Eva Wennås Brante (docent i pedagogik), båda vid Malmö universitet, intervjuer med 14 universitetslärare som utbildar lärarstudenter vid tre olika lärosäten.
Saknade det gemensamma rummet
De som deltog i studien fick svara på hur deras egen undervisning och lärarroll förändrats och utmanats. Forskarna väntade sig många svar om besvärlig teknik.
– Men mest framträdande var avsaknaden av att vara i ett rum tillsammans, att ha ögonkontakt och kunna lägga handen på någons axel och småprata. Det kroppsliga, säger Anna-Lena Godhe och fortsätter:
– Läraridentiteten handlar om deras erfarenheter och sitter rent fysiskt i kroppen.
Möjlighet att känna av rummet försvann i digitala klassrum
Förändringen var tvingande och plötslig för både lärare och studenter. Det fanns därför ingen eller lite tid att läsa på inför eller planera omställningen. Från att vara en tredimensionell människa förväntades lärarna över en natt att utöva sitt yrke i en endimensionell ruta.
– Genom fysisk närvaro kan lärare fungera som en modell som kan visa vad det är att vara lärare genom hur man själv rör sig i klassrummet, hur man som lärare kan skapa ögonkontakt och känna av när det till exempel är dags att ta paus. Under pandemin försvann den möjligheten i hög utsträckning, säger Eva Wennås Brante.
Lärarna saknade ögonkontakten och kroppsspråket
Lärarna saknade att ha ögonkontakt med studenterna. De sakande även att kunna läsa av deras ansiktsuttryck och kroppsspråk för att se om undervisningen nått fram till studenterna. Studenterna kunde stänga av sina respektive kameror i den digitala miljön, vilket innebar att läraren ofta satt och pratade med en svart skärm.
– Det blev svårare för lärarna att ta paus från det som lärarna beskrev som kamerans ”blick”. Flera kände sig väldigt iakttagna och det var ansiktet som hamnade i fokus medan resten av kroppen var osynlig.
Fördel med små grupper och flexibilitet
Denna förändring innebar att lärarna blev högst medvetna om aspekter av lärarrollen som de tidigare kanske tagit för givet.
– Utbildar man sig till dramalärare fokuserar man mycket på att inta ett rum, att använda rösten och kroppen i rummet. Men annars är det inte många som pratar om det som en lärarkompetens. Det är del av den tysta kunskap som är så viktig men som vi sällan pratar om, säger Eva Wennås Brante.
– Lärarna såg även fördelar med den digitala undervisningen, som mer undervisning i små grupper och möjlighet att kombinera undervisning i klassrum och på distans.
Forskare vid Linnéuniversitetet har länge utforskat en teknik som går ut på att leda in utsläpp i odlingsbehållare, så kallade fotobioreaktorer, med mikroalger i.
Genom fotosyntes fångar algerna upp koldioxid, kväve och fosfor som omvandlas till värdefull biomassa i stället för att spridas i naturen. Den gröna algmassan är värdefull eftersom den innehåller stora mängder protein, kolhydrater och fetter.
– Algmassan kan användas till samhällsnyttiga produkter som biobränsle, djurfoder, kosmetika och kosttillskott. På det viset kan mikroalger bidra med lösningar för ett mer cirkulärt samhälle, säger ekologiforskaren Lina Mattsson som skrivit en avhandling om odling av mikroalger.
Alger i mikroskop. Bild: Lina Mattsson
Nyttiga mikroalger
Mikroalger är små organismer med stort värde för oss människor. De producerar hälften eller mer av jordens syre och utan dem hade världen sett helt annorlunda ut. Mikroalger ska inte förväxlas med de cyanobakterier som gör badvatten otjänligt i Östersjön på sommaren.
Kallt klimat innebär svårigheter
Avhandlingen har tittat på de utmaningar som uppstår när algodlingar ska tas från laboratoriet till utomhusodlingar i ett kyligt nordiskt klimat med brist på solljus. De flesta mikroalger frodas nämligen i varma miljöer med mycket sol. Då växer algerna mer, vilket innebär att mer utsläpp fångas in och omvandlas till värdefull biomassa.
– Det nordiska klimatet innebär en utmaning för att odla mikroalger. Men resultaten från min avhandling visar att det finns goda möjligheter att odla mikroalger i ett nordiskt klimat för att återvinna industriella utsläpp, säger Lina Mattsson.
Hon har undersökt hur storskaliga utomhusodlingar med industriavfall som näringsresurs fungerar i ett årligt, säsongsmässigt och dagligt perspektiv. Fokus har varit på algernas potential att återvinna utsläpp, samt hur kvaliteten på biomassan förändras över året. Efter fem års odlingar är resultaten positiva.
Genom fotosyntes fångar mikroalgerna upp näringsämnen i vattnet och omvandlar dem till en grön och grumlig algmassa. När algerna tas upp ur behållaren följer näringsämnena med och vattnet som blir kvar är renare. Bild: Lina Mattsson
Algerna kan anpassas
Ett sätt att möta variationerna i ljus, temperatur och näring som sker över året är att blanda flera sorters alger, som trivs under olika förutsättningar.
– Det visade sig vara fördelaktigt eftersom det skedde skiften i vilka arter som dominerade beroende på årstid och omvärldsfaktorer. Det blandade algsamhället var bättre rustat för förändringar eftersom de olika arterna har olika behov för ljus och kväve, säger Lina Mattsson.
Mer värdefulla fetter och proteiner
Det nordiska klimatet innebär också fördelar. En delstudie visar att skiften i temperatur mellan dag och natt ökade produktionen av värdefulla fetter och proteiner i algerna. När produktionen av biomassa minskade på hösten till följd av låg temperatur och dåliga ljusförhållanden, kompenserades detta med högre kvalitet på biomassan.
– Dessa skiften i temperatur mellan dag och natt är som störst under höst och vår i vårt klimat. Hösten är en period som kan vara utmanande i sig på grund av låga ljusförhållanden. Därmed skulle produktionen av dessa fetter kunna vara gynnsamt ekonomiskt under hösten, eftersom de har potential att användas till biodiesel, kosttillskott, rengöringsmedel, kosmetika med mera.
Behöver bli mer effektivt
För att göra mikroalger till en ekonomiskt konkurrenskraftig källa till biomassa återstår dock en del utmaningar. Algmassan behöver bearbetas innan den kan användas och det är en resurskrävande process. Men Lina Mattsson ser potential i mikroalger.
– Genom att kombinera flertalet industriella utsläpp i form av rökgas och olika avfallsvatten går det att nå maximal miljönytta och samtidigt minska kostnaderna som hindrar kommersialisering, säger hon.
En metod för att återuppliva utdöda arter är den så kallade gensaxen Crispr-Cas9. Genomredigeringstekniken kan användas för att infoga genvarianter från en utdöd art i ett genom, hela arvsmassan, från en levande släkting.
Men resultaten från en ny studie indikerar att man också kan behöva ta bort vissa gener för att bevara viktiga biologiska egenskaper samtidigt som en utdöd arts arvsmassa rekonstrueras.
– Att redigera genomet hos en levande art för att efterlikna det från en utdöd släkting är inte lätt, det har vi vetat hela tiden. Men de här nya rönen visar verkligen på komplexiteten i de utmaningar som ligger framför oss, säger Love Dalén, professor i evolutionär genomik vid Stockholms universitet.
Två mammutar undersöktes
Forskarna bakom studien har sekvenserat två nya sibiriska mammutgenom från den senaste istiden. De jämförde sedan dessa med 33 genom från mammutar, asiatiska elefanter och afrikanska elefanter.
Resultaten visar att tusentals delar av mammutens arvsmassa saknas jämfört med arvsmassorna hos afrikanska och indiska elefanter. Det fanns också ett stort antal delar där det finns extra baser i DNA-koden, så kallade insertioner.
Att förlora en del av en gen, en gendeletion, kan påverka dess funktion. På liknande sätt kan korta insertioner göra en gen oläslig.
Livsduglighet kan ha påverkats
Sammantaget upptäckte forskarna att de flesta av dessa förändringar inte inträffat inom gener, men det hittade även 84 gener som har påverkats av genomiska deletioner och tre som påverkats av korta insertioner.
– Dessa strukturella förändringar hade sannolikt en betydande inverkan på funktionen hos dessa gener, vilket kan ha bidragit till några av de anpassningar till miljön som den ullhåriga mammuten genomgick, säger forskaren Tom van der Valk, forskare vid Centrum för paleongenetik.
Förändring kan ha påverkat egenskaper
Förändringen i funktionalitet i dessa 87 gener kan ha varit viktig för den ullhåriga mammuten i den utveckling som skedde för att mammuten skulle klara den kalla miljön i norr. Många egenskaper, som kroppsstorlek och köldtolerans, regleras av flera olika gener. Förluster av några av dessa gener kan därför påverka de processer som formar utvecklingen av dessa egenskaper.
– Flera av generna som har påverkats är relaterade till klassiska egenskaper hos den ullhåriga mammuten, som till exempel pälsväxt och hårform, fettlagring samt skelettmorfologi och öronform, förklarar Marianne Dehasque, doktorand i mammutgenomik vid Centrum för paleogenetik.
Love Dalén, professor i evolutionär genomik, Centrum för paleogenetik, Stockholms universitet, love.dalen@zoologi.su.se
Det vanligaste sättet som barn lär sig matematik är genom att använda talraden och räkna fram- och baklänges ett steg i taget. För att till exempel räkna ut vad sex plus två är så utgår man från sex och räknar upp på fingrarna till sju, åtta. Men det är en räknemetod som endast fungerar för enklare uppgifter.
För mer avancerade uträkningar krävs en djupare förståelse. Därför har forskare vid Göteborgs universitet i samverkan med förskollärare prövat att ”hoppa över räkning på talraden” och i stället utgått från att se tal som delar i helheter, det vill säga att sex och två är delar av helheten åtta.
– Det handlar om att redan små barn ska få en djupare taluppfattning. Vi har använt metoder som får barn att erfara och se tal framför sig, och att uppfatta tal som sammansatta delar, säger Camilla Björklund, professor i pedagogik vid Göteborgs universitet
Sagor och lek visar vägen
I projektet har fem olika förskolor deltagit.
– Vi har bäddat in matematiken i spel och lekar, säger Angelika Kullberg, professor i ämnesdidaktik.
Till exempel har förskollärarna berättat en saga om åtta elefanter som är ute på promenad och där tre av elefanterna plötsligt springer i väg. När sagan berättas använder barnen sina fingrar för att visualisera vad som händer och ser då väldigt konkret att talet åtta består av fem och tre, och att fem är kvar när tre är borta.
– Vi använder fingrarna. Men inte för att räkna upp och ner på det traditionella sättet. I stället handlar det om att se talen med fingrarnas hjälp. Det är ett stöd för att barnen ska förstå och se tal eller delar av tal. De fattar principerna jättesnabbt säger Angelika Kullberg.
Ett annat exempel är att barnen har fått laborera med ”tiomasken” som består av pärlor grupperade i fem och fem på ett snöre. Då läraren täckte över några pärlor på 10-masken fick barnen ta reda på hur många som var gömda.
Löste uppgifter bättre
Forskarna har intervjuat och testat 103 barn på de deltagande förskolorna före projektet, vid projektets slut och efter ett år. Ungefär hälften av barnen gick på avdelningar där metoderna har testats, och hälften på vanliga avdelningar. Resultaten var tydliga.
Barnen som fick lära sig matematik genom metoden kunde lösa räkneuppgifter i addition och subtraktion i högre utsträckning än barn i kontrollgruppen.
– Det fanns också kvalitativa skillnader. Barnen i interventionsgruppen var betydligt bättre på komplexa uppgifter, hade en djupare förståelse av tal och tänkte på ett mer abstrakt sätt. Det är förmågor som vi vet från tidigare forskning är viktigt för att fortsätta utvecklas, säger Camilla Björklund och fortsätter:
– Dessutom kände barnen i interventionsgruppen sig säkrare på att ta sig an räkneuppgifter. De hade fått en tro på att de kan lösa matematiska problem, en bättre självkänsla.
Skillnaderna minskar över tid
Skillnaderna mellan grupperna kvarstod ett år efter projektets slutförande, även om skillnaderna var något mindre då.
Fler projekt som utgår från samma principer ska nu starta.
– Vi har nu tillräcklig vetenskaplig grund för att veta att de principer vi pratar om fungerar och går vidare genom att undersöka olika aspekter och metoder för olika åldrar, säger Angelika Kullberg.
Angelika Kullberg, professor i ämnesdidaktik med inriktning mot matematik, Göteborgs universitet, angelika.kullberg@ped.gu.se
Redan för 2000 år sedan skrev romarnas stora arkitekt Vitruvius att träpålar måste slås ner helt i lera eller sank mark för att skapa en stabil grund för byggnader. En avhandling från Göteborgs universitet visar nu att grundläggningar av trä får synliga skador redan efter ett år om grundvattnet sänks.
Många av de äldre husen i Göteborg står på en grundläggning av träpålar. Så länge pålarna är omslutna av vattendränkt, blöt lera har de en lång hållbarhet. Det beror på att träet bryts ner väldigt sakta i en syrefri miljö. Men om leran börjar torka ut kan träsvampar angripa pålarna som till slut tappar sin bärighet vilket kan ge sättningar i byggnaderna.
Exakt hur detta går till har undersökts i en avhandling.
– Jag ville undersöka hur snabbt nya grundvattenförhållanden påverkar träets nedbrytning i lerjord. Vi har kunnat visa att rötsvamparna bara växer till ovanför grundvattennivån och att det blir mindre bakteriell nedbrytning ju längre ned under grundvattennivån som träet befinner sig, säger doktoranden Johanna Elam.
Rötsvampar behöver syre
Träpålarnas främsta fiender är rötsvampar och bakterier. Rötsvamparna kan ligga latent i träytan och jorden, och börjar angripa träet först när de kommer i kontakt med syre. Då kan nedbrytningen av träpålen ta fart och försämra dess hållfasthet inom relativt kort tid, i värsta fall inom några år. Bakteriernas angrepp tar däremot flera hundra år, trots att det pågår hela tiden även i syrefria miljöer.
Avhandlingen har undersökt träpålar och mätt miljöförhållandena vid åtta byggnader i Göteborg. Dessutom har olika grundvattenförhållanden simulerats i laboratorieförsök för att bättre förstå effekterna av sänkt grundvatten. I dag tillåts ofta en viss sänkning eftersom det anses vara riskfritt.
– I labbförsöken har jag sett att nedbrytningen syns redan efter tolv månader på de träpålar där grundvattennivån hade sänkts och den omgivande leran inte längre var blöt. Proverna som togs från husens pålar har alla klarat sig från röta, vilket tyder på att grundvattennivån och den syrefria miljön har behållits över tid, säger Johanna Elam.
Tips till fastighetsägare
Ta prover på befintliga trägrundläggningar före ett angränsande byggprojekt startar för att kunna bedöma hur pass nedbrutet träet redan är och hur skyddande miljön är.
Överväg att grundförstärka fastigheten om det finns stora risker för sättningsskador.
Om du har en krypkällare med jord, lägg in ett golv för att skydda jorden från uttorkning hellre än att installera en avfuktare eller en vattenpump.
Mest nedbrytning närmast ytan
I dag ställs ofta ett krav på maximalt 30 centimeter grundvattenavsänkning runt byggplatser. Men 30 centimeter lägre grundvatten kan vara tillräckligt för att orsaka allvarlig skada på en träpåle, om sänkningen sker under en lång period.
Den kraftigaste nedbrytningen av träet sker närmast grundvattenytan, även om det tar ganska lång tid för syret att vandra ner i en lera som torkar ut. Vissa resultat tyder också på att om grundvattnet strömmar runt träpålen så kan det tillföras syre som får rötsvamparna att växa till.
– För att skydda träet ska det antingen vara 100 procent vått eller 100 procent torrt. Därför rekommenderar jag att man skärmar av grävda gropar ordentligt så att grundvattennivåerna behålls utanför gropen. Det är bättre än att pumpa dit vatten, som riskerar att öka vattenrörelserna och därmed skapa tillförsel av syre, säger Johanna Elam.
Johanna Elam, doktorand i miljövetenskap vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet, johanna.elam@marine.gu.se
I en stor svensk-amerikansk studie har en biomarkör genom blodprov jämförts med resultat från PET-kameraundersökning för att se om personer med Downs syndrom har betydande ansamlingar av proteinerna amyloid respektive ämnet tau, som definierar Alzheimers sjukdom, i hjärnan.
Studien omfattar 300 personer med Downs syndrom. 40 procent av dem visade tecken på begynnande alzheimersjukdom.
– Med det enkla blodprovet kunde vi med över 90 procents säkerhet upptäcka både tau- och amyloidpatologier, det vill säga de sjukdomsframkallande förändringar i hjärnan som visar om en person har alzheimer eller ej. Vi kunde även ställa diagnos på dem som ännu inte utvecklat tydlig kognitiv svikt på grund av Alzheimers sjukdom, säger Oskar Hansson, professor i neurologi vid Lunds universitet.
Gen på kromosom 21 bildar protein
Orsaken till att personer med Downs syndrom utvecklar alzheimer i relativt hög utsträckning är att det finns en extra kromosom 21, det vill säga tre istället för två. Och den gen som kodar för APP, det vill säga det protein som bildar amyloid, finns på just kromosom 21. Vid Downs syndrom bildas mer av APP och därmed finns en klart ökad risk att få amyloida ansamlingar som i sin tur ökar mängden tau (P-tau217).
För ett par år sedan presenterade Oskar Hansson och hans forskarkollegor ett stort genombrott inom alzheimer-diagnostiken. En biomarkör i blodet, fosforylerat tau217, kan påvisa Alzheimers sjukdom redan 20 år innan minnesbesvär blir tydliga och framför allt urskilja alzheimer från andra demenssjukdomar med cirka 95 procents noggrannhet. Nu pågår kliniska studier på 25 vårdcentraler i Skåne, där kognitionstester utförs och blodprov tas för att mäta mängden av tau.
– Det är samma blodbiomarkör vi använt oss av i denna studie. Många känner inte till att Alzheimers sjukdom förekommer betydligt oftare och i tidigare ålder hos personer med Downs syndrom. Det är också mer komplicerat att diagnostisera alzheimer hos en person med Downs syndrom, eftersom det finns det en kognitiv funktionsnedsättning som gör det svårare att upptäcka och det kräver invasiva ingrepp som ryggvätskeprov som personen ska ta ställning till. Därför är det extra angeläget att finna en enkel diagnostisk metod, säger Oskar Hansson.
Diagnostisk markör
Den amerikanska multicenterstudien erhöll både blodprov och resultat från PET-kameraundersökningar för personer med Downs syndrom. Det gav forskarna en unik möjlighet att undersöka om P-tau217 kunde fungera som diagnostisk markör också för personer med Downs syndrom.
– Våra resultat visar att P-tau217 fungerar lika bra som blodmarkör för Alzheimers sjukdom vid Downs syndrom som för andra och att övriga blodmarkörer inte behövs, det räcker med Ptau217. Nästa steg är att nu i göra utvärdera detta i klinisk praxis och även använda det för att förbättra läkemedelsprövningar som utvärderar läkemedel riktade mot alzheimer hos personer med Downs syndrom, säger Oskar Hansson.
Oskar Hansson, professor i neurologi på enheten för klinisk minnesforskning vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus, oskar.hansson@med.lu.se
Vi använder kakor för att ge dig en bättre upplevelse av vår webbplats.
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.
