I ricercatori hanno sviluppato nanoparticelle in grado di penetrare nella retina neurale e fornire mRNA alle cellule dei fotorecettori il cui corretto funzionamento rende possibile la visione.

Gli scienziati dell’Oregon State University College of Pharmacy hanno dimostrato in modelli animali la possibilità di utilizzare nanoparticelle lipidiche e RNA messaggero, la tecnologia alla base dei vaccini COVID-19, per trattare la cecità associata a una rara condizione genetica.

Lo studio è stato pubblicato oggi (11 gennaio 2023) sulla rivista I progressi della scienza. È stato guidato dal professore associato di scienze farmaceutiche dell’OSU Gaurav Sahay, dallo studente di dottorato dell’Oregon State Marco Herrera-Barrera e dall’assistente professore di oftalmologia dell’Oregon Health & Science University Renee Ryals.

Gli scienziati hanno superato quella che era stata la principale limitazione dell’utilizzo di nanoparticelle lipidiche, o LNP, per trasportare materiale genetico ai fini della terapia della vista, facendole raggiungere la parte posteriore dell’occhio, dove si trova la retina.

I lipidi sono acidi grassi e composti organici simili tra cui molti oli e cere naturali. Le nanoparticelle sono minuscoli pezzi di materiale di dimensioni variabili da uno a 100 miliardesimi di metro. L’RNA messaggero fornisce istruzioni alle cellule per produrre una particolare proteina.

Con i vaccini contro il coronavirus, l’mRNA trasportato dagli LNP istruisce le cellule a creare un pezzo innocuo della proteina spike del virus, che innesca una risposta immunitaria dal corpo. Come terapia per la compromissione della vista derivante dalla degenerazione retinica ereditaria, o IRD, l’mRNA istruirebbe le cellule dei fotorecettori – difettose a causa di una mutazione genetica – a produrre le proteine ​​necessarie per la vista.

L’IRD comprende un gruppo di disturbi di varia gravità e prevalenza che colpiscono una persona su poche migliaia in tutto il mondo.

Gli scienziati hanno dimostrato, in una ricerca che ha coinvolto topi e primati non umani, che gli LNP dotati di peptidi erano in grado di passare attraverso le barriere negli occhi e raggiungere la retina neurale, dove la luce viene trasformata in segnali elettrici che il cervello converte in immagini.

“Abbiamo identificato un nuovo set di peptidi che possono raggiungere la parte posteriore dell’occhio”, ha detto Sahay. “Abbiamo usato questi peptidi per agire come codici postali per consegnare nanoparticelle che trasportano materiali genetici all’indirizzo previsto all’interno dell’occhio”.

“I peptidi che abbiamo scoperto possono essere usati come ligandi mirati direttamente coniugati a RNA silenzianti, piccole molecole per terapie o come sonde di imaging”, ha aggiunto Herrera-Barrera.

Sahay e Ryals hanno ricevuto una sovvenzione di 3,2 milioni di dollari dal National Eye Institute per continuare a studiare la promessa delle nanoparticelle lipidiche nel trattamento della cecità ereditaria. Condurranno la ricerca sull’uso degli LNP per fornire uno strumento di editing genetico che potrebbe eliminare i geni cattivi nelle cellule dei fotorecettori e sostituirli con geni correttamente funzionanti.

La ricerca mira a sviluppare soluzioni per le limitazioni associate all’attuale principale mezzo di consegna per l’editing genetico: un tipo di virus noto come virus adeno-associato o AAV.

“L’AAV ha una capacità di confezionamento limitata rispetto agli LNP e può provocare una risposta del sistema immunitario”, ha affermato Sahay. “Inoltre, non funziona in modo fantastico nel continuare a esprimere gli enzimi che lo strumento di modifica utilizza come forbici molecolari per eseguire tagli nel DNA da modificare. Speriamo di utilizzare ciò che abbiamo appreso finora sugli LNP per sviluppare un sistema di consegna dell’editor di geni migliorato”.

Riferimento: “Le nanoparticelle lipidiche guidate da peptidi forniscono mRNA alla retina neurale di roditori e primati non umani” 11 gennaio 2023, I progressi della scienza.
DOI: 10.1126/sciadv.add4623

Lo studio LNP guidato dai peptidi è stato finanziato dal National Institutes of Health. Hanno partecipato alla ricerca per l’Oregon State anche i docenti del College of Pharmacy Oleh Taratula e Conroy Sun, i ricercatori post-dottorato Milan Gautam e Mohit Gupta, gli studenti di dottorato Antony Jozic e Madeleine Landry, l’assistente di ricerca Chris Acosta e lo studente universitario Nick Jacomino, uno studente di bioingegneria al College di Ingegneria che si è laureata nel 2020.

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Scienze & AmbienteCome viene utilizzato l’IoT in agricoltura?

Come viene utilizzato l’IoT in agricoltura?

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Ora, non possiamo immaginare di seminare una piantagione manualmente quando ci sono macchine a guida autonoma. Come qualsiasi altro settore, l’agricoltura ha fatto molta strada verso l’automazione. Negli ultimi decenni ha vissuto una serie di trasformazioni tecnologiche, consentendo agli agricoltori di avere un migliore controllo sulla coltivazione e sulla produzione di bestiame.

Agricoltura - foto illustrativa.

Agricoltura – foto illustrativa. Credito immagine: Unsplash, licenza gratuita

Le tecnologie aiutano a effettuare calcoli in modo più accurato ed efficiente, ottimizzando così risorse come acqua, fertilizzanti e pesticidi. I sistemi IoT intelligenti avvisano tempestivamente gli agricoltori anche di problemi come l’infestazione di parassiti e la carenza di nutrienti, contribuendo a salvare più raccolti.

Questo articolo svela cosa significa IoT, il suo ruolo in agricoltura, come l’agricoltura implementa la tecnologia e le sfide che questo settore affronta quando introduce l’IoT. Inoltre, puoi ottenere maggiori informazioni sui servizi e vantaggi IoT tramite questo link https://lembergsolutions.com/iot-consulting-services.

Cosa significa IoT?

L’Internet delle cose o IoT è una rete di sistemi e dispositivi fisici connessi tramite Internet. I dispositivi sono dotati di diversi sensori che garantiscono il processo di scambio dei dati in tempo reale. Naturalmente dovrebbe esserci un sistema speciale che alimenta l’hardware e il suo nome è Embedded.

Il software incorporato è un tipo di software progettato per funzionare su dispositivi IoT. Il suo compito principale è gestire i sensori, raccogliere dati e trasmetterli a un altro componente hardware. Di solito i dati non vengono elaborati direttamente dal dispositivo IoT. L’elaborazione dei dati avviene su dispositivi edge.

Qual è il ruolo dell’IoT in agricoltura?

L’Internet delle cose ha aiutato gli agricoltori a raggiungere il loro obiettivo primario: soddisfare la crescente domanda alimentare attraverso un lavoro più ottimizzato. In generale, l’IoT in agricoltura consente ai produttori alimentari di massimizzare la resa spendendo risorse minime.

Potresti chiederti in che modo l’IoT avvantaggia esattamente il settore agricolo. La buona notizia è che questa tecnologia può essere utilizzata per sfruttare qualsiasi attività agricola. Controlla alcuni esempi:

  • I sensori IoT trasmettono dati in tempo reale sull’acidità del suolo, sul contenuto di nutrienti, sulla temperatura che influenza le colture e sul livello di umidità. Inoltre, informano gli agricoltori in merito a infestazioni o malattie da parassiti.
  • L’IoT in agricoltura monitora il benessere del bestiame. Gli allevatori utilizzano dispositivi indossabili per monitorare le condizioni di salute, il peso e altri parametri degli animali.
  • I dispositivi IoT aiutano anche a risparmiare energia. Monitorando il consumo di energia, gli agricoltori possono cercare modi per ridurlo.
  • L’IoT può anche automatizzare completamente la gestione delle serre.
  • L’IoT e l’agricoltura consentono ai produttori di collegare diverse aziende agricole sotto un’unica piattaforma per una migliore gestione.

Poiché il settore agricolo si sta aprendo la strada verso l’automazione, le aziende agricole hanno una grande opportunità di adattare la tecnologia IoT alle proprie esigenze. Scegliere un fornitore di software IoT affidabile è il primo passo di questo entusiasmante viaggio.

In che modo l’agricoltura implementa l’IoT?

Dopo aver già appreso il ruolo dell’IoT in agricoltura, la domanda successiva probabilmente è: “In che modo l’agricoltura implementa l’IoT?”

Questo settore utilizza vari dispositivi, sensori e tecnologie connessi per raccogliere dati in tempo reale. Diamo uno sguardo più da vicino a ciascuno di essi.

Sensori IoT

I sensori IoT sono al centro dell’agricoltura intelligente. Misurano parametri come le condizioni ambientali, il rischio di infezioni o infestazioni di parassiti o il livello di maturazione e trasferiscono i dati allo smartphone o al computer dell’agricoltore. Con l’agricoltura intelligente che utilizza l’IoT, l’agricoltore può adattare la routine di cura della pianta per ottenere maggiori raccolti durante la stagione del raccolto.

Robotica

La robotica aiuta ad automatizzare attività ripetitive come la raccolta e lo smistamento dei raccolti. Inoltre, aiuta nel rilevamento delle erbe infestanti. I sistemi robotici sono anche responsabili dell’irrigazione intelligente, consentendo agli agricoltori di mantenere una routine di idratazione regolare. Tutto ciò porta ad una maggiore quantità di produzione con una minore necessità di coinvolgimento umano.

Rilevamento remoto

Il telerilevamento aiuta gli agricoltori a monitorare le condizioni dei raccolti con l’aiuto di foto scattate dal satellite. Ciò è molto prezioso per i coltivatori su larga scala che hanno bisogno di tenere d’occhio un vasto territorio.

Droni

I droni svolgono una funzione simile al telerilevamento ma forniscono un’immagine più ravvicinata. Gli agricoltori utilizzano i droni per monitorare le condizioni dei raccolti, rilevare il livello di maturazione e prevenire la diffusione di parassiti o malattie.

Immagini computerizzate

Grazie all’imaging computerizzato, gli agricoltori si avvicinano sempre di più a una produzione prevedibile. L’imaging computerizzato consente loro di monitorare i campi in tempo reale con droni che forniscono un’immagine chiara delle condizioni dei raccolti. Di conseguenza, gli agricoltori possono calcolare un tempo di raccolta e una quantità di resa approssimativi.

Applicazioni IoT in agricoltura

L’adozione dell’Internet delle cose in agricoltura ha reso possibile l’agricoltura intelligente. Quando si parla di agricoltura intelligente si intende l’utilizzo di sistemi IoT progettati per tracciare le colture con l’ausilio di sensori. Gli agricoltori utilizzano diversi tipi di applicazioni IoT in agricoltura. Diamo uno sguardo più da vicino.

  • L’agricoltura di precisione aiuta gli agricoltori a regolare le condizioni di crescita delle colture in base alle informazioni trasmesse dai sensori.
  • La gestione delle attrezzature consente agli agricoltori su larga scala di tenere traccia della posizione delle macchine.
  • Il monitoraggio del bestiame aiuta a tenere d’occhio il benessere e la salute del bestiame.
  • La gestione dello stoccaggio aiuta a regolare la temperatura e l’umidità necessarie per un prodotto specifico.

Le sfide legate all’implementazione dell’IoT in agricoltura

L’adozione dell’Internet delle cose per l’agricoltura sembra promettente, tuttavia questo settore deve affrontare alcune sfide, proprio come qualsiasi altro settore. Per esempio:

  • Una scarsa connessione internet negli allevamenti ostacola il corretto funzionamento dei dispositivi.
  • Gli elevati costi dell’hardware rendono l’adozione dell’IoT costosa per i piccoli agricoltori.
  • Grandi volumi di elaborazione dati rendono i dispositivi più vulnerabili agli attacchi degli hacker.

Conclusione

L’integrazione dell’IoT in agricoltura ha portato il settore a un nuovo livello di produttività. Con l’aiuto dell’agricoltura intelligente, i produttori utilizzano attivamente sensori IoT, robotica, droni e immagini computerizzate per monitorare raccolti e bestiame. Di conseguenza, gli agricoltori possono ottenere i massimi benefici spendendo risorse minime.

Naturalmente, ci sono alcune sfide legate all’adozione dell’IoT per l’agricoltura. Le aziende agricole sono spesso situate in aree remote, che non possono garantire una corretta connessione Internet. Inoltre, non tutti i produttori possono permettersi dispositivi IoT intelligenti a causa dell’hardware costoso.

Nonostante le sfide, l’IoT ha consentito a molte aziende agricole di espandersi e ottenere risultati aziendali eccezionali.



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