Techniek

De mobiele telefoon is niet meer weg te denken uit het leven van de meeste Kenianen.

Keniaanse studenten kloppen telecomgigant

De mobiele telefoon is alomtegenwoordig in Kenia, zelfs in de armste dorpen. Een groepje Keniaanse programmeurs en ondernemers ontwikkelt nu baanbrekende medische toepassingen – voor een fractie van de prijs van buitenlandse bedrijven.

De mobiele telefoon is niet meer weg te denken uit het leven van de meeste Kenianen.
De mobiele telefoon is niet meer weg te denken uit het leven van de meeste Kenianen, waronder deze Maasai. Bron: University of British Columbia

Student verbetert gezondheidszorg
Erick Njenga, a 21 jaar oude student bedrijfsinformatica aan Nairobi’s Strathmore University, ontwikkelde met drie studiegenoten in 2011 een programma dat duizenden Keniaanse gezondheidswerkers op hun mobiele telefoon kunnen gebruiken om infectieziekten te rapporteren en hun verspreiding te volgen. Dit vlak voordat de overheid een veelvoud wilde betalen voor wat ze nu aan Njenga betalen.  Njenga’s succes staat niet op zichzelf. Hij is één van de vele technisch begaafde Keniaanse IT-ondernemers, die op dit moment verantwoordelijk is voor een explosie van hoogwaardige IT-producten. Njenga’s applicatie bijvoorbeeld, waarmee de verspreiding van HIV in kaart kan worden gebracht en zo met preventie kan worden gestopt, is letterlijk van levensbelang voor het land, waar vier procent seropositief is. Ook tuberculose en malaria eisen per jaar duizenden doden.

Gepeperde offerte
In 2010 drong bij de Keniaanse overheid door dat het toenmalige systeem – handgeschreven rapporten en SMS’jes – hopeloos inadequaat was. Rapporten van de vijfduizend lokale klinieken werden eerst in regionale centra bijeengebracht en vervolgens met de hand ingevoerd in het centrale kantoor in Nairobi. Hierdoor waren er vertragingen van weken tot maanden – met dodelijke gevolgen.

Er werd een offerte opgevraagd aan de Indiase telecomreus Bharti Airtel. Het bedrijf stelde voor om tienduizenden dollars aan speciale mobiele telefoons en SIM-kaarten te besteden en nog 300 000 dollar om de applicatie te ontwikkelen. Totale kosten: 1,9 miljoen dollar. Ook moest gebruik worden gemaakt van het netwerk van Bharti.

Studenten bieden uitkomst
Om die reden – lock-in op het netwerk van Bharti – blokkeerde de Keniaanse procureur-generaal de deal. Via een Amerikaanse hulporganisatie werd contact gelegd met studenten van de universiteit met de vraag of zij niets iets beters konden programmeren.

Daar voelden ze wel wat voor.  De studenten brachten enkele dagen  door in het Keniaanse ministerie van Gezondheidszorg, waarbij ze het hele proces leerden kennen. Vervolgens programmeerden Njenga en zijn groep een robuuste webapplicatie die ook op simpele toestellen kon worden gebruikt, onafhankelijk van de mobiele telecommaatschappij. Ook verbeterden ze de database, zodat deze naadloos geïntegreerd kon worden met invoer met mobieltjes.
Zomer 2011 was het systeem al gebruiksklaar. De studenten werkten daarna aan een SMS interface, zodat ook met zeer primitieve toestellen statistieken door konden worden gegeven. Ook werken ze nu aan een medicijn-managementssysteem, zodat medicijnen op dit klinieken terecht komen waar ze nodig zijn. Dit alles voor slechts enkele duizenden euro.

Video: robotje in bloedbaan nu realiteit

Het proof-of-concept, vergeleken met een Amerikaanse penny. Bron: Stanford University
Het proof-of-concept, vergeleken met een Amerikaanse penny. Bron: Stanford University

SF-fanaten herinneren zich zonder twijfel de verfilmde roman Fantastic Voyage over een expeditie in de bloedbaan van een zieke geniale geleerde om zijn leven te redden. Mensen tot de grootte van een amoebe laten krimpen kunnen we nog niet, maar er is nu wel door Stanford-docent Ada Poon een op afstand bedienbaar en met radiostraling te voeden robotje ontwikkeld dat in de bloedbaan kan navigeren.

Tot dusver werd dit onmogelijk geacht: het menselijk lichaam absorbeert kortgolvige radiostraling en langgolvige straling vereist veel te lange antennes. Poon kreeg een slimme ingeving: ons lichaam blijkt een ‘low loss dielectric’ te zijn voor korte radiogolven (1 GHz). Deze dringen volgens haar nieuwe model daarom veel dieper in het lichaam door dan tot nu toe aangenomen. Overigens ook iets om mee te nemen bij de zogenaamd “risicoloze” mobiele UMTS-straling die ook van kortgolvige radiostraling in precies dit frequentiegebied gebruik maakt. Hierdoor werd het mogelijk het vaartuigje aan te sturen en draadloos van energie te voorzien.

In deze korte, twintig seconden durende animatie de werking van dit opmerkelijke voertuigje.

Het Semprius zonnepaneel bestaat uit duizenden minizonnecellen met bijbehorende lenzen.

Efficiëntste zonnepaneel ter wereld ontwikkeld

Er is heel wat lef voor nodig om in de overvoerde markt voor zonnepanelen met een nieuw product te komen. Semprius, een start-up in samenwerking met de Duitse elektronicareus Siemens, durft het toch aan. Met reden. Hun zonnepaneel breekt alle efficiëntierecords voor ‘normale’ zonnepanelen met stukken.

Het Semprius zonnepaneel bestaat uit duizenden minizonnecellen met bijbehorende lenzen.
Het Semprius zonnepaneel bestaat uit duizenden minizonnecellen met bijbehorende lenzen.

Minilensjes met drie dunne laagjes
Semprius ontwikkelde een zonnepaneel dat gebruik maakt van kleine concentratorlenzen. Deze werken in combinatie met drie lagen galliumarsenide boven elkaar die elk gevoelig zijn voor een andere golflengte van het licht. Het gevolg is dat een veel grotere fractie van het licht in elektriciteit om wordt gezet dan in een “gewoon” zonnepaneel.

Een tweede voordeel is dat het gebruikte galliumarsenide veel meer zonlicht absorbeert dan silicium, het materiaal in de meeste zonnecellen.

 

Galliumarsenide: schaars en duur
Gallium is een schaars en dus duur metaal, dat een zo laag smeltpunt heeft dat het smelt in je hand. Het dodelijk giftige arsenicum komt veel meer voor, getuige, bijvoorbeeld, de vele slachtoffers van arsenicumvergiftiging door grondwater in onder meer Bangladesh. Deze zonnecel maakt zeer efficiënt gebruik van kleine hoeveelheden galliumarsenide door de concentratorlenzen die het zonlicht op een plekje, zo groot als een punt gezet met een balpen concentreren. Hierdoor is er per vierkante meter zonnepaneel toch maar enkele grammen gallium nodig.

 

Zuinige productietechniek
Dit krijgt Semprius voor elkaar door de zonnecellen te etsen op een drager van galliumarsenide. met behulp van een robot worden de zonnecellen overgebracht naar een goedkoop substraat. Zo kan met een kleine hoeveelheid galliumarsenide een enorme hoeveelheid zonnecellen goedkoop worden gefabriceerd.


Recordefficiëntie

Een derde partij heeft de zonnepanelen van Semprius doorgemeten en vastgesteld dat deze een recordhoge efficiëntie bereikt: 33,9%,  twee procent beter dan de efficiëntie van het beste huidige verkrijgbare commerciële zonnepaneel. Er bestaan al zonnepanelen met een efficiëntie van veertig procent, maar deze zijn zo duur dat ze alleen in zonneconcentrators en op satellieten interessant zijn. De hoogste efficiëntie ooit in een laboratoriumcel bereikt is 48%.


Minder dan tien dollarcent per kilowattuur

De fabriek van Semprius staat in de VS, maar kan toch met China concurreren door de extreem hoge efficiëntie van de cel. Daardoor kan een kleinere oppervlakte cellen dezelfde energie leveren als een groot goedkoop zonnepaneel. Op dit moment zitten de meeste kosten niet meer in de zonnepanelen zelf, maar in de installatiekosten, bevestiging en de begeleidende elektronica die de zonnestroom omvormt tot netstroom, waardoor deze cellen toch zeer interessant worden. Bij massaproductie verwacht Semprius dat de prijs per kilowattuur daalt tot onder de tien dollarcent (rond de zeven tot acht eurocent). Dit is een derde van de consumentenprijs in Nederland en is ongeveer gelijk aan de kosten van opwekking uit fossiele brandstoffen als gas.

 

Bronnen
Concentrated Solar Startup Sets a New Efficiency Record, Technology Review (2012)
Semprius bedrijfswebsite

Proefdier vervangen door menselijke cellen

Miljoenen proefdieren per jaar vallen ten prooi aan allerlei vaak zeer wrede experimenten. Amerikaanse onderzoekers van de Universiteit van Wisconsin-Madison hebben nu een proefdiervrije methode ontwikkeld om botuline neurotoxine (beter bekend onder de merknaam Botox) te detecteren. Het begin van het einde voor proefdiergebruik?

Test gevoeliger dan muizen
De nieuwe meetmethode gebruikt neuronen, die zijn gekweekt uit menselijke pluripotente stamcellen (d.w.z. cellen die zich tot meerdere soorten cellen kunnen ontwikkelen). Dit is het eerste experiment waarin stamcelafgeleide cellen worden gebruikt om botuline neurotoxinete meten – en de antilichamen die de effecten van het toxine kunnen neutraliseren. Op dit moment gebruikt de industrie honderdduizenden muizen per jaar om botulinetesten op te verrichten, die vaak op naargeestige wijze om het leven komen door het gif. Deze muizen vervangen door de stamcellen zou dus heel wat dierenleed, en, belangrijker voor de industrie, kosten schelen. De test blijkt zelfs gevoeliger te zijn dan het testen met de tot nu toe gebruikte muizen.

Een nieuwe ontdekking scheelt waarschijnlijk honderdduizenden muizenlevens per jaar.
Een nieuwe ontdekking scheelt waarschijnlijk honderdduizenden muizenlevens per jaar.

Dodelijkste gif ter wereld als geneesmiddel
Botuline toxine was al langer bekend als waarschijnlijk  het dodelijkste gif ter wereld. Het gif veroorzaakt botulisme. De symptomen van botulinevergiftiging zijn spierverslapping (door beschadiging van de zenuwen) en daardoor ademhalingsmoeilijkheden met uiteindelijk de dood tot gevolg.  De LD50 (dosis waarbij 50% van de mensen overlijdt) ligt rond de 5-50 nanogram per kg lichaamsgewicht. Dit betekent dat één gram botulinetoxine in theorie enkele miljoenen mensen het leven kan kosten. Geen wonder dat terreurbestrijders nachtmerries krijgen van dit gif. Gelukkig is productie zeer moeilijk en zijn er nu enkele redelijk effectieve antisera ontwikkeld.
Het toxine wordt uitgescheiden door de Clostridium botulinumbacterie, die elk jaar weer vele voedselvergiftigingen met dodelijke afloop veroorzaakt.

Het gif heeft (zoals voor veel giffen geldt) bij zeer lage doses een geneeskrachtige werking. Interessant is het langdurige spierverslappende effect, door het uitschakelen van neuronen en rechtstreeks gebruik bij bepaalde neurologische aandoeningen. De spierverslapping is de reden dat het gif bij vrouwen wordt ingespoten om rimpels te laten verdwijnen en ze er zo jonger uit te laten zien. Ook patiënten met overactieve spieren (spasmen) en krampen hebben er baat bij. De wereldmarkt is rond een miljard dollar per jaar. Overbodig te zeggen dat voor medisch gebruik de doses zeer nauwkeurig moeten worden bepaald.

Voor hun onderzoek gebruikte de groep stamcellen van het op hun universiteit gevestigde Cellular Dynamics International, een bedrijf dat op industriële schaal pluripotente stamcellen en daarvan afgeleide cellen produceert.

Bron:
RCM Whitemarsh et al., Novel application of human neurons derived from induced pluripotent stem cells for highly sensitive botulinum neurotoxin detection, Oxford Journals Toxicological Sciences (2012)

De Liberty Dollar was in tegenstelling tot de Amerikaanse dollar, gebaseerd op dekking door echt goed en zilver. Dat vond de Fed niet leuk, en bedenker VonNotHaus zit nu in de gevangenis.

Tijd voor oplossing(en) voor het monetaire systeem

Al een jaar of 4 lees ik artikelen over het monetaire systeem op Aarde en beleef ik de grillen ervan als burger. Dit laatste doe ik zoveel mogelijk op een kritische manier, zodat ik enerzijds zelf goed geïnformeerd ben over het systeem, maar ook om feeling te houden met de mensen om mij heen en hun vermogen om het monetaire systeem te bevatten. Ik ben vast niet de enige die de verhalen al enige tijd aanhoort of leest en wil het zo langzamerhand wel eens gaan hebben over een geleidelijke oplossing.

De Liberty Dollar was in tegenstelling tot de Amerikaanse dollar, gebaseerd op dekking door echt goud en zilver. Dat vond het bankenkartel achter de Fed niet leuk. Bedenker VonNotHaus zit nu in de gevangenis.
De Liberty Dollar was in tegenstelling tot de Amerikaanse dollar, gebaseerd op dekking door echt goud en zilver. Dat vond het bankenkartel achter de Fed niet leuk. Bedenker VonNotHaus zit nu in de gevangenis.

Wie zit er achter het huidige monetaire stelsel?
Om met het eerste te beginnen: wie zit(ten) er nu achter het monetaire stelsel zoals we dat kennen? Blijkbaar zijn dit heel machtige, invloedrijke en rijke families, waaronder de Rothschilds en Rockefellers. Ook de Oranjes zoals we die in NL kennen zullen er vast toe behoren, de een met een wat grotere vinger in de pap dan de ander.

Wat beweegt de wereldelite?
Dan is het de vraag: wat zijn hun precieze motieven? Ik denk zelf dat veel van hun activiteiten samenhangen met traditie: religie(s) in stand houden of juist verdringen, financiële stelsels beheersen om de sport en oorlogen voor de sensatie. Ik noem maar wat.

Ik heb drie maanden in een corpshuis van de Utrechtsche Studentenvereniging gewoond, waar ik een tijdelijke kamer huurde. Hier is mij het belang van tradities – en daarmee ook ego’s – duidelijk geworden. Dit is gewoon een doel op zich. En voor het netwerk. En bier. En seks.

Wat ik lees in overzichten over de ontwikkeling van de families is dat ook religie een grote rol speelt en dat – zoals ik het begrijp – religies en daarmee bevolkingsgroepen tegen elkaar worden uitgespeeld; waar flinke oorlogen door ontstaan. Religie is volgens mij alleen maar een verhaaltje waar mensen zich achter verschuilen – maar wel diep in geloven – om zich op een bepaalde (vaak primitieve) manier te kunnen gedragen. God zal wel willen dat ieder land op aarde een Centrale Bank van de Rothschilds heeft, maken ze zichzelf vast wijs.

Anonimiteit rijkaards moet verdwijnen
Goed, als het dan maar een paar families zijn die de hele handel beheersen en belazeren, dan wil ik graag weten wie het precies zijn, met naam en toenaam; en waar die mensen wonen. Zodra dat duidelijk is, wordt in ieder geval de anonimiteit aangepakt; want die willen we niet meer vanwege het inzichtelijk maken van de aandeelhouders.

Dissidenten binnen vooraanstaande families
Wat ik me trouwens ook afvraag: zouden er binnen die families – inclusief de Oranjes – geen dissidenten zijn? Mensen die al een tijdje doodziek zijn van rare (traditionele) praktijken en een uit de schoolbanken willen klappen. Als dit binnen het CDA en de PvdA mogelijk is, dan ook binnen families. Een interview is zo gemaakt en online gezet; desnoods met vervormde stemmen en het hoofd in de schaduw. Net zo makkelijk.

Nieuw monetair stelsel
Als we het hebben over het monetaire systeem zelf: dat is ooit ergens begonnen. Een nieuw monetair stelsel – incl. een nieuwe munt en betalingssysteem via beeldschermen en servers – moet dan toch ook te beginnen zijn. Ik wil heel best meehelpen bij het ontwerpen van een nieuw waardepapier. Zo wil ik best betalen met een briefje van 10 (naam valuta) met de Dalai Lama erop. Dit is even flinke fantasie, maar dat hebben we ook nodig.

Ieder nadeel heb z’n voordeel: we hebben zo langzamerhand wel duidelijk gekregen wat allemaal niet werkt of scheef is, laten we nu vooral een voorbeeld nemen aan hoe het dus niet moet en ons gaan richten op hoe het dan wel moet.

Dus: oplossingen verzinnen, roept u maar!

Lees ook
Anonieme rijkdom moet verboden worden
Hernationaliseer het recht op geldcreatie
Voer meerdere valuta in
Rentevrije banken
Energie als geld

Paige Cramer ontdekte met een bescheiden onderzoeksbudget de opmerkelijke anti-Alzheimereigenschappen van antikankermiddel bexaroteen.

Bestaand medicijn blijkt zeer krachtig tegen Alzheimer

Het aantal Alzheimerpatiënten, nu al ver over de honderdduizend, explodeert. De ontdekking, uiteraard niet door een farmagigant, dat het al tien jaar goedgekeurde antikankermiddel bexaroteen seniele plaques snel laat verdwijnen in muizen, komt dan ook als geroepen.

Paige Cramer ontdekte met een bescheiden onderzoeksbudget de opmerkelijke anti-Alzheimereigenschappen van antikankermiddel bexaroteen.
Paige Cramer ontdekte met een bescheiden onderzoeksbudget de opmerkelijke anti-Alzheimereigenschappen van antikankermiddel bexaroteen.

Alzheimer wordt volksepidemie
De ziekte van Alzheimer is een hersenziekte waarbij steeds grotere delen van de hersenen massaal zogeheten seniele of amyloïde plaques vormen. Deze eiwitcomplexen verwoesten en verstikken steeds meer hersenweefsel. De amyloïde plaques ontstaan veel vaker bij mensen met de ApoE4 variant van het ApoE gen. De ziekte leidt tot het langzaam aftakelen van de patiënt tot uiteindelijk de dood.

Al 145 000 mensen in Nederland en vijf miljoen Amerikanen (en uiteraard vele miljoenen in de rest van de wereld)  lijden aan deze ziekte. Dit aantal zal naar schatting verdrievoudigen in 2050. Zowel voor henzelf (in het vroege stadium van de ziekte) als voor de naaste familie en vrienden betekent dit een mentaal slopend proces.

Bexaroteen geneest Alzheimer in muizen
Bij proeven met muizen met Alzheimer bleek, dat het toedienen van bexaroteen de plaques in de muizenhersenen binnen drie dagen al voor de helft deed oplossen en, bovendien, de symptomen van Alzheimer in de muizen, zoals geheugenverlies, sterk verminderde. Waar Alzheimermuizen niet meer wisten wat ze met nestmateriaal moesten doen, vertoonden de behandelde muizen weer binnen enkele etmalen nestelgedrag. Ter vergelijking: andere anti-Alzheimer medicijnen moeten maanden ingenomen worden voor er verbetering zichtbaar wordt.

Bexaroteen is een anti-kankermiddel dat wordt gebruikt bij de behandeling van huid-T-ce; lymfoom (een type lymfeklierkanker). Vergeleken met andere middelen heeft het middel relatief weinig bijwerkingen.

Meer ApoE enzym in het brein
Het onderzoek wees uit dat bexaroteen werkt door de concentratie ApoE enzym in het brein te vergroten. Dit enzym breekt in hoog tempo de plaques af. Het enzym is ook actief tegen in het bloed opgeloste amyloïde: de niveaus hiervan in het muizenbloed bleken zeer sterk te dalen.

Onderzoek
Deze baanbrekende ontdekking werd bekostigd door liefdadigheidsorganisaties en de Amerikaanse overheid en is het resultaat van onderzoek, uitgevoerd op de Amerikaanse Case-universiteit. Voor farmaceutische bedrijven is onderzoek naar nieuwe toepassingen van oudere bestaande medicijnen minder interessant. De patenten daarop zijn immers verlopen.

Klinische proeven kunnen snel beginnen
Hoewel muizen net als mensen zoogdieren zijn, zijn er aanzienlijke biologische verschillen. Het is dus niet zeker (al is het wel waarschijnlijk, gezien het werkingsmechanisme) dat dit medicijn ook bij mensen een effectieve behandelmethode tegen Alzheimer vormt. Omdat het geneesmiddel al goedgekeurd is door de Amerikaanse gezondheidsautoriteit FDA, zullen klinische proeven snel kunnen beginnen. Er is dus goede kans dat er binnen enkele jaren een effectief middel tegen één van de meest afschuwelijke ziektes ter wereld is.

Bron
P. Cramer et al.,  ApoE-Directed Therapeutics Rapidly Clear β-Amyloid and Reverse Deficits in AD Mouse Models, Science, 2012
Researchers find drug quickly reverses Alzheimer’s symptoms in mice, Case University News, 2012

Tienjarige ontdekt nieuw molecuul voor energieopslag

Voor de tienjarige Clara Lazen pakte een opdracht in de klas wel heel onverwacht uit: een publicatie in een wetenschappelijk tijdschrift. Even knutselen met een scheikundebouwdoos leverde een opmerkelijke constructie.

Bizarre vondst
Toen docent Kenneth Boehr zijn klas met tienjarigen moleculen liet bouwen met scheikundebouwdozen, verwachtte de docent aan Border Star Montessori School in Kansas City niet dat dit uit zou draaien op een wetenschappelijke ontdekking. Toch is dat wat er gebeurde toen de tienjarige Clara Lazen aan het knutselen sloeg en een unieke combinatie van zuurstof-, stikstof- en koolstofatomen tevoorschijn toverde. Boehr was stomverbaasd en mailde zijn vriend prof. Bob Zoellner, docent aan de plaatselijke universiteit.

2012-0127-ZoellnerLG.jpg Molecuul komt niet voor in chemische catalogus
Op de afbeelding toont HSU docent scheikunde prof. Bob Zoellner een model van tetranitratoxykoolstof — een nieuw molecuul. Niet alleen is het molecuul uniek, het is ook in staat veel energie op te slaan – een opwindende mogelijkheid voor wetenschappers en technici.

Robert Zoellner is een chemicus die werkt met software waamee hij theoretische modellen van moleculen bestudeert.

“Ken stuurde me een afbeelding van het molecuul op mijn mobiel. Gewoonlijk kan ik snel zeggen of een molecuul echt bestaat of niet,” aldus Zoellner.  Zo niet deze keer.  Hij voerde het molecuulmodel in in de online scheikundedatabase Chemical Abstracts, waarin alle scheikunde-gerelateerde publicaties sinds 1904 opgeslagen zijn. Hij vond alleen één resultaat: een molecuul met dezelfde chemische formule maar een andere rangschikking van atomen dan die van de tienjarige.

Nieuwe springstof?
Zoellner zocht dieper en ontdekte dat niet alleen Lazen’s molecuul uniek was, maar dat het het vermogen had om energie op te slaan. Het molecuul bevat dezelfde combinatie van atomen als nitroglycerine, het hoofdbestanddeel van dynamiet. Nitroglycerine is zo explosief omdat er drie extreem instabiele nitrogroepen (-ONO2) aan het koolstofskelet hangen.Echter, vergeleken met nitroglycerine is dit molecuul vermoedelijk nog veel explosiever. Het bestaat uit een centraal koolstofatoom waar vier bizarre groepen aan hangen: een koolstofatoom, gebonden aan drie zuurstofatomen die elk verbonden zijn met één en hetzelfde stikstofatoom.

Of nieuwe energieopslag?
Zoellner stuurde een onderzoeksverslag in voor het januarinummer van het tijdschrift Computational and Theoretical Chemistry. Zowel Lazen als Boehr zijn, heel sportief van Zoellner, genoemd als co-auteurs. Zoellner weet nog niet hoe zijn publicatie al worden ontvangen, maar denkt dat het nieuwe molecuul heel nuttig is als zeer energiedicht opslagmedium, zodra experimentele chemici het molecuul hebben bereid.

Lokale beroemdheid
Lazen groeide ondertussen, geheel onverwacht voor haar, uit tot lokale beroemdheid. Want het komt niet vaak voor dat een tien- of elfjarige een wetenschappelijk artikel op hun naam hebben staan. Ze is in ieder geval een stuk geïnteresseerder geraakt in biologie en geneeskunde. Ook in de VS is het aantal vrouwen dat voor een exacte studie kiest niet erg groot, dus Zoellner is blij met deze ontwikkeling. Vooral omdat vrouwen vaak beter in staat zijn te studeren dan mannen.

Bronnen
Professor Confirms, Publishes 10-year-old’s New Molecule, Humboldt University News (2012)
Robert W. Zoellner, Clara L. Lazen, Kenneth M. Boehr, A computational study of novel nitratoxycarbon, nitritocarbonyl, and nitrate compounds and their potential as high energy materials, Computational and Theoretical Chemistry (2012)

Giovanetti ontwikkelde deze creatieve meubels van PUR. Hierbij maakte hij goed gebruik van de materiaaleigenschappen van PUR. Bron: Giovanetti Modern Art

Schimmel ontdekt die PUR-schuim kan afbreken

Polyurethaan (PUR, wat vaak in de vorm van PUR-schuim wordt gebruikt om huizen mee te isoleren) is één van de grootste nachtmerries van milieubeschermers. Het goedje is chemisch zo stabiel dat het nauwelijks uit elkaar valt; ook waren er geen organismen bekend die de stof af kunnen breken. Tot nu toe, blijkt uit een onverwachte ontdekking in de Amazone.

Giovanetti ontwikkelde deze creatieve meubels van PUR. Hierbij maakte hij slim gebruik van de materiaaleigenschappen van PUR. Bron: Giovanetti Modern Art
Giovanetti ontwikkelde deze creatieve meubels van PUR. Hierbij maakte hij slim gebruik van de materiaaleigenschappen van PUR. Bron: Giovanetti Modern Art

Toevallige ontdekking tijdens een studietrip
Elk jaar gaan onderzoekers van Yale University op reis naar het regenwoud voor de Rainforest Expedition and Laboratory cursus. Dit komt neer op het verzamelen van monsters in de lente en onderzoek in de zomer aan de monsters die zijn verzameld. Vorig jaar kweekte de groep micro-organismen die op planten in de Amazone voorkwamen, een van de belangrijkste hotspots voor biodiversiteit. Onder de monsters troffen ze de schimmel Pestalotiopsis microspora aan die polyurethaan kan afbreken.

Kracht PUR veroorzaakt milieuoproblemen
Polyurethaan is een synthetisch polymeer dat ontwikkeld werd in de veertiger jaren. Deze polymeer is sterk, duurzaam en elastisch en kan daarom rubber, verf, metalen of hout vervangen. Om die reden komt polyurethaan voor in veel onderdelen van het moderne leven: lijm, schoenen, isolatiemateriaal, onderdelen van auto’s, meubels etcetera. De duurzaamheid van de stof is ook het probleem. De chemische verbindingen in polyurethaan zijn zo stabiel dat er toe toe niet één micro-organisme bekend is dat het goedje af kan breken. Verbranden kan, maar hierbij komen schadelijke dampen vrij. Ook is het niet te vermijden dat er polyurethaan in het milieu terecht komt.

Schimmel leeft op PUR zonder zuurstof
De groep, onder leiding van professor biochemie Scott Strobel, ontdekte de schimmel P. microspora en ontdekte dat deze niet alleen leeft op polyurethaan, maar ook kan overleven op een dieet van alleen polyurethaan. Ook zeer interessant is dat de schimmel kan overleven onder zuurstofloze omstandigheden, zoals diep in vuilstortplaatsen.  De schimmel werd ontdekt in het Ecuadoriaanse deel van de Amazone door de studenten Pria Anand en Jonathan Russell. Zij identificeerden een serinehydrolase, een enzym,  dat de schimmel in staat stelt om het polyurethaan af te breken. De schimmel leeft endofytisch: op en in plantenweefsel, maar doet geen schade aan de gastheer. Er werden meerdere micro-organismen aangetroffen die zxowel vloeibaar als vast polyurethaan knen afbreken, maar alleen deze schimmel kom geheel op het pastic overleven onder zowel aerobe als anaerobe omstandigheden. Volgens de auteurs kunnen endofytische schimmels als P. microspora worden gebruikt om op natuurlijke wijze af te rekenen met hardnekkige afvalstoffen als polyurethaan. De techniek waarbij dit gebeurt is al langer bekend onder de naam bioremediatie. Je zou kilo’s sporen van P. microspora kunnen mengen met huishoudafval of hiermee bestaande afvalhopen kunnen behandelen.

Schatten aan chemische informatie
Eigenlijk is dit minder onlogisch dan het lijkt. Planten, dieren en micro-organismen zijn al miljarden jaren bezig met een chemische strijd op leven en dood om te overleven. Er bestaan natuurlijke verbindingen als lignine die qua hardnekkigheid weinig onderdoen voor plastics. Kortom: de aardse biosfeer vormt een natuurlijke scheikundebibliotheek waarin schatten aan informatie te vinden zijn. Een tweede les is dat het geen goed idee is om hotspots van biodiversiteit als het Amazoneregenwoud om zeep te helpen. Zoals deze toevallige maar zeer waardevolle ontdekking bewijst, groeien er nog tal van geheimen en nuttige soorten om te ontdekken.

Lees ook
Serendipiteit
Bacterie eet plastic in oceaan

Bronnen
Yale Students’ Trip to Rainforest Yields New Way to Degrade Plastic, Yale News (2011)
Jonathan R. Russell et al., Biodegradation of Polyester Polyurethane by Endophytic Fungi, Appl. Environ. Microbiol. (2011) vol. 77 no. 17 6076-6084. doi:10.1128/​AEM.00521-11

Breek het monopolie van geld als enige ruilsysteem

Geld is in principe een heel handige en nuttige uitvinding. Het zorgt ervoor dat de verschillende vaardigheden en inspanningen (vaardigheid + inspanning = arbeid) van mensen uitwisselbaar worden. Zet tegenover een inspanning een universeel ruilmiddel, en iedereen kan zijn eigen inspanning ruilen tegen de inspanning van een ander, naar keuze. Geld zou, in die zin, dus keuze en vrijheid moeten brengen. Geld is dan ook niets meer dan een technologie. Geld als technologie heeft in onze tijd het monopolie over ruilen.

Monopolie
Het vervelende is alleen, dat er daarmee een derde partij in het spel gekomen is. En dat is degene die eigenaar is van de technologie. Degene die eigenaar is van de enige technologie die ruilen mogelijk maakt, is daarmee ook monopolist. Hij is de poortwachter via wie iedereen moet gaan om te kunnen ruilen. En dat opent voor hem de weg om op dat ruilen te parasiteren.

In de loop der tijd is de technologie geld stapje voor stapje geconfisqueerd door een derde partij, en die partij noemen we de bancaire sector. De bancaire sector is eigenaar geworden van de technologie, en heeft daarmee het monopolie over de ruilbaarheid van waarde verkregen. Voor ons lijkt geld hetzelfde gebleven, maar de organisatie ervan is in de loop der tijd totaal veranderd. Zodanig veranderd dat de eigenaar van de technologie er steeds gemakkelijker mee kon parasiteren, en zichzelf zo bijna alle waarde kon toe-eigenen.

In plaats van het ruilen te faciliteren, dient de technologie geld nu voornamelijk om parasiteren te faciliteren. En met parasiteren bedoel ik: toegang krijgen tot arbeid van anderen, zonder er zelf arbeid voor in ruil te geven. En dat is precies wat banken doen. De technologie die ons vroeger diende, dient nu dus iemand anders. Het is erin geslopen zonder dat we het in de gaten hadden.
-Overgenomen uit het artikel: “Wat is Geld?” van Pieter Stuurman.

Twee kernproblemen
Na deze heldere analyse worden er twee hele grote problemen zichtbaar.

Als eerste het feit dat de technologie genaamd geld in handen is van de private bancaire sector.  Zij hebben hiermee het monopolie op geld in handen en zijn zo in staat hiermee enorme winsten te maken. Als we zien wat voor arbeid daar eigenlijk tegenover staat dan wordt duidelijk dat deze sector enorm parasiteert op de hardwerkende burgers. Eerder werd daarom al de oplossing gegeven om het recht van geldcreatie te nationaliseren.

Dit boek gaat uitgebreid in op de vele mogelijkheden en ervaringen bij het opzetten van lokale geldsystemen

Het andere probleem is het monopolie wat er is van de Euro, om ruilen te faciliteren. Maar dat monopolie kan gebroken worden, dat kan door onze overheid door weer een nationale munt uit te gaan geven, maar nog veel beter, dat kan door iedereen in Nederland gebroken worden door lokale systemen op te zetten die ruilen faciliteren. Daarbij is het iets waar mensen zelf mee aan de gang kunnen en ze niet langer passief hoeven te blijven kijken naar het toneelspel van politici en bankiers. Het boek:  Local Money, How to Make it Happen in your Community legt uit wat voor mogelijkheden er allemaal zijn voor burgers om lokale ruilsystemen op te zetten. Het gaat over LETS systemen, Tijdbanken, het uitgeven van lokale geldsoorten, het opzetten van krediet unies, gemeenschapsbanken, etc. Daarbij legt het duidelijk uit wat de ervaringen zijn van andere gemeenschappen met het opzetten van dit soort systemen, welke valkuilen te vermijden en wat juist wel te doen om het tot een succes te maken.

Uiteraard is met het opzetten van een lokale muntsoort niet opeens het hele probleem van geld opgelost, wel heb je echter als gemeenschap veel meer veerkracht ingebouwd doordat je nu naast de Euro extra systemen hebt om het uitruilen van goederen en diensten tussen mensen te bewerkstelligen. En die veerkracht is van levensbelang voor een gemeenschap.

In mijn opinie zouden overheden die het beste voor hebben met hun volk dit soort initiatieven acitef meehelpen opzetten. Elke gemeente en provincie in Nederland zou bijvoorbeeld zelf zo een systeem mee kunnen helpen ontwikkelen en er ook lokale belastingen in kunnen accepteren. Zo worden lokale overheden weer veel meer betrokken bij hun lokale gemeenschap en kan een groot deel van wat er nu bezuinigd moet worden, worden opgevangen met het opzetten en uitgeven van eigen lokale ruil-technologie. Daarbij zou ook de Nederlandse overheid zelf weer een eigen ruilsysteem op nationaal niveau moeten uitbrengen naast de Euro. Het is vanuit het standpunt van veerkracht alleen maar wenselijk dat er verschillende systemen naast elkaar draaien omdat het systeem dan veel moeilijker door 1 partij te monopoliseren en te parasiteren is zoals nu is gebeurt. Ook Bernard Lieataer, een medeontwerper van de Euro is groot voorstander van aanvullende geld/ruil systemen. Meer hierover in zijn boek: Het geld van de Toekomst. En zie ook het artikel met een presentatie van hem over het belang van diversiteit in geldsystemen.

Maar goed dit is meer een wens dan realiteit en gezien de huidige acties van de Nederlandse overheid lijken zij niet aan de kant van het volk te staan maar vooral te luisteren naar wat de internatiale bankiers en corporaties hun vertellen. Daarom is er des te meer reden dat mensen zelf lokaal dit soort initiatieven gaan ontplooien. We weten inmiddels prima uit te leggen waar het systeem van geld momenteel de mist in gaat, nu is het tijd om een stap te zetten om deze problemen zelf op te gaan lossen. Help mee het monopolie van de Euro te breken!

Meer informatie op:
-) Het belang van diversiteit in geldsystemen
-) Bernard Lietaer – Het Geld van de Toekomst (PDF)
-) De toekomst van onze economie deel 1 & 2 en 3
-) 3 praktische oplossingen voor meer economische veerkracht
-) Update het economische systeem!

Pyocines zijn in feite bacterievirussen (fagen) zonder kop.

Onderzoekers hacken bacterie-wapenarsenaal

Al miljarden jaren bestrijden bacteriën elkaar met vaak ingenieuze wapens. Steeds meer succesnummers uit dit uitgebreide wapenarsenaal worden nu tot medicijn omgetoverd.

Bacterieel wapenarsenaal
Bacteriën barsten soms open als kamikazestrijders die grote hoeveelheden geautomatiseerde wapens loslaten om vijandige bacteriën te vernietigen. Opmerkelijk genoeg richten deze wapens zich alleen op bepaalde klassen vijanden. Deze kunnen andere bacteriën zijn, maar ook protozoën of zelfs meercellige dieren, zoals mensen. Het goede nieuws is dat we nu steeds meer in staat zijn deze wapens te herprogrammeren en op de bacteriën zelf te richten. Zo kunnen we probleembacteriën uitschakelen terwijl we menselijke lichaamscellen en onschadelijke bacteriën onaangetast laten. De mogelijkheden zijn zeer groot – zo kunnen we allerlei biologische problemen bestrijden, variërend van insectenplagen tot bacteriën die voedselvergiftiging veroorzaken.

Pyocines zijn in feite bacterievirussen (fagen) zonder kop.
Pyocines zijn in feite bacterievirussen (fagen) zonder kop.

Eén harpoenkogel doodt hele bacterie
In 1954 ontdekte microbioloog François Jacob op het Institut Pasteur in Parijs dat een stam van de gevaarlijke ziekenhuisbacterie Pseudomonas aeruginosa een andere stam van dezelfde soort aanviel met een biochemische substantie. Deze stof, door Jacob pyocine genoemd, bleek alleen actief tegen deze soort, niet tegen andere soorten. Zeer uitzonderlijk voor een antibioticum.

Pyocines bleken niet alleen zeer selectief, ze bleken ook extreem krachtig. Eén enkel deeltje is al genoeg om een bacterie  te doden. Andere onderzoekers ontdekten dat pyocines nog groot zijn vergeleken met de meeste toxines die bacteriën uitscheiden om met hun vijanden af te rekenen. Wanneer ze onder een elektronenmicroscoop werden gelegd, bleken de pyocines veel weg te hebben van raketten: een dikke buis met verschillende vezels, stekend uit één kant. De deeltjes zijn een combinatie van een drijvende mijn en een harpoen. In de dikke buis is een tweede, nauwere buis. Als de vezels het oppervlak van een cel raken, trekt de buitenste buis samen en perst de binnenste buis door de celwand van de cel, waardoor deze wordt vernietigd. Nog opmerkelijker: deze wapens werken alleen op specifieke soorten bacteriën en laten alle andere soorten ongemoeid.

Harpoengeweren vragen zelfmoordmissie
Ook veel andere bacteriën produceren een dergelijke ‘slimme kruisraket’. Zo zijn er bacteriesoorten zoals entomophila, die insekten aanvallen. Het insekt stopt met eten en na een aantal maanden, als het insekt verzwakt is, zwermen de bacteriën uit en doen zich tegoed aan het weefsel van het insekt. Er is alleen een nadeel aan dit wapen: hun afmetingen zijn zo groot dat de bacteriën ze niet door hun dikke celwand kunnen wurmen. Ze loslaten vereist dus dat de bacterie zelfmoord pleegt. Dat dit toch gebeurt, komt omdat bacteriën meercelliger zijn dan ze lijken. Bacteriën van een bepaalde stam zijn genetisch nauw verwant en werken vaak intensief samen. Door zichzelf op te offeren om concurrerende bacteriën uit te schakelen, helpt een bacterie toch zijn eigen genen vooruit.

Lichtgevende bacterie werkt samen met worm en: bacterie-bajonet
Tijdens de Amerikaanse Burgeroorlog werden soldaten binnengebracht met lichtgevende wonden. Onderzoekers vermoeden nu dat de bacterie Photorhabdus hier wel eens verantwoordelijk voor had kunnen zijn. Wormen dragen deze eencellige in hun ingewanden en laten ze vrij als ze zich in een insekt hebben geboord. De bacteriën doden de gastheer vervolgens met een reeks wapens, waaronder een variant van de biologische raket. Het inwendige van het insect verandert in vloeistof en gaat licht geven als de bacteriën zich voeden. In tegenstelling tot andere soorten kan Photorhabdus de onderdelen van de harpoenen buiten zijn cel in elkaar zetten, waardoor de cel geen zelfmoord hoeft te plegen. Ook kan Photorhabdus de harpoenen laden met verschillende toxines,vermoedelijk elk voor een ander insekt. Ze zijn overigens extreem dodelijk: een insekt sterft binnen een kwartier na injectie. Andere bacteriën werken met iets dat lijkt op een bajonet. Speren steken uit de celwand en steken andere cellen waarmee de bacterie in aanraking komt. Sommige soorten hebben een giftige punt of injecteren gif en zijn in staat ook zoogdiercellen te doden. Of amoeben of witte bloedlichaampjes van binnen uit te doden.

Overgenomen van fagen?
Fagen zijn bacterievirussen. Deze vertonen een opmerkelijke gelijkenis met de slimme harpoenen, alleen fagen injecteren hun gastheer met DNA in plaats van deze te doden. Deze bacterie verandert in een faagfabriek en barst uiteindelijk open, waarbij een wolk fagen vrijkomt. De meeste microbiologen in het veld geloven daarom dat een faag ooit zijn genen ingebouwd heeft in een bacterie, waarbij deze nu in staat is faagachtige structuren te bouwen. De R-type pyocine die door Jacob is ontdekt lijkt inderdaad als twee druppels water op de “contractile-tailed” faag zonder capsule met DNA. Het type VI uitscheidingssysteem lijkt ook al op deze faag, deze keer zonder capsule en grijphaken. Een ander type pyocine met een buigzame buis lijkt een lambda-faag, maar dan zonder DNA-capsule. In tegenstelling tot fagen, die er natuurlijk alle belang bij hebben hun gastheer in leven te houden en dus de celwand op een of andere manier sluiten, slopen de pyocines effectief de cel waar ze zich aanhechten.

Wapens worden gekaapt
Dit bracht onderzoekers van AvidBiotics of South San Francisco, California op een idee. Zou je niet de grijpers van een bacteriespecifieke faag op een pyocine voor een andere soort kunnen zetten? Voor vrijwel iedere bacteriesoort is er wel een faag die zich richt op deze soort. Je hoeft dan alleen uit deze faag het DNA dat codeert voor de grijpers voor die nieuwe bacteriesoort te halen en dit samen te voegen met de romp-pyocine. Wat je dan krijgt is een zeer selectief biowapen. Het grote nadeel van antibiotica is dat je hiermee ook de naar schatting meerdere kilo’s nuttige bacteriën in en op ons lichaam ernstig aantast, waardoor ziekteverwekkende bacteriën geen concurrenten meer en dus vrij spel hebben. Met deze “magische kogel” is dat nadeel er niet. Een eerste experiment in 2008 verliep succesvol. In plaats van het vorige slachtoffer viel de pyocine nu E. coli aan. Als volgende, commercieel meer interessante, stap zette het team nu de aanval in op de beruchte E. coli variant O157:H7, beter bekend als de dodelijke EHEC-bacterie. Bij konijnen met deze bacterie bleek deze pyocine inderdaad symptomen als diarree te voorkomen of te verminderen. Het bedrijf heeft ook pyocines tegen Salmonella, Shigella en EHEC ontwikkeld en werkt nu aan een variant tegen de cholerabacterie.

Ingewandsziekten, longinfecties en biologische gewasbescherming
Pyocines zijn vooral interessant voor ingewandinfecties, omdat ons immuunsysteem direct de aanval inzet op pyocines in de bloedbaan, wat de therapie snel ineffectief zou maken. Om soortgelijke redenen kunen pyocines ook in de longen worden ingezet door middel van inhalers. Ook wordt er gewerkt aan pyocines die voedsel beschermen tegen infectie door bacteriën die voedselvergiftiging veroorzaken. Weliswaar kunnen de bacteriën ontsnappen aan pyocine-aanvallen door geen suikers meer aan te maken, maar juist deze suikers helpen ze aan celwanden te kleven, wat ze dus veel minder gevaarlijk maakt. Ook is nu de aanval ingezet op de Nieuw Zeelandse grasengerlingen. Nu worden deze al biologisch bestreden met S. entomophila, maar wanneer deze besproeid worden met pyocines, stoppen ze binnen een dag met eten. Ook kunnen ze gebruikt worden om medicijnen af te leveren bij bepaalde cellen (gesteld dat het immuunsysteemprobleem opgelost wordt uiteraard)

Voorbij faagtherapie
Al tientallen jaren wordt met wisselend succes geëxperimenteerd met faagtherapie: bacterievirussen gebruiken om bacteriën te doden. Helaas zijn fagen onvoorspelbaar. Zo kreeg de dodelijke EHEC-bacterie zijn genen van een faag. Wel beschikken fagen over nuttige technieken om tegen bacteriën te gebruiken. Zo gebruiken ze een enzym, lysine, om de celwand van een bacterie open te breken als de bacterie gereed is met faagdeeltjes te produceren. Lysine breekt door de celwand van een bacterie waardoor deze openbarst. Lysine vernietigt sommige soorten bacteriën  ook vanaf de buitenkant. Inderdaad slaagde in 2010 microbioloog Vincent Fischetti er met zijn collega’s van de Rockefeller University in New York in om met een lysine uit een faag, multiresistente MRSA-bacteriën op de huid van een laboratoriummuis uit te schakelen. Op dit moment wordt deze ontdekking omgezet in een medicijn. Een andere onderzoeksgroep, deze keer van het Amerikaanse ministerie van Landbouw, is bezig drie lysines samen te smelten tot één medicijn,. Omdat deze lysines elk een ander onderdeel van de celwand aanvallen, is de kans vrij klein dat zich een resistentie ontwikkelt.

Bron:
Driller Killers: turning bactria’s weapons on them, New Scientist (2012)