30. avg. 2007

Genom parazita vključen v genom gostitelja

Wolbachia je rod bakterij, ki živijo kot paraziti znotraj nevretenčarskih celic. Najpogosteje se naselijo v spolnih organih žuželk in rakov in prehajajo iz generacije v generacijo gostiteljev. Njihovo prisotnost je mogoče dokazati s citološkimi in imunološkimi tehnikami, pa tudi z genetskimi. Tu pa nastopi problem, ki so se ga znanstveniki zavedli šele zdaj: ugotovili so, da gostiteljski genom lahko vključuje velike dele parazitove DNA, morda celo celoten parazitski genom. O zanimivem odkritju, ki bo objavljeno v reviji Science, poroča EurekAlert.

V genomu vinske mušice Dropsohila ananassae so namreč v 2. kromosomu našli kopije praktično vseh genov parazitske volbahije in ugotovili, da se vsaj nekateri geni prepisujejo tudi pri tistih vinskih mušicah, ki sploh niso okužene s paraziti.

Raziskovalci menijo, da so volbahije paraziti v 70 % vseh nevretenčarjev na planetu, kar je skoraj nepredstavljivo in še najbolj podobno dogajanju iz zgodnje evolucije evkariontov - 'vselitvi' (bodočih) mitohondrijev, ki so postopno velike dele svojega genoma preselili v jedrno DNA.

Po drugi strani dokazana prisotnost bakterijskih genov v genomu vinske mušice pomeni, da je morda treba ponovno kritično pregledati rezultate dosedanjih genomskih analiz. Doslej so namreč pri določanju genomskih zaporedij višjih evkariontov prisotnost bakterijskih zaporedij vedno obravnavali kot kontaminacijo iz procesa izolacije genomske DNA (bakterije bi lahko bile na površini celic, iz katerih izolirajo jedrno DNA) in je niso upoštevali. Predvsem pri členonožcih pa bi bilo treba natančno pregledati, ali morda ne vsebujejo genov volbahije ali kakšnih drugih bakterij, ki bi se lahko v genom preselili v procesu evolucije.

27. avg. 2007

Genom vinske trte

Francosko-italijanski javni konzorcij za karakterizacijo genoma vinske trte bo v reviji Nature objavil rezultate svojega dosedanjega dela in predstavil delovno verzijo trtinega genoma. Analizirali so navidezno homozigotno sorto modrega pinota s hitro metodo na celotnem genomu (whole genome shotgun). Gre za drugi genom lesnate rastline in prvo sadno vrsto, ki so ji določili genom. Trtin genom obsega 487 milijonov baznih parov in zapisuje za okoli 30.000 proteinov, to je manj kot so ugotovili za genom riža (37.000) in topola (45.000).

Za raziskovalce je posebej zanimivo, da bi lahko nekatere organoleptične in biokemijske lastnosti vin pravzaprav določili na ravni genoma, saj so vinorodne sorte v procesu selekcije pridobile dodatne kopije nekaterih genov. Enako velja za gene, katerih produkti sodelujejo v biosintezni poti resveratrola, fitoaleksina, za katerega menijo, da je odgovoren za pozitivne lastnosti, povezane z uživanjem rdečega vina. Prav tako je pomembno, da lahko s primerjavo genomov sort ali sorodnih vrst, ki so odporne proti nekaterim boleznim, določijo gene, ki bi jih morda bilo mogoče prenesti v občutljive sorte vinske trte.

V nadaljevanju bodo natančneje določili genom enega od sevov kvasovke, ki jo uporabljajo za vretje mošta, verjetno pa tudi genome patogenov, ki napadajo trto.

O objavi trtinega genoma sta poročala npr. Reuters in TechnologyReview (MIT), članek pa je izšel kot predčasna objava v reviji Nature (ki je včeraj tudi objavila novico na svojih spletnih straneh).

9. avg. 2007

Razen oksidativnega tudi reduktivni stres

V jutrišnji številki revije Cell bo izšel članek, iz katerega je mogoče sklepati, da je naravnanost ljudi v boj proti oksidantom v telesu morda nesmiselna. Z uživanjem antioksidantov (na primer vitaminov A in C) se borimo proti prostim radikalom in oksidativnemu stresu, vendar s tem organizmu ne delamo kakšne posebne usluge. Bolj kot odsotnost oksidantov je namreč pomembno ravnotežje med oksidanti in reducenti v telesu.

Mnogi celični procesi, povezani z nastajanjem in porabljanjem energije, temeljijo na biokemijskih pretvorbah molekul, med katerimi so reducenti zelo pomembni. Reducenti (antioksidanti) so snovi, ki zlahka oddajo elektron (in se ob tem oksidirajo), tega pa sprejme oksidant (in se ob tem reducira). Pri oksidativnem stresu pride v telesu do pomanjkanja reducentov, kar vemo, da lahko privede do razvoja različnih bolezni. Tokrat pa so (prvič pri sesalcih) ugotovili, da tudi visoka koncentracija antioksidantov lahko pripelje do okvar srčne mišice.

Raziskave so izvedli na miših z mutacijo v genu za alfa kristalin, ki je povzročila razvoj mišičnih okvar zaradi nabiranja proteinskih skupkov v mišicah, predvsem v srčni. Odkrili so, da so simptomi enaki kot pri ljudeh, ki imajo enako mutacijo: povečano srce, njegovo postopno čedalje šibkejše delovanje in predčasna smrt. Analiza srčnih mišic je pokazala, da je bila mišica v reduktivnem stresu, čeprav so na začetku raziskave pravzaprav pričakovali, da bodo našli stanje oksidativnega stresa. Vendar pa so ugotovili, da stresno stanje (zaradi proteinskih skupkov) najprej povzroči nastajanje reaktivnih kisikovih zvrsti, te pa telo poskuša nevtralizirati s tem, da v obolelo tkivo pritegne antioksidante, predvsem reducirani glutation. Stanje postopno uide nadzoru in glutationa se nabere toliko, da srčna mišica doživi reduktivni stres.

Ko so podobne analize izvedli na miših z nižjo ravnjo antioksidantnega encima glukoza-6-fosfat-dehidrogenaze (G6PD), so ugotovili, da se simptomi, značilni za bolezen, kljub mutaciji niso razvili. To pa pomeni, da bi lahko bolezen, ki jo povzročajo proteinski agregati v mišicah in za katero natančnega razvoja bolezni še ne razumemo v celoti, lahko zdravili s snovmi, ki delujejo zaviralno na G6PD. Morda je podoben mehanizem tudi v ozadju razvoja drugih bolezni, ki so posledica nastajanja proteinskih agregatov, teh pa poznamo veliko. Med bolj znanimi sta Alzheimerjeva in Huntingtonova bolezen.

Novico povzemam po sporočilu Cell Press na portalu EurekAlert.

5. avg. 2007

Ko bi Hwang Woo-Suk vedel...

Hwang Woo-Suk je korejski raziskovalec, ki je zaslovel leta 2004 s kloniranjem človeških celic, a se je kasneje izkazalo, da so bili rezultati potvorjeni. 'Primer Hwang' je konec leta 2005 prišel na naslovnice časopisov in med vodilne novice elektronskih medijev. Ko le že kazalo, da bo Hwang skupaj z rezultati počasi potonil v pozabo, pa so raziskovalci natančno analizirali genom celičnih linij, za katere je Hwang trdil, da jih je dobil s postopkom jedrnega prenosa. Rezultate so objavili v četrtek kot predhodno objavo (tudi kot PDF) na spletni strani revije Cell - Stem Cell (izhajati je začela letos, tako da je doslej izšla šele ena številka, a bo glede na ugled revije Cell in aktualnost področja, skoraj zagotovo obstala). Novico sicer povzemam po sporočilu za javnost Bostonske otroške bolnišnice, vrhunske raziskovalne in zdravstvene ustanove (z več kot 500 raziskovalci in s 347 bolniškimi posteljami).

Raziskave so pokazale, da so celične linije, ki izhajajo iz laboratorija dr. Hwanga, v resnici diploidni kloni jajčnih celic! Celična linija je torej nastala v procesu partenogeneze, za katero je doslej veljalo, da pri človeku ne more privesti do več kot parceličnega stadija. Da celica postane diploidna, se morajo kromosomi jajčne celice podvojiti in tako nastane v osnovi homozigotna celica (kromosoma sta si enaka). Šele zelo natančna analiza je pokazala, da pri podvojitvi prihaja do nekaterih zamenjav delov, ki se pojavljajo predvsem na koncih kromosomov, kjer so našli heterozigotne regije.

Z razjasnitvijo narave Hwangovih celičnih linij, ki so torej partenogenetske linije, je znanost dobila novo močno orodje za pripravo embrionalnih izvornih celic. Doslej so partenogenezo inducirali kvečjemu pri miših, pri ljudeh pa ni kazalo, da bodo poskusi kmalu uspešni. Če bi Hwang vedel, da je kot prvi pripravil partenogenetsko človeško celično linijo, to verjetno ne bi bil nič manjši uspeh kot je (oziroma ni) bila celična linija dobljena z jedrnim prenosom.

Avtorji članka trdijo, da je zaradi ponarejenih rezultatov kloniranje človeških celic po letu 2006 nekoliko zastalo, kar se gotovo ne bi zgodilo, če bi bili že takrat znani rezultati analiz korejskih celic, ki bodo objavljeni letos.

Intervju z vodilnim avtorjem članka, Georgom Dahleyem, si lahko ogledate v več krajših videih na strani Bostonske otroške bolnišnice.

1. avg. 2007

Zebrica in zdravljenje slepote

Ko so raziskovali vid pri zebricah, so znanstveniki opazili, da imajo te ribe nenavadno sposobnost, da lahko regenerirajo poškodovano mrežnico. Medtem, ko pri človeku poškodbe mrežnice povzročijo slepoto, pri zebricah pride do razvoja novih celic, ki so sposobne zaznavati svetlobo. Senzorji za svetlobo v očesu so v resnici posebej prilagojene živčne celice, za te pa vsaj pri človeku vemo, da se praktično ne delijo in da ne nastajajo nove. Ameriški raziskovalci pa so sedaj v očeh odkrili izvorne celice, ki so se sposobne razviti v senzorske celice za svetlobo in to tako pri ribah kot tudi pri človeku. Te bi lahko služile za zdravljenje različnih oblik slepote. Izhodišče predstavljajo Müllerjeve glia-celice, ki so jih uspeli diferencirati v vse različne tipe živčnih celic v mrežnici, preprosto pa jih je tudi gojiti v laboratoriju.

Prve poskuse so opravili na podganah z okvarjeno mrežnico, ki so jim vbrizgali v laboratoriju gojene lastne celice. Ugotovili so, da so se celice umestile v mrežnico in prevzele lastnosti okoliških nevronov. Predvidevajo, da bi v petih letih uspeli na podoben način izvesti zdravljenje tudi s človeškimi celicami. Računajo celo, da bi imeli izvorne celice (v resnici bi bilo bolj prav govoriti o prekurzorskih celicah) različnih tipov kar na zalogi in bi se odločili za prave celice na osnovi genotipiziranja. Na enak način bi sicer lahko popravljali okvarjeno mrežnico tudi s celicami, ki bi izhajale iz embrionalnih izvornih celic.

Novico povzemam po Reutersu, članek z rezultati pa bo izšel v avgustovski številki revije Stem Cells in bo imel naslov "Celice MIO-M1 in celične linije njim podobnih Müllerjevih glia-celic, ki izhajajo iz mrežnic odraslih ljudi, imajo značilnosti živčnih izvornih celic".