20. dec. 2010

Biologija 2010 - 2060

Pet dni nazaj se je v Philadelphiji končalo 50. letno srečanje Ameriškega društva za celično biologijo. To društvo ima okrog 10.000 članov, njihovi kongresi pa imajo več kot 100 sekcij in okrog 3500 postrskih predstavitev.

Ob okrogli obletnici društva so med udeleženci kongresa izvedli anketo, s katero so poskušali zbrati mnenja glede razvoja biologije v naslednjem polstoletnem obdobju. Udeleženci so lahko na plakat napisali, kaj naj bi v naslednjih desetletjih odkrili na širšem področju biologije. Najzanimivejše podatke povzemam po spletni strani revije The Scientist.

2010 - 2019
* epigenetska zdravila proti raku
* ugotovitev vloge 'odvečne' DNA
* varno doziranje interferenčne RNA

2020 - 2029
* cepivo proti virusu HIV
* biološki umetni organi
* razkritje načel zvijanja proteinov
* prvi kloniran človek
* zdravilo, ki bi nadomestilo spanje

2030 - 2049
* regeneracija organov
* biogorivo iz alg za pogon avtomobilov
* protivirusno zdravilo za prehlad
* prilagoditve rastlin na ekstremne razmere - konec lakote v svetu
* regeneracija okončin po amputacijah
* tovarne človeške krvi

2050 - 2060
* razjasnitev mehanizma spomina
* ustvaritev umetnega življenja v laboratoriju
* sposobnost modeliranja in napovedovanja človekovega vedenja
* miniaturizacija računalnika za vgradnjo v možgane

Verjetno bi anketa imela večjo težo, če bi jo izvedli na drugačen način in na večjem vzorcu znanstvenikov. Škoda, ker tega niso naredili... sicer pa bo priložnosti še precej.

(vir: The Scientist)

6. dec. 2010

Bakterije in arzen: tako zelo nenavadno?

Ko je NASA prejšnji teden na novinarski konferenci sporočila, da so njeni raziskovalci odkrili bakterijo, ki namesto fosforja uporablja arzen, je bilo mogoče slišati in brati zelo različne interpretacije tega, kaj pomeni vgrajevanje sicer strupenega arzena v organizme.

Oglejmo si najprej, kaj so raziskovalci v resnici odkrili.

Analizirali so mikroorganizme iz blatnih bregov kalifornijskega jezera Mono. Jezero v osrčju gorovja Sierra Nevada nima odvodnjavanja, pritoke, ki so ga napajali, pa so leta 1941 preusmerili proti jugu, da so vodo uporabili za preskrbo rastočega Los Angelesa. Takrat je jezerska gladina začela upadati, slanost pa je narasla. Hkrati je jezero zelo alkalno (pH 10), zato v njem preživijo samo tem pogojem prilagojeni organizmi. Najopaznejši so rakci (poleti jih je v jezeru baje okrog 5 trilijonov), ki se prehranjujejo s planktonskimi algami, z rakci pa se hranijo velike jate ptic.

Raziskovalka Felisa Wolfe-Simon, geomikrobiologinja pri Nasi (pred tem na Harvardu) in Geološki upravi, že dalj časa preučuje bakterije v jezerskem blatu, za raziskave pa se zanima tudi Nasa, saj zaradi nenavadnih življenjskih pogojev sklepajo, da bi lahko podobni organizmi živeli tudi kje drugje v vesolju, kjer bi znali biti podobni pogoji. Med drugim je v jezerski vodi in v jezerski usedlini in blatu izredno povečana koncentracija arzena. V jezeru naj bi koncentracija (200 mikroM) za 700-krat presegala mejno koncentracijo, ki jo je določila ameriška agencija za zaščito okolja (EPA).

Že od leta 2008 so vedeli, da nekateri mikrobi iz jezerskih usedlin lahko porabljajo arzen za zagotavljanje kemijske energije (na podoben način nekateri drugi mikrobi na primer porabljajo žveplove spojine). Glede na okolje, v katerem živijo nekateri mikrobi, so sklepali, da morajo imeti poseben tip zalog fosforja ali pa so sposobni vgrajevati arzen v svoje biološke molekule (Astrobiology, 2009).

Arzen in fosfor se razlikujeta po velikosti atomov in po reaktivnosti. Arzen je večji in zelo reaktiven, saj lahko blokira skupine -SH (sulfhidrilne) v številnih proteinih in jih s tem inaktivira. Zato je tudi tako strupen. Po drugi strani ima še nekatere dodatne učinke na človeške celice, ne pa nujno tudi na mikrobne. Če naj bi mikrobi bili odporni proti arzenu, potem morajo imeti eno ali več od naslednjih prilagoditev: način preprečevanja vstopa arzena, sistem za izločanje arzena, vezava in inaktivacija arzena znotraj celice,... ali pa sistem za uporabo arzena za biološke molekule. Ta možnost se je zdela še najbolj neverjetna, saj organizmov, ki bi bili tega sposobni, doslej še nismo poznali.

Čeprav sta arzen in fosfor kemijsko gledano različna, pa sta vendarle do neke mere tudi podobna in nekateri manj natančni proteini bi lahko namesto fosforja vezali nase tudi arzen, čeprav verjetno manj učinkovito. Tako bi teoretično tudi v energetsko bogati molekuli ATP (adenozintrifosfata) lahko eno ali več fosfatnih skupin zamenjala arzenatna skupina. Vprašanje pa je, ali bi se ob odcepu arzenata sprostilo enako energije kot ob odcepu fosfata oziroma ali bi reakcije, ki so sklopljene s hidrolizo take arzenirane molekule, res potekle enako kot z ATP v reakciji.

Da bi ugotovili, kakšna je usoda arzena v mikrobih iz jezera Mono, so vzeli več vzorcev jezerskih usedlin, v katerih je bilo veliko različnih mikroorganizmov. Prenesli so jih v laboratorij in jih gojili v umetnih pogojih, tako da so jim postopno odvzemali fosfor, arzena pa ne. Bakterijo, ki se je najbolje prilagodila na nove razmere, so poimenovali GFAJ-1, niso pa je uvrstili v nobenega od znanih rodov. Ugotovili so, da arzen ostaja v celici in da je vezan na makromolekulske strukture. Sklepajo, da se je vgradil v DNA, RNA, proteine in metabolite (npr. ATP), a direktnega dokaza za to niso predstavili. Dokaz bi bila določitev prostorske zgradbe teh molekul, v katerih bi resnično opazili vezan arzen, ne pa fosforja.

Nekateri raziskovalci menijo, da poskusi, ki so jih opravili, ne dokazujejo, da bakterija GFAJ-1 res uporablja samo arzen in ne fosforja, saj so kemikalije, ki so jih uporabili za pripravo gojišč, vsebovale fosfor kot nečistočo, zato naj bi v gojiščih, ki so jih imeli za brezfosforna, bila koncentracija tega elementa mikromolarna. Res pa je, da je bila koncentracija arzena v poskusu zelo visoka, saj so jo postopno dvigali do 40 mM. Ko so analizirali vsebnost arzena in fosforja v celicah, so ugotovili, da so bakterije vsebovale 10x več arzena kot fosforja in fosforja je bilo 30-krat manj kot v bakterijah, ki so rasle v normalnih pogojih (torej brez povišanja koncentracije arzena).

Nekaj dvomov sproža tudi opažanje, da imajo bakterije v arzenskem gojišču za polovico večji volumen, kar gre na račun vakuol v citoplazmi. Vprašanje je, kaj vsebujejo vakuole. Lahko bi bile sestavljene iz arzena, ki bi bil tam inaktiviran. Vendarle pa so dokazali, da se arzen veže tudi na makromolekule. Dobra desetina vsega je bila vezana na nukleinske kisline - to so ugotovili z radioaktivno označenim arzenom in obarjanjem nukleinskih kislin.

Kaj v resnici pomeni odkritje sposobnosti bakterij, da morda uporabljajo arzen za sestavljanje koristnih molekul, je v tem trenutku težko reči. Najbolj navdušeni opazovalci razmišljajo, da bi podobni organizmi morda živeli v bližini podvodnih vrelcev, kjer se je morda začelo življenje na Zemlji. Drugi menijo, da zdaj lahko upravičeno iščemo življenje na vesoljskih telesih, kjer je vsebnost fosforja nizka, arzena pa visoka.

Mislim, da se bo juha pojedla bolj hladna, kot je sprva kazalo. Raziskava zahteva biokemijsko nadaljevanje z neizpodbitnim dokazom, da je arzen res vezan v strukturo življenjsko pomembnih molekul, in če je to res, potem je treba ugotoviti, kako se veže, kateri encimi to omogočajo in zakaj. Bakterije so znane po tem, da so se sposobne hitro prilagajati na nove razmere v okolju in v poskusih GFAJ-1 ni bila edina bakterija, ki je preživela, je pa res najhitrje rasla - treba bi bilo pogledati, ali tudi ostale bakterije preživijo zaradi podobnih prilagoditev, ali ne.

Preden bomo našli nove oblike življenja na oddaljenih planetih in lunah, bo treba narediti še veliko biokemijskih in molekularnobioloških raziskav na mikrobih z dobre stare Zemlje. In časa je še dovolj...

25. nov. 2010

Predstavitev zmagovalnega projekta

Študentska ekipa, ki je letos zmagala na tekmovanju iz sintezne biologije, bo svoj raziskovalni projekt predstavila v sredo, 1. decembra ob 18. uri v veliki predavalnici Kemijskega inštituta (Hajdrihova 19, Ljubljana).

21. nov. 2010

Sintezna biologija zanima agencijo NASA

V reviji Science je v petek izšel oglas, s katerim ameriška vesoljska agencija NASA objavlja dve prosti delovni mesti za sintezna biologa z najmanj dokončanim doktoratom. Čeprav bo zaposlitev v Nasinem Amesovem raziskovalnem centru, ki raziskuje na širšem področju biotehnologije in astronavtike, bodo raziskave res usmerjene v vesoljsko biologijo.

Amesov raziskovalni center v kalifornijski Silicijevi dolini ima 2300 raziskovalcev in letni proračun 600 milijonov dolarjev (za primerjavo: V Sloveniji je bilo lani po podatkih Statističnega urada za raziskovalno-razvojno dejavnost porabljenih približno 940 milijonov dolarjev za 10.000 raziskovalcev). Pred kratkim so tam ustanovili interdisciplinarni Inovacijski laboratorij za sintezno biologijo. Cilj tega laboratorija je razvijati orodja in pristope za raziskave in uporabo na mednarodni vesoljski postaji in manjših satelitih. Prijavi za razpisani delovni mesti je treba priložiti na eni strani opisana dva možna raziskovalna projekta, ki bi ju izvajala NASA, enega nizkorizičnega in enega visokorizičnega. Sintezna biologija bi se tu lahko navezovala na biomateriale, biosenzorje, naseljevanje vesolja, življenje v zaprtih sistemih, proizvodnjo hrane in goriv, visokovredne kemikalije, biorudarjenje, izrabo in situ dostopnih virov (ISRU), pa tudi recikliranje zraka in vode ter ravnanje z vesoljskimi odpadki.

Torej, sintezna biologija gre v vesolje (čeprav bodo sintezni biologi še nekaj časa ostali na trdnih tleh)!

18. nov. 2010

Prihodnost tekmovanja iGEM

November bi lahko postal mesec sintezne biologije... vsaj v Sloveniji. Zato sem se odločil, da predstavim prihodnost študentskega tekmovanja iGEM, kakor si ga zamišljajo organizatorji.

Letošnje tekmovanje naj bi bilo zadnje z enostopenjsko izvedbo. S 130 prijavljenimi ekipami in skupaj 1300 udeleženci srečanja na univerzi MIT so organizatorji dosegli zgornjo mejo, nad katero organizacija v enaki obliki kot vsa leta doslej ni več mogoča. Organizatorji so predvideli, da bo število ekip naslednje leto 165, pri povprečno 10 članih ekipe, ki pridejo na zaključno srečanje, pa to pomeni, da v okviru univerze ni več dvorane, ki bi sprejela vse za finalne predstavitve in razglasitev zmagovalcev. Ker menijo, da bo letna rast 25-odstotna, bi na srečanju leta 2015 sodelovalo že 400 ekip ali 4000 udeležencev.

Da bi zaključno srečanje še vedno lahko potekalo v Cambridgeu v ZDA, so organizatorji predlagali, da bi bilo to namenjeno samo najboljšim ekipam, zato bi uvedli regionalna srečanja, kjer bi opravili predizbor. Predvidevajo, da bi bilo posebno srečanje za azijske in avstralske, posebno za evropske in tretje za ameriške ekipe, pri čemer bi vsako od teh gostilo med 50 in 75 ekip oziroma med 500 in 750 člani ekip. Pogoj za organizatorje je, da imajo dvorano za zaključno razglasitev ter dovolj predavalnic za izvedbo predstavitev, pri čemer bi morale te imeti okrog 100 sedežev. Ob tem je treba tudi zagotoviti dovolj namestitvenih mest, prostore za postrske predstavitve, za pogostitev v odmorih in podobno. Najti bo treba tudi komeptentne sodnike, ki bodo izbrali najboljše ekipe za udeležbo na zaključnem srečanju.

Univerze, ki želijo kandidirati za izvedbo področnih srečanj, se morajo prijaviti do 1. decembra, izbor pa bo znan konec januarja. Področna srečanja bodo potekala v oktobru, zaključno srečanje pa novembra ali morda šele februarja naslednje leto, saj bi številni udeleženci finalnega srečanja potrebovali ameriške vize, teh pa ne bi mogli dobiti prej kot v treh mesecih.

Organizatorji so tudi odločeni, da vzpostavijo podružnici v Evropi in Aziji. Ta namen so izrazili že pred leti in vsaj v Evropi je bil interes precej velik, predvsem pri Angležih in Francozih. Namen vzpostavitve podružnic je večja angažiranost pri promociji sintezne biologije, izobraževanju in organizaciji znanstvenih srečanj.

8. nov. 2010

Naši spet zmagali na iGEM-u !

Na letošnjem tekmovanju študentskih raziskovalnih skupin iz sintezne biologije je (ponovno) zmagala slovenska ekipa, sporočajo organizatorji preko Tweeeterja! Drugo mesto je osvojile ekipa Pekinga, tretjo pa Bristol. Ostali finalisti so bili Cambridge, TU Delft in Imperial College London in teh šest ekip se je danes predstavilo v veliki dvorani vsem udeležencem srečanja. Prva je bila na vrsti Slovenija s svojim projektom, ki sem ga na kratko opisal par dni nazaj. Sledila je predstavitev ekipe Pekinga, ki je razvila sistem za bioremediacijo težkih kovin. Cambridge je razvil luminiscentne bakterije, ki naj bi nadomestile razsvetljavo. Delft je pripravil sistem za pretvorbo ogljikovodikov v vodnem okolju, Bristol pa senzorje za nitrate. Na koncu se je predstavil Imperial College s sistemom za zaznavanje parazitov.

Ekipa sodnikov je razglasila dobitnike nagrad po kategorijah in splošne nagrade. V kategoriji Energija/hrana je zmagal Bristol, Peking je dobil nagrado v kategoriji Okolje, za področje Medicina/zdravje si nagrado delita Washington in Freiburg, za Informatiko Basel in Tokyo, v kategoriji Proizvodnja je zmagal MIT, v kategoriji Novi načini uporabe pa Slovenija. Posebne nagrade so podelili za temeljne raziskave (Pariz), za softwarska orodja USTC s Kitajske, v medsebojnem ocenjevanju med ekipami pa so podelili pet nagrad (Cambridge, Imperial College, MIT, Lausanne, Slovenija). Za najboljše konstrukte (biokocke) so nagradili Minessoto (naravni viri) in Slovenijo (načrtovani konstrukti), za najbolje opravljeno meritev univerzo Duke, za najboljši model Edinburgh, za najboljšo predstavitev na wikiju Imperial College in Cambridge, za najboljšo predstavitev na srečanju Delft, za najboljši poster Kyoto, podelili pa so še nagrado za ravnanje s človeškimi viri (human practice advance; Cambridge) in dve nagradi za biološko varnosti (SDU Danska in VT-ENSIMAG).

Vsekakor gre (po lanski smoli s sodniki) za ponoven dokaz, da se pri nas ob dobrem mentorskem delu in motiviranosti študentov da priti do vrhunskih rezultatov v svetovnem merilu.

4. nov. 2010

Vikend za iGEM2010

Ta konec tedna bo na univerzi MIT potekalo srečanje študentskih raziskovalnih skupin s področja sintezne biologije. Predstavilo se bo 118 ekip z vsega sveta v 5 vzporednih sekcijah. Slovenska ekipa je na vrsti v soboto ob 14. uri po vzhodnoameriškem času. Predstavitve bodo potekale vso soboto in nedeljo, finale z razglasitvijo najboljših ekip pa sledi v ponedeljek.

Kratki povzetki dosežkov vseh ekip so verjetno najboljši način za seznanitev s področji, ki so jih skupine obravnavale. Ekipe so se morale same odločiti, v kateri kategoriji bodo tekmovale, izbirale pa so lahko med naslednjimi kategorijami znotraj širokega področja sintezne biologije: zdravje/medicina, hrana/energija, okolje, procesiranje informacij, proizvodnja, software, temeljne raziskave, novi načini uporabe.

Ekipa, ki je svojo raziskavo opravila na Kemijskem inštitutu, je razvila nov način uravnavanja večstopenjskih biokemijskih reakcij na konkretnem primeru proizvodnje barvila violaceina. Metoda, ki jo predstavljajo na wikiju, temelji na DNA-vezavnih proteinih - cinkovih prstih, ki prepoznajo točno določena sintetična zaporedja 9 nukleotidov. Pri tem DNA deluje kot organizator encimov, ki sodelujejo v biosintezni poti in je torej nosilka informacije v drugačnem smislu, kot to poznamo pri prenosu genetske informacije DNA -> RNA -> protein. Za svoj projekt so pripravili kar 151 novih konstruktov na ravni DNA in jih deponirali v Registru bioloških delov, kar je (ponovno) izredno veliko, saj številne ekipe projekt izvedejo pretežno na osnovi konstruktov drugih skupin in le z nekaterimi prilagoditvami.

Patentiranje genov: za in proti

V Evropi velja splošno načelo, da ni mogoče patentirati stvari, ki so dane v naravi. Tako na primer ni mogoče patentirati organizmov (recimo človeške ribice), naravnih proteinov (na primer hemoglobina), niti zaporedij DNA, ki so prisotne v naravi. V Severni Ameriki je situacija drugačna: tam je bilo mogoče patentirati katerokoli zaporedje DNA, če ste ob tem povedali, čemu bi to zaporedje (ali produkt tega zaporedja) lahko služilo. Po tem, ko je več desetletij veljala takšna praksa, je prejšnji petek pravosodno ministrstvo ZDA izdalo mnenje, da genov ni mogoče patentirati, saj so delo narave.

Odločitev je polarizirala strokovnjake, saj so predstavniki biotehnoloških podjetij bili ogorčeni nad takim mnenjem, saj naj bi to zmanjšalo konkurenčnost ZDA na tem področju. Po drugi strani pa so številni raziskovalci s sklepom zadovoljni, saj menijo, da bo to pospešilo razvoj novih zdravil.

Novo stališče ameriškega pravosodja izhaja iz spodbojne tožbe iz marca tega leta. Šlo je za patent za genetsko testiranje na osnovi človeških genov BRCA1 in BRCA2, ki sta povezana s tveganjem za razvoj raka dojke in jajčnikov. Nekatere patentne zahtevke so namreč izpodbijali s tožbo pred newyorškim sodiščem, ki je odločilo, da sedem patentov ni veljavnih, v veljavi pa je ostalo še 16 patentov, vezanih na ista dva gena. Seveda je lastnik spodbijanih patentov, diagnostično podjetje Myriad Genetics, se je seveda pritožilo na zvezno prizivno sodišče, ki pa je večinoma potrdilo prvotno odločitev.

Čeprav imajo nekateri novo stališče ameriškega pravosodja za prelomno, pa drugi poudarjajo, da bo večina patentov, vezanih na naravna zaporedja DNA, obstala. Ogroženi so namreč le patenti, ki ščitijo izrabo genskih zaporedij, ne pa tisti, ki ščitijo metode (na primer diagnostične), vezane na naravna nukleotidna zaporedja. Nov veter v ameriški biotehnološki patentni politiki, če gre res za to, zna biti kratkotrajen, saj bodo podjetja poskušala doseči preklic novih stališč. Če nič drugega, bi bilo treba na enak način odločati tudi glede naravnih proteinov in metabolitov, ki so jih doslej prav tako patentirali, tokrat pa glede njih ni bilo govora in torej velja, da je patentiranje možno še naprej - kar pa ni logično. Zanimivo je tudi to, da je Evropski patentni urad že leta 2008 odločil, da morajo evropska podjetja plačevati licenčnino za izrabljanje v ZDA patentiranih genov, čeprav teh v Evropi ne bi bilo mogoče patentirati.

Patenti na posamezne gene so predstavljali veliko (finančno) oviro za razvoj diagnostičnih testov, ki bi vključevali več različnih genov. Podjetje Myriad je tako na primer za testiranje kritičnih mutacij v genih BRCA1 in 2 zaračunavalo po 3000 USD, kar je gotovo zelo visoka cena glede na realne stroške same izvedbe testa, s patentom pa je uspešno preprečevalo konkurenco. To je sicer namen patentov, ni pa v interesu pacientov.

O tokratni odločitvi glede patentiranja genov ta teden med drugimi pišeta Nature in New York Times.

21. okt. 2010

Debeli očetje, bolne hčerke

Ni (še) čas za paniko: kar je zapisano v naslovu, velja za podgane. A ljudje in podgane smo si v marsičem podobni...

V reviji Nature so danes objavili članek, v katerem avstralski znanstveniki poročajo o rezultatih poskusa, v katerem so samci podgan uživali prekomerno mastno hrano (kalorična vrednost je bila 40 % višja od normalne), kar je povzročilo povečano telesno težo, povečan delež maščevja v telesu in znake sladkorne bolezni (diabetesa tipa 2). Te samce so parili s samicami, ki so jim dajali normalno hrano in niso imele bolezenskih znakov. Nato so opazovali zdravstveno stanje samic, ki so se skotile ter ga primerjali z zdravstvenim stanjem kontrolnih podgan, katerih očetje so bili zdravi.

Ugotovili so, da imajo potomke debelih podganjih samcev že zgodaj v življenju okvare v izločanju inzulina, čeprav njihovo maščevje ni bilo povečano v primerjavi s kontrolnimi podganami. Z biočipi so preverili, kateri geni se pri potomkah debelih 'očetov' se izražajo drugače in ugotovili, da so v celicah trebušne slinavke, ki izločajo inzulin. Kar 642 genov je kazalo spremenjeno raven izražanja, geni pa so zapisovali za proteine z različnimi funkcijami. Natančneje so preverili morebitne spremembe gena, ki je kazaj največjo razliko v izražanju. Izkazalo se je, da gen ni mutiran, pač pa je spremenjen njegov vzorec metilacije.

Čeprav je bilo že prej znano, da se okvare 'matere' pri poskusnih živalih v času brejosti lahko prenesejo na potomce, pa ni bilo eksperimentalnih dokazov, da se dedujejo tudi 'očetove' težave. Prav tako je bilo očitno, da težave potomcev niso posledica mutacij, torej sprememb v zaporedju nukleotidov, pač pa gre za različen vzorec metilacije DNA. Govorimo o epigenetskih spremembah v genomu, metilacija pa ni stalna, pač pa se s časom, včasih šele po več generacijah, spremeni in zato ne vpliva več na izražanje genov.

V spremnem članku v reviji Nature razlagajo, da za zdaj še nimamo podatkov o tem, kako se zdravstveno stanje očeta odraža na zdravje moških potomcev. V raziskavah so namreč opazili, da so vplivi na 'hčerke' bolj očitni kot vplivi na 'sinove'. V komentarju tudi opozarjajo, da rezultatov na podganah ni mogoče kar avtomatsko interpretirati, kot da bi enak rezultat dobili tudi pri ljudeh.

Omenjajo pa tudi nekatere pomisleke glede izvedbe raziskave. Ni namreč mogoče povedati, ali je pomembno, da očeti vse življenje jedo mastno hrano ali samo neko krajše obdobje v življenju. V poskusu so namreč samce krmili s posebno hrano od zgodnje mladosti naprej. Sicer pa so bile razlike v uravnavanju glukoze v krvi med poskusno in kontrolno skupino dokaj majhne in bi verjetno morali v raziskavo vključiti več živali. Predvidevam, da so to opazili tudi recenzenti, saj so avtorji članek poslali v objavo že decembra lani, uredništvo pa je objavo odobrilo šele letos septembra, kar kaže na to, da so od avtorjev pred objavo zahtevali dodatne eksperimentalne podatke.

O članku poročajo tudi pri reviji The Scientist. Zapisali so, da je raziskava nakazala, da lahko na primer prehrana ene generacije vpliva na značilnosti dveh naslednjih generacij - tako je vsaj pokazala druga raziskava, ki se je osredotočila na prehrano samic (tudi te so krmili s prekomerno mastno hrano), spremljali pa so dve generaciji potomcev.

Raziskava sicer ni presenetila strokovnjakov, je pa verjetno dokazala, da metilacijski vzorec potomcev ni samo posledica razmer, v katerih je živela mati, pač pa k temu prispeva tudi oče. V nadaljevanju bo treba ugotoviti, kdaj v procesu spermatogeneze pride do ključnih sprememb v vzorcu metilacije in kako daleč v naslednje generacije se ti vzorci lahko prenašajo.

Za natančnejšo razlago, kako metilacija lahko spremeni izražanje genov in kaj preučuje epigenetika, si preberite sestavek Imajo geni spomin? Saše Dolenca na portalu Kvarkadabra in obsežno razlago epigenetike v Wikipediji.

14. okt. 2010

Prvo poskusno zdravljenje z izvornimi celicami

V začetku tega tedna je Reuters objavil novico, da se je v Atlanti, v ameriški zvezni državi Georgia, začel poskus zdravljenja z embrionalnimi izvornimi celicami. Gre za prvi poskus uporabe takih celic za zdravljenje sploh. Pacient, ki ga bodo poskusili pozdraviti, si je pred kratkim poškodoval hrbtenjačo.

Ameriška uprava za hrano in zdravila (FDA) je poskusno zdravljenje, ki ga je prijavilo podjetje Geron, odobrilo, za izvedbo zdravljenja po prijavljenem postopku pa so izbrali sedem ustrezno usposobljenih zdravstvenih ustanov v državi, tako da bo prvemu poskusu sledilo še več drugih in v drugih mestih.

Za zdravljenje bodo uporabili celice, ki izhajajo iz zgodnjih zarodkov, ki so ostali v poskusih umetne oploditve, kar se nekaterim zdi etično sporno. Celice so v laboratoriju obdelali na tak način, da so se sposobne diferencirati v živčne celice in predklinične preiskave so pokazale, da zapletov pri zdravljenju ni pričakovati. Če bi vse potekalo po predstavah raziskovalcev, naj bi se celice, ki bi jih injicirali na mesto poškodbe, tam začele deliti ter se razvijati v živčne celice, ki bi povezale prekinitev hrbtenjačnih živcev. V poskusu bodo uporabili dva milijona celic, na začetku pa bo pacient dobival še nizko dozo zdravila, ki zavira imunski odgovor, da ne bi prišlo do zavračanja injiciranih celic.

Ker gre šele za prvo fazo preizkušanja novega načina zdravljenja, ne gre v prvi vrsti za to, da bi dokončno popravili poškodbo, pač pa predvsem za to, da ugotovijo, ali je uporaba tovrstnih celic na pacientih sploh varna in jih pacienti ustrezno prenašajo. Za poskusno zdravljenje so izbrali pacienta s popolno prekinitvijo hrbtenjačnih živcev v prsnem delu. Nižje od mesta poškodbe pacient ne more upravljati gibov, prekinjeni pa so tudi čutni živci, kar pomeni, da večine telesa pacient ne čuti.

Predhodne raziskave na živalih so pokazale, da zdravljenje z izvornimi celicami ni učinkovito, če gre za zastarane poškodbe (predvidevajo da starejpe kot nekaj mesecev), saj se zaradi vnetne reakcije na mestu poškodbe razvije brazgotina, ki je izvorne celice ne naselijo. Zato so za začetek izbrali pacienta, ki se je poškodoval pred manj kot dvema tednoma.

Verjetno bo FDA kmalu odobrila tudi poskusno zdravljenje, ki ga je prijavilo podjetje Advanced Cell Technologies. Pripravili so celice, ki so se sposobne razviti v celice očesne mrežnice. Na ta način bodo poskusili ozdraviti dedno Stargardtovo bolezen, ki je neozdravljiva napredujoča bolezen in se vedno konča s slepoto.

Na spletni strani podjetja Geron je natančnejša razlaga, kako so je narejen pripravek, ki vsebuje celice, na ogled pa je tudi nekaj videov, ki prikazujejo rezultate na poskusnih miših in postopek priprave celic.


4. okt. 2010

...in nagrado dobi Robert Edwards

Ugibanja in računanja se niso izšla - čeprav je matematika objav in citatov kazala, da bodo Nobelovo nagrado za medicino tudi tudi tokrat podelili molekularnim biologom, bo letošnjo nagrado prejel fiziolog Robert G. Edwards. Danes 85-letni britanski raziskovalec si je nagrado zaslužil s pionirskim delom na področju oploditve v epruveti. Prvi 'otrok iz epruvete' se je rodil leta 1978, torej so ključna odkritja danes stara že precej več kot 30 let.

Za raziskovalca na področju reproduktivne medicine je bila življenjska pot dr. Edwardsa pravzaprav nenavadna, saj je v Walesu diplomiral iz agronomije in nato doktoriral iz genetike živali na Škotskem. Leta 1963 se je zaposlil na Univerzi v Cambridgeu, kjer je nadaljeval svoje predhodne raziskave oploditve človeških jajčnih celic, oocit. Uspešna oploditev v epruveti mu je uspela leta 1968. Potrebno je bilo razviti ustrezna gojišča in postopke gojenja, ki so omogočali oploditev in gojenje zgodnjih zarodkov v epruveti. Ker ni imel ustreznih znanj, je za delo s pacientkami sodeloval z ginekologom Patrickom Steptoejem (1913-1988). Skupaj sta med 1969 in 1986 objavila 31 znanstvenih člankov (po bazi PubMed), med njimi številne v vrhunskih revijah.

In kdo bo dobil nagrado za področje kemije? Počakajmo še dva dni!

22. sep. 2010

Ugibanja o Nobelovih nagradah

Nobelove nagrade postajajo predmet ugibanj in namigovanj - gotovo ne tako zelo kot oskarji, a podobno, le v ožjem krogu. Če je izbiranje nagrajencev bilo dolga desetletja stvar dobro skritih razprav, je zdaj mogoče do neke mere zanesljivo napovedati, kdo bo kmalu 'na vrsti'.

Odkar je objavljanje raziskovalnih rezultatov in citiranje teh objav zelo natančno merjeno, je mogoče za vsakega raziskovalca preveriti, koliko objavlja in kako pogosto ga citirajo. Ustanova, ki je na področju merjenja znanstvenega objavljanja najbolj znana, je Thomson Reuters. Tako so na primer za dosedanje Nobelove nagrajence izračunali, da v primerjavi s povprečnimi raziskovalci objavljajo petkrat več člankov, njihovi članki pa so citirani 20-krat pogosteje od člankov povprečnih raziskovalcev. Če je to okvirno merilo, potem je mogoče bazo podatkov pregledati z ustreznim algoritmom in izluščiti tiste raziskovalce, ki ustrezajo danim kriterijem. Upoštevati je treba tudi to, da pogosto nagrado podelijo več raziskovalcem, ki delajo na istem področju, kar število kandidatov še precej zmanjša.

Za področje fiziologije oziroma medicine bodo razglasili Nobelovega nagrajenca (ali nagrajence) že naslednji ponedeljek, 4. oktobra. Najresnejša kandidata sta po mnenju Thomsonovih strokovnjakov Douglas Coleman in Jeffrey Friedman, ki sta odkrila proteinski hormon leptin. Medtem, ko je Coleman odkril učinke leptina že v petdeteih letih prejšnjega stoletja, je hormon v resnici na ravni DNA odkril Friedman šele leta 1994. Leptin sodeluje pri uravnavanju apetita in tako vpliva na prekomerno telesno težo. Pred kratkim sta ta dva raziskovalca prejela prestižno Laskerjevo nagrado in v preteklosti se je že večkrat zgodilo, da so Laskerjevi nagrajenci dobili tudi Nobelovo nagrado. Lani sta ta dva raziskovalca dobila tudi Shawovo nagrado.

Za današnje raziskave je morda še pomembnejše od odkritja leptina (ki pri človeku nima enako pomembne vloge, kot so jo odkrili pri glodalcih) odkritje izvornih celic. Te sta v kostnem mozgu pred skoraj 50 leti odkrila Ernest McCulloch in James Till. Nagrado pa bi hkrati z njima lahko dobil tudi Shinya Yamanaka, ki je pred 4 leti razvil postopek priprave induciranih pluripotentnih celic.

Med kandidati za Nobelovo nagrado je tudi Ralph Steinman, drugi najpogosteje citirani avtor na področju imunologije, ki je sodeloval pri odkritju dendritičnih celic. Te so v koži in nekaterih sluznicah zelo pomembne kot prva obramba pred določenimi skupinami mikrobov.

Ugibanja za Nobelovo nagrado za kemijo (nagrajenca bodo razglasili 6. oktobra) gredo v smeri DNA - morda jo bo dobil Patrick Brown za razvoj mikromrežne analize obsežnih vzorcev DNA, ali pa Stephen Lippard za odkritje in razvoj protitumorskih učinkovin na osnovi platine, ki delujejo kot motilci DNA. Med kandidati sta tudi raziskovalca s področja novih mateiralov, Susumu Kitagawa in Omar Yaghi.

Začetek oktobra bo kmalu tu in bomo videli, ali jim je napoved uspela. Strokovnjaki seveda pripominjajo, da so še vedno aktualni tudi kandidati, ki so jih evidentirali v preteklih letih, pa (še) niso dobili nagrade...

Novico povzemam po agenciji Reuters.

13. sep. 2010

Ko bo nafta spet malo dražja...

Čeprav je cena nafte na svetovnih trgih letos sorazmerno stabilna in precej cenejša kot je bila dobri dve leti nazaj, je bila neverjetna rast cene surove nafte spomladi 2008 dobra šola, da je treba pravočasno najti nove energetske vire. Prva generacija biogoriv, pri katerih je šlo predvsem za proizvodnjo etanola iz žit (pa tudi biodizla iz rastlinskih olj), je povzročila sprva nepričakovan skok cen hrane v letu 2008. Izkazalo se je torej, da se je treba problema lotiti drugače. Biogoriva druge generacije temeljijo na uporabi surovin, ki so odpadki pri predelavi lesa in hranilnih rastlin, temeljijo pa pretežno na enakih postopkih kot biogoriva prve generacije. Zdaj pa je čas za raziskave biogoriv tretje in četrte generacije, ki jih imenujejo tudi 'napredna biogoriva'.

Biogoriva tretje generacije so tista, ki temeljijo na gojenju in predelavi alg. Raziskave so pokazale, da je mogoče (teoretično) iz alg pridobiti do 30-krat več energije kot je lahko dobijo iz soje na isti površini. Alge so nezahtevne za rast, težavna pa je ekstrakcija olj iz alg. V četrto generacijo biogoriv prištevajo tehnološko zahtevne načine pretvorb organskih molekul, ki jih proizvajajo organizmi, ter goriva iz genetsko spremenjenih organizmov, ki ne sodijo v nobeno od ostalih kategorij biogoriv.

Trenutno je smeri raziskav in inženirskega razvoja naprednih biogoriv veliko. Nekateri so bolj naklonjeni proizvodnji olj, drugi etanolu ali butanolu, tretji biosintezi ogljikovodikov ali vodika in v tem trenutku je nemogoče povedati, v katero smer se bo obrnil trend. Pri razvojnih smernicah je gotovo pomembno tudi to, kdo bo v razumno kratkem času sposoben proizvesti biogorivo po ceni, ki ne bo bistveno višja od cene nafte. Treba pa je upoštevati tudi kompatibilnost z zasnovo trenutno najbolj razširjenih motorjev z notranjim izgorevanjem, vsaj za uporabo v avtomobilih.

Eden od primerov razvoja biogoriva 4. generacije temelji na izrabi genetsko spremenjenih bakterij Escherichia coli, ki so v osnovi del normalne flore človeških prebavil, po drugi strani pa tudi najbolj razširjen laboratorijski mikroorganizem. Večina skupin je bolj naklonjenih cianobakterijam (modrozelenim algam) ali zelenim algam, vendar pa je ešerihije precej lažje genetsko spremeniti. Raziskovalci iz kalifornijskega podjetja LS9 so najprej pri cianobakterijah identificirali gene, ki zapisujejo za encime, odgovorne za sintezo alkanov. Biosinteza teh ogljikovodikov je pri živih bitjih redka zmožnost, tako da so do seznama potrebnih encimov (genov) prišli s primerjavo genomov cianobakterij, ki jih proizvajajo in tistih, ki jih ne. Te gene so prenesli v bakterije E. coli na tak način, da je prišlo do sinteze encimov, ti pa so omogočili proizvodnjo različnih ogljikovodikov. Alkani so se izločali iz celic v gojišče, odkoder jih je bilo lahko izolirati. Prednost alkanov pred večino drugih biogoriv je v tem, da jih je mogoče neposredno uporabiti za pogon avtomobilskih motorjev.

Vprašanje je, ali je opisani postopek res dovolj učinkovit, da bi lahko bil osnova za proizvodnjo goriv, je pa prvi natančni opis, kateri encimi so za tak proces potrebni. Zato si je opis raziskave zaslužil objavo v reviji Science, o tem pa je konec julija pisal tudi MIT-jev Technology Review.

16. avg. 2010

O grozljivi novi bakteriji (NDM-1)

Pravkar poslušam Odmeve na TV Slovenija, kjer razlagajo o superbakteriji, ki je nevarna za zdravje ljudi, saj je odporna na praktično vse antibiotike. Zaradi okužbe s to bakterijo naj bi umrl prvi Evropejec, Belgijec, ki se je okužil v Pakistanu. Taka bakterija je sorazmerno razširjena v Indiji in okoliških deželah, zato jo nekateri imenujejo 'indijska bakterija', kar seveda napačno nakazuje, da morda podobno odpornih bakterij drugod po svetu ni.

Malo moteče je bilo, ker so govorili o bakteriji kot o enem tipu, hkrati pa so omenili, da ne gre za eno bakterijsko vrsto, pač pa za več vrst z enako odpornostjo. Bakterije običajno uvrščamo v sistem podobno kot druge organizme (imajo rodovno in vrstno ime), hkrati pa pri zelo dobro raziskanih mikroorganizmih razlikujemo tudi seve. Za seve je značilna ena ali več posebnih lastnosti (fenotip), ki so povezane tudi s posebno genetsko zasnovo (genotip). Ko tokrat govorijo o isti lastnosti pri različnih bakterijskih vrstah je treba na to izjavo gledati zelo ozko - od vseh lastnosti je tu bila zanimiva samo še ena: odpornost proti celi skupini antibiotikov. Vseeno pa so v resnici odporni sevi različnih bakterijskih vrst, ki, jasno, imajo različne lastnosti, tako na ravni genoma kot na ravni proteoma.

Zgodba o NDM-1 se je za laično javnost začela 11. avgusta, ko je novico o 'superbakteriji' objavila revija Guardian, pri tem pa se je oprla na raziskovalni članek, ki je izšel v spletni verziji medicinske revije Lancet Infectious Diseases.

Poglejmo najprej, kaj so objavili znanstveniki. Analizirali so veliko število kliničnih izolatov gramnegativnih črevesnih bakterij, ki so bile odporne proti karbapenemom in to iz dveh indijskih in enega britanskega medicinskega centra (z vzorci z vsega sveta). Preverili so, ali izolati vsebujejo gen za odpornost, označen kot blaNDM-1, nato pa so analizirali plazmide, ki so jih vsebovali izolati.

Pa po vrsti! Za tiste, ki niste ravno domači na področju bakterij: gramnegativne bakterije so skupina bakterijskih vrst, ki imajo podobno zgradbo celične ovojnice in se zato v posebnem postopku barvanja (ime je dobilo po danskem bakteriologu Hansu Christianu Gramu) enako obarvajo. Gramnegativne so številne bakterije, ki jih normalno najdemo v človekovem črevesju. Karbapenemi so poseben tip antibiotikov širokega spektra iz skupine betalaktamov (za njihovo kemijsko zgradbo je značilen laktamski obroč) s to posebno lastnostjo, da so odporni proti encimu betalaktamazi - ta encim v osnovi proizvajajo odporne bakterije. Že več deset let je tudi znano, da so geni za odpornost proti antibiotikom najpogosteje zapisani na plazmidih. Plazmidi so krožne molekule DNA, ki so veliko manjše od bakterijskih kromosomov in se s posebnim postopkom lahko prenašajo med bakterijami, zato se tudi odpornost proti antibiotikom tako hitro širi.

Vrnimo se k znanstvenemu članku. Analiza 180 pozitivnih izolatov je pokazala, da so odporne predvsem bakterije vrste Klebsiella pneumoniae (111), manj pa Escherichia coli (36), ki pa so vse vendarle občutljive na dva antibiotika: tigeciklin in kolistin (oba imata številne stranske učinke, zato jih predpisujejo samo v izrednih primerih). Ugotovili so tudi, da so geni, ki zagotavljajo odpornost proti betalaktamom, v večini izolatov res na plazmidih, ki so bili prenosljivi (kar ne velja za severnoindijske izolate).

Guardian je istega dne, ko je izšel znanstveni članek, objavil članek o širjenju odpornosti proti antibiotikom in se o tem pogovarjal z odgovornim avtorjem znanstvene objave, Timom Walshom s cardiffske univerze. Pri tem govorijo o NDM-1 - pozitivnih bakterijah in jasno razložijo, da NDM pomeni "New Delhi metalobetalaktamaza". Betalaktamaze so po svojem delovanju razvrščene v 3 skupine, pri čemer se tretja skupina imenuje metalobetalaktamska skupina, po zgradbi molekul teh encimov pa sodijo v razred B, za katerega je značilna vsebnost cinka, ki je nujno potreben za encimsko aktivnost. Pogostost pojavljanja NDM-1 - pozitivnih bakterij v zadnjih nekaj letih hitro narašča predvsem na indijski podcelini, s potovanji v te kraje pa bakterije pridejo tudi v zahodne države. Velik problem pri zdravljenju je, da farmacevtska podjetja trenutno nimajo ustreznih molekul, ki bi jih lahko v kratkem prenesla v proizvodnjo in na trg.

Čeprav se je doslej zdelo, da so največji problem bolnišničnega zdravljena okužbe z bakterijo, znano pod oznako MRSA (proti meticilinu odporna bakterija Staphyllococcus aureus), se bi z zdaj znanimi podatki o NDM-1 to gledanje znalo spremeniti. Za NDM-1 - pozitivne bakterije namreč obstaja neviden rezervoar v črevesju velikega števila ljudi, možnosti za širitev pa so v svetu z zelo osnovno higiensko infrastrukturo velike.

Odpornost proti karbapenemom je torej zapisana na genu, ki je sestavni del plazmida in ta gen skrajšano označujejo z enako kratico kot encim, torej NDM-1 (oziromablaNDM-1). V štirih dneh in na kratki poti od Guardiana do RTV Slovenija pa je NDM-1 naenkrat postala bakterija ali več bakterij, kar milo rečeno kaže na nerazumevanje odpornosti proti antibiotikom, pa tudi narobe je.

10. avg. 2010

GS ogrščica ob ameriških cestah

ZDA so največja država pridelovalka gensko spremenjenih rastlin. Med temi so najbolj razširjene različne sorte koruze in soje, veliko pa je tudi ogrščice (oljne repice, kanole). Semensko GS ogrščico proizvajata dve podjetji, Monsanto in Bayer, vsako ima na trgu ogrščico, odporno proti herbicidu, ki ga samo proizvaja (glifozat oziroma glufozinat). Prednost te ogrščice pred konvencionalno je, da na poljih z GS ogrščico praktično ni plevelov, saj jih obdelajo s herbicidi, ki pa posevkom ne škodijo. Čeprav je seme dražje od konvencionalnega in je potrebno škropljenje s herbicidom, se proizvodnja izplača. Pri ogrščici tudi za skeptike ni nevarnosti za zdravje, saj DNA s tujimi geni ni topna v olju in zato na solati in v cvrtju ni nobenih 'nevarnih genov'.

Toda razen tistih, ki se bojijo za svoje zdravje, obstajajo tudi taki, ki so zaskrbljeni za okolje. Bojijo se namreč, da bodo geni za proteine, ki omogočajo odpornost proti herbicidom, prešli iz GS poljščin na divje rastline, kar bi bilo predvsem nevarno pri plevelih. Take plevele imenujejo 'superpleveli' in ko bi se jih pojavilo večje število, herbicidi ne bi bili več učinkoviti. Tega si ne želijo niti kmetje niti proizvajalci GS semen in herbicidov, saj bi s tem izgubili precej dobička. Čeprav je prenos genov na nesorodne rastline zelo malo verjeten pojav, ga ni mogoče vnaprej v celoti izključiti. Večja pa je verjetnost, da bi se geni prenesli na rastline iste vrste, na primer tiste na sosednjih (konvencionalnih) poljih, ali pa na sorodne divje rastline.

Že nekaj let so se v svetu pojavljala poročila o tem, da so našli posamezne primere proti herbicidom odpornih rastlin, nobenega takega primera v prosti naravi živečih GS rastlin pa ni bilo v ZDA. Zato je za nekatere prišla kot strela z jasnega novica, ki jo je 6. avgusta na svoji spletni strani objavila revija Nature, da je namreč analiza ogrščice, ki je rasla zunaj polj na področju države Severna Dakota, pokazala prisotnost GS rastlin, odpornih proti enemu ali celo proti obema herbicidoma, čeprav semena rastlin z dvojno odpornostjo sploh ni mogoče kupiti. To pomeni, da je prišlo do križanja med rastlinami s sosednjih polj. Analizo so opravili tako, da so vzdolž cest na vsakih 8 km najprej preverili, ali tam raste ogrščica. Če raste, so vzeli vzorce in preverili, ali rastline vsebujejo proteine (bolj verjetno je, da so preverili, ali vsebujejo ustrezno mRNA), ki jim omogočajo odpornost proti enemu ali drugemu herbicidu.

Vzorčili so v enakih razdaljah na več tisoč km cest in to junija in julija letos. Ogrščica je rasla na polovici od 288 mest, kjer so preverjali njeno prisotnost. Od rastlin, ki so jih našli na posamezni lokaciji, so naključno vzeli eno in preverili, ali vsebuje proteine, ki ji omogočajo odpornost proti vsakemu od dveh herbicidov. Ugotovili so, da je kar 80 % rastlin izražalo take proteine in je torej šlo za GS rastline, pri čemer je bilo proti vsakemu herbicidu odpornih približno pol od teh rastlin, obe odpornosti pa sta imeli dve rastlini, čeprav semen take rastline ni mogoče nikjer kupiti in je do kombinacije dveh lastnosti prišlo v naravi. Največ GS ogrščice so našli ob bencinskih servisih in obcestnih trgovinah, kjer se ustavljajo tovornjakarji, ki prevažajo ogrščico s polj do oljarn.

Podatke o razširjenosti GS ogrščice zunaj polj so predstavili na kongresu Ameriškega ekološkega društva in rezultati še niso objavljeni v znanstveni reviji. To omenjam zato, ker recenzenti še niso imeli priložnosti vpogleda v postopke analiz in interpretacijo meritev. Eden od verjetno ne zanemarljivih podatkov je, da so vzorce jemali v oddaljenosti 1 - 2 m od roba cestišča, tam pa cestne službe zatirajo razrast rastlih s herbicidi. Jasno je torej, da so preživele predvsem rastline, ki so proti herbicidom odporne. Raziskovalci so sami opozorili na to, da je v večji oddaljenosti od roba cestišča ogrščice manj, saj jo v naravnem okolju izpodrivajo trave. Morebitna nevarnost za okolje zaradi razraščanja rastlin, ki bi 'pobegnile' s polj, je torej bistveno manjša kot kažejo zgolj rezultati analiz, ki sem jih na kratko predstavil.

27. jul. 2010

Zaščita pred okužbo z virusom HIV

Tole sem se lotil pisati z namenom, ki je verjetno malo drugačen kot ponavadi. Res, da gre za HIV, ki je še vedno velik problem za človeštvo in torej tema ni marginalna. Mogoče pa je marginalna rešitev, čeprav... gre mogoče za začetek pravilne poti.

Za biološka zdravila se zdi, da bodo v nekaj desetletjih, če ne prej, prevladala v boju proti povzročiteljem bolezni in za zdravljenje tudi najtežjih bolezni. Bolj ko razumemo razvoj in potek bolezni, odziv organizma in mehanizme, ki uravnavajo homeostazo, bolj se zdi, da so poti do novih zdravil odprte. Zavedamo pa se, da so (in bodo) taka zdravila draga, saj bodo razvoj, preizkušanje in trženje še vedno dolgotrajni in zahtevni. Ampak, ker živimo v razvitem svetu, si mislimo, da bo že kako in da si bomo ta zdravila mogli privoščiti. Potem pa so tu milijarde ljudi v Afriki, Aziji, Južni Ameriki,... ki si novih zdravil ne bodo mogli privoščiti. Vseeno pa nekateri razmišljajo tudi o tej večini človeštva in iščejo preproste rešitve. In te najdejo pot tudi v revijo Science - 19. julija so v spletni izdaji ScienceExpress objavili članek o razvoju protivirusnega vaginalnega gela, ki 'statistično značilno' zmanjša verjetnost okužbe z virusom HIV pri ženskah.

Novo preventivno sredstvo je seveda dobra novica za jug Afrike, kjer so okužbe z virusom HIV najpogostejše, saj ima virus okrog 15 % prebivalcev Južnoafriške republike, pri čemer je prekuženost med ženskami skoraj dvakrat pogostejša kot pri moških. Vendar pa ima dobra novica tudi svojo temno stran.

Novo protivirusno mazilo so preizkusili na 889 ženskah. Pravzaprav je protivirusno sredstvo dobilo 445 žensk, preostalih 444 žensk pa mazilo brez aktivne snovi. To je seveda logičen znanstveni pristop pri dokazovanju učinkovitosti nekega novega sredstva, ki bi ga želeli uporabiti kot zdravilo. Treba je namreč dokazati njegovo delovanje in odsotnost škodljivih stranskih učinkov. Morda pričakujete, da taki preizkusi pomenijo, da ne sme zboleti (skoraj) nihče iz skupine, ki je dobivala preventivno sredstvo in verjetno vsi iz kontrolne skupine. Pa ni tako.

Raziskava je pokazala, da se je od 444 žensk, ki so uporabljale placebo (gel brez protivirusnega sredstva), z virusom okužilo 60 udeleženk študije. Od 445 tistih, ki so uporabljale potencialno zdravilo tenofovir, se jih je okužilo 38. Statistična analiza rezultatov je bila za farmacevte povsem jasna: verjetnost za okužbo se ob uporabi gela zmanjša za 39 % in to je več kot dovolj dobro, saj niso zasledili nobenih stranskih učinkov.

Vprašanje pa je, ali bi bili na zahodu pripravljeni proizvajati in prodajati snov, ki bi zmanjšalo verjetnost za okužbo za 39 %. Še več: vprašanje je, ali bodo v deželah, za katere je novi gel namenjen, pripravljeni plačati za preparat, ki še zdaleč ni v celoti preprečil okužbe. Konec koncev že obstaja dosti bolj učinkovita zaščita pred okužbo s tem virusom, pa je (moški) večinoma ne uporabljajo.

Tenofovir je biokemijsko gledano inhibitor encima reverzne transkriptaze, ki je značilen za vse retroviruse. Inhibitorje tega encima so razvijali že v prvem obdobju boja proti virusu HIV, vendar se je izkazalo, da je kot zdravilo dokaj neučinkovito, saj se virus s hitrimi mutacijami izogne delovanju sredstva. Ne moremo sicer reči, da zdravilo, ki ni dovolj dobro za razviti svet, poskušajo prodati Afričanom, saj zdaj ne gre za sistemsko uporabo po okužbi, pač pa za preventivno delovanje, kjer selekcija odpornih mutant ne more poteči.

Vseeno ostaja vprašanje, zakaj je gel preprečil okužbo samo delno, ne pa v celoti. Pri tem pa je treba razumeti naravo poskusa na prostovoljkah, saj tovrstne študije nikoli ne morejo biti povsem kontrolirane. Do okužbe bi lahko prišlo tudi kako drugače, vprašanje je tudi, ali je bil gel res vedno uporabljen pravočasno in bil pravilno nanesen. Sicer so med preiskavo, ki je trajala 30 mesecev, imeli razgovore s prostovoljkami enkrat mesečno in so natančno beležili uporabo kondomov, znotraj skupin pa so imeli podskupine z različno debelino nanosa gela.

Da neko snov dovolijo uporabiti kot zdravilo, mora biti 'statistično značilno' uspešnejše od placeba v boju proti bolezni. Na primeru mazila, ki so ga preizkušali v Južnoafriški republiki, si lahko predstavljate, kaj 'statistična značilnost' lahko pomeni, pogosto pa bi znale razlike med zdravilom in placebom biti še precej manjše. Ali to ne kaže na še vedno pomanjkljivo razumevanje patofizioloških in molekularnih procesov, ali pa morda ne znamo dovolj dobro izbrati tarčnih pacientov. Danes že vemo, da je potek iste bolezni pri različnih ljudeh lahko na molekulski ravni (in zdravila delujejo na tej ravni) lahko različen, pa tudi da se različni ljudje na isto zdravilo različno odzivajo. Še veliko dela za različne genomike in proteomike...

7. jul. 2010

Boste dočakali 100 let?

Čeprav še vedno ni jasno, zakaj nekateri ljudje dočakajo zelo visoko starost, drugi pa ne, je odslej mogoče relativno zanesljivo napovedati, kdo bo dočakal izjemno starost. Poudarek je na besedi 'relativno', saj je zanesljivost 77-odstotna.

Napoved temelji na sistematični analizi značilnosti genomov 1000 ljudi, ki so doživeli vsaj 100 let in so bili vključeni v Študijo stoletnikov Nove Anglije. Študijo so začeli leta 1995, ko so poskušali ugotoviti, zakaj nekateri ljudje dočakajo visoke starosti in začenjajo obolevati bistveno kasneje kot povprečen prebivalec Nove Anglije. Kasneje se je preiskava razširila na bistveno večje število stoletnikov iz različnih krajev ZDA pa tudi iz drugih držav. Razen 1600 stoletnikov obravnavajo še okrog 500 otrok teh stoletnikov in 300 kontrolnih oseb, ki predstavljajo 'povprečje'.

Iz vzorca stoletnikov so analizirali DNA 1000 ljudi in to tako, da so pri vsakem določili 300.000 posameznih nukleotidov, za katere je znano, da so polimorfni (SNP) in rezultat primerjali s kontrolno populacijo. Evidentirali so tiste SNP, ki so statistično najmočneje povezani z doseganjem visoke starosti. Nato so dodali še nekatere druge značilnosti in s tem statistično izboljšali kakovost algoritma za napoved dolgoživosti.

Ugotovili so, da je z analizo samo 150 SNP mogoče ugotoviti, ali bo nekdo lahko dočakal zelo visoko starost ali ne. Polovica teh mest v genomu je povezanih s točno določenimi geni, druga polovica pa je v delih genoma, ki ne zapisuje za proteine. Tisti polimorfizmi, ki so vezani na gene, so razporejeni na tak način, da kažejo na vključenost zelo različnih biokemijskih procesov, ki skupaj omogočajo daljše življenje brez kroničnih bolezni in doseganje višje starosti.

Kljub temu, da je algoritem za napoved dolgoživosti sorazmerno zanesljiv, je še vedno dosti stoletnikov, katerih genom nima značilnosti, ki bi kazali na to, da bi dočakali sto let ali več. Morda so to tisti, ki so poskrbeli za zdrav način življenja, lahko pa da imajo kakšno drugo genetsko značilnost, ki je tokratna analiza ni zaznala.

Glede na to, da so predhodne raziskave kazale, da je vpliv okolja na dolgoživost bistveno večji kot vpliv genov (omenjali so razmerje 3:1), se zdi nenavadno, da je bilo vseeno možno najti skupne genomske značilnosti, ki jih je mogoče povezati z dolgoživostjo. Morda je rezultat tak tudi zato, ker je bila populacija, ki so jo preiskovali, sorazmerno enotna: belci, stari nad 100 let, večinoma iz razvitih zahodnih držav. Na ravni celotne človeške rase je gotovo vpliv okolja bistveno večji (podhranjenost, vojne, kužne bolezni,...).

Zanimivo je, da pri stoletnikih ni bistveno nižja prisotnost tistih genomskih polimorfizmov, ki kažejo na nagnjenost k razvoju bolezni, povezanih s starostjo, predvsem demence in krvno-žilnih bolezni. Vseeno pa se te bolezni pojavijo zelo pozno v življenju. Razlog je morda v tem, da nekateri drugi geni zavirajo razvoj bolezni do visoke starosti. Kateri geni to so in kako sodelujejo pri zagotavljanju zdravega življenja, pa je naslednje vprašanje, na katerega ne bo tako lahko odgovoriti.

Raziskava bo objavljena v reviji Science, zaenkrat pa je dostopna samo za naročnike.

29. jun. 2010

iGEM 2010

Tekmovanje študentskih ekip iz sintezne biologije iGEM bo seveda potekalo tudi letos. Ekipe se bodo srečale med 5. in 8. novembrom na ameriški univerzi MIT. Do danes se je prijavilo 129 ekip, pri čemer so zelo enakomerno zastopane ZDA (37 ekip), Evropa (38) in Azija (38). Lani je bilo prijavljenih 111 ekip.

Do 16. julija morajo ekipe sporočiti, kaj okvirno bodo v svojih raziskavah obravnavale. Do takrat pa je mogoče videti le nekaj osnovnih podatkov samo za posamezne ekipe.

Slovensko ekipo sestavlja 8 študentov in 5 mentorjev pod vodstvom prof. Romana Jerale iz Laboratorija za biotehnologijo Kemijskega inštituta. V študentsko ekipo so se uvrstili Jure Bordon (Računalništvo in informatika), Tina Ilc (Biokemija), Matej Žnidarič (Biologija), Tina Lebar (Biotehnologija), Rok Pustoslemšek (Računalništvo in informatika), Jernej Turnšek (Biotehnologija), Tjaša Stošicki (Biotehnologija) in Nejc Tomšič (Medicina). Kot svetovalec ekipe je naveden Miha Moškon, asistent na Fakulteti za računalništvo in informatiko. Na kratke opis tematike raziskovalne naloge pa bo treba počakati vsaj še dva tedna...

7. jun. 2010

Rastlina po vašem načrtu

Kot je na svoji spletni strani objavila revija Nature (2. junija), so na Japonskem razglasili tekmovanje iz sintezne biologije, na katerem ne bo nagrad, ne bo treba izvesti nobenega laboratorijskega poskusa, treba pa bo imeti izvirne ideje. Izhodišče je rastlina navadni repnjakovec (bolj znana pod latinskim imenom Arabidopsis thaliana), prva, ki so ji določili genomsko zaporedje in modelna laboratorijska rastlina. Praktična za delo je, ker ni velika, se dokaj hitro razvije in ima veliko število semen, sicer pa deluje zelo podobno kot ostale rastline, čeprav ima sorazmerno majhen genom.

Repnjakovec je za nebiologa neugledna in nekoristna rastlina, navaden droben plevel, čeprav raste tudi po vsej Sloveniji od nižin do gora in v resnici ne predstavlja resnega problema v kmetijstvu. Ker pa rastlino tako dobro razumemo, je bila na nek način logična ideja, da bi lahko s pristopi sintezne biologije iz tega plevela ustvarili kaj koristnega. Toda kaj?

Tekmovanje iz sintezne biologije rastlin je torej odprto in sodeluje lahko vsak... ki ima potrebno znanje iz rastlinske fiziologije, genetike, bioinformatike in genske tehnologije. Organizator tekmovanja GenoCom (genome competition) - je inštitut RIKEN. Za začetek so postavili tekmovalcem konkretno nalogo. Ta je, da določijo tista nukleotidna zaporedja, ki bi repnjakovcu omogočila, da bi odstranjeval in razgrajeval formaldehid iz zraka. Take rastline so japonski raziskovalci sicer že pripravili, so pa precej neučinkovite, zato si želijo dobiti novih idej za genetsko spreminjanje.

Po oceni inovativnosti in izvedljivosti bodo najboljše predloge (računajo, da bo inovativnih med 20 in 30 predlogov) uporabili za izvedbo eksperimentov in v resnici pripravili rastline z geni, ki jih bodo predlagali tekmovalci. Predlagana dolžina genskega vključka je 2000 baznih parov, vnaprej pa je določen tudi vektor, ki ga bodo uporabili za vnos gena v rastline.

Mislim, da je naloga precej težja kot se morda zdi na prvi pogled. Prvič, 2000 bp ne zadošča za uvedbo celotne nove razgradne poti, zato bo treba novi gen vključiti v obstoječe metabolične poti v rastlini. Drugič, sama vključitev DNA, ki zapisuje za nek encim, ne zadošča, da bi prišlo do kontroliranega izražanja tega gena in to v zadostni meri, da bi se nova lastnost tudi v resnici uveljavila. Zato pa je izziv še toliko večji...

Znana je tudi že naloga za naslednje leto: določiti gen(e), ki bi repnjakovcu omogočil(i) preživetje v sušnih pogojih.

Eden od pomembnih razlogov, da je do tekmovanja sploh prišlo, je, da se o sintezni biologiji govori že več let, oprijemljivih rezultatov pa večinoma še nismo videli. Rastline, ki bi razgrajevale formaldehid, bi lahko posadili v korita v stavbah, ki so grajene ali opremljene s pohištvom, ki vsebuje formaldehidne spojine. Te uporabljajo kot veziva, lepila ali za impregnacijo, za človekovo zdravje pa so formaldehidi nevarni. Pride lahko do draženja sluznic, razvoja alergijske reakcije, okvar dihal, razvijejo pa se lahko tudi rakave bolezni.

V naslednjem letu se obeta še eno tekmovanje iz sintezne biologije, ki pa bo namenjeno predvsem uveljavljenim raziskovalnim skupinam. To tekmovanje se imenuje s kratico CAGEN (kratica za 'kritično ovrednotenje genetsko načrtovanih mrež'), podrobnosti pa bodo znane konec letošnjega leta.

1. jun. 2010

Človekov genom prišel v BTC

Končno greste lahko v Ljubljanski BTC še po kaj drugega kot zapravljat denar! V kleti Emporiuma bodo v četrtek (3. junija) ob 11. uri odprli razstavo Človeški genom, ki jo je zasnoval biokemik dr. Nejc Jelen, družba BTC pa jo je pripravila v sodelovanju s Slovensko znanstveno fundacijo. Nejca morda poznate po blogu Kavarna ob robu vesolja in po oddaji Frekvenca X na Valu 202.

Na plakatih je na poljuden in vsem razumljiv način razloženo, kaj je zapisano v človekovem genomu in kako pride do dedovanja genov in s tem do razvoja številnih človekovih lastnosti. Predstavljen bo tudi večji model molekule DNA, na ekranu pa si bo mogoče ogledati kratke animacije, povezane z raziskovanjem genoma in prenosa genetske informacije. Razstava bo odprta do jeseni in to vsak dan (razen nedelje) med 9. in 20. uro.

Od določitve človekovega genoma mineva 10 let, prihaja pa obdobje osebne genomike, ko bodo ključne genetske značilnosti vsakega posameznika vsaj v razvitem svetu del zdravstvene kartoteke (datoteke).

24. maj 2010

Rojstvo Sintije

V četrtek (20.5.) so pri reviji Science kot pomembno predhodno objavo (spletni časopis Sciencexpress) izdali članek, v katerem avtorji z Inštituta J. Craiga Venterja poročajo o sintezi celotnega genoma bakterije Mycoplasma mycoides in njegovi uspešni vključitvi v celice Mycoplasma capricolum, v katerih je nadomestil naravni genom. Nedvomno gre za pomemben dosežek, čeprav mogoče manj pomemben kot to nekateri poskušajo prikazati.

S stališča biotehnologije je sinteza celotnega genoma nekega mikroba vsekakor veliko in drago delo. Avtorji ocenjujejo, da jih je stalo 40 milijonov USD, kar je nedvomno pretirano, saj so verjetno šteli vse posredne stroške, pa tudi stroške dela za preteklih 10 let, kolikor trdijo, da je raziskava potekala (kar je spet pretirano). Ista raziskovalna skupina je objavila članek o sintezi celotnega genoma že leta 2008, vendar je takrat šlo za bakterijo Mycoplasma genitalium, ki je skoraj pol manjši (580.000 bp) od tokrat sestavljenega kromosoma M. mycoides. S stališča sinteze genoma gre torej za večji zalogaj, tehnologija pa ni nova. Sama sinteza torej ne bi opravičevala velikih stroškov. Mimogrede, samo sinteza koščkov genov bi stala približno 350.000 EUR, k temu pa je treba prišteti še vedno zahtevno sestavljanje koščkov in preverjanje dobljenih zaporedij.

Zgolj sinteza genoma ima eno veliko pomanjkljivost: s tem genomom ni kaj početi. Leta 2008 je manjkal ključen del poskusa, ki bi pomenil pomembno nadgradnjo: dokaz, da genom res deluje, kot bi moral. Genom bi bilo treba vstaviti v celico in preveriti, ali se je sposoben podvojevati in ali res uspešno zapisuje za vse procese, ki so celici potrebni za življenje. Z genomom M. genitalis to očitno ni bilo mogoče in nihče ni mogel zagotovo reči, kaj je temu krivo. Nekateri so sumili, da je problem v metilacijskem (epigenetskem) vzorcu DNA, lahko pa bi bilo tudi kaj drugega. Rešitev problema so znanstveniki poiskali v svojih lastnih rezultatih iz leta 2007.

Tri leta nazaj so raziskovalci z Venterjevega inštituta izvedli poskus, v katerem so iz bakterij Mycoplasma mycoides izolirali kromosom in ga prenesli v bakterije M. capricolum. Šlo je torej za kromosom, izoliran iz naravnih celic, ki je v celicah bakterij druge vrste zaradi selekcijskega pritiska po več generacijah celic nadomestil stari genom. Govorimo o presaditvi genoma, podobno kot lahko jetra enega človeka presadijo drugemu človeku in tam delujejo tako kot so pri prvem. Vendar je pri tem velika razlika: pri presaditvi kromosoma prejemna celica (res da šele po številnih delitvah) izgubi svoje lastnosti in postane taka, kot je bila celica, iz katere so odvzeli DNA. Ker so torej imeli dokaz, da je prenos genoma M. mycoides v celice M. capricolum možen, so poskusili enak postopek izvesti s sinteznim genomom.

Ker je sintezni genom M. mycoides imel vključene nekatere gene, ki jih naravni nima (na primer gen za odpornost proti antibiotiku tetraciklinu in gen za encim betagalaktozidazo, ki omogoča, da celice brezbarvni substrat pretvorijo v modro obarvan produkt), so lahko v laboratoriju uporabili rastne pogoje, ki so omogočili rast samo tistih celic, ki so sprejele sintezni genom. Postopek je zelo nizko učinkovit, a je bil uspešen.

Ob omenjenih 'velikih poskusih' so morali izvesti še nekatere, ki se zdijo manj zanimivi, so pa bili ključni. Potrebno je bilo namreč onemogočiti sistem sistem v gostiteljskih celicah, ki predstavlja obrambo pred tujo DNA, temelji pa na metilacijskem vzorcu DNA. Uporabiti so torej morali celice, ki so imele obrambni sistem onesposobljen. Naslednji pomembni poskusi pa so bili preverjanje funkcionalnosti koščkov sinteznega genoma, dolgih po 100.000 bp. Imeli so 11 takih kosov, ki so jih kombinirali s preostankom kromosoma iz naravnih celic in za vsako od teh kombinacij preverili, ali se celice lahko delijo ali ne. Ugotovili so, da eden od 11 kosov ni bil funkcionalen, kriva pa je bila mutacija, ki so jo nato popravili, končni sintezni genom pa je deloval tako, kot so predvideli.

Vprašanje je seveda, kaj sedaj. Čeprav sintezna celica v resnici ni sintezna, pač pa naravna celica, ki je sprejela sintezno DNA in jo 'vzela za svojo', se zdi, da bo zdaj mogoče v sintezni kromosom vključiti katere koli dodatne gene in s tem pridobiti celice z novimi lastnostmi. A bodimo realni: vključevanje novih genov v genome bakterih (pa tudi višjih organizmov) ni nič takega, česar ne bi znali narediti že danes. Verjetno bo torej prej treba dokončati delo, ki ga je Venter nakazal in tudi reklamiral že pred leti: dokazati bo treba, da je njegov 'minimalni genom' (hipotetični sintezni organizem so takrat imenovali Sintija) res funkcionalen - da torej res ve, katerih približno 400 genov je tistih, ki zagotavljajo življenje. Tu pa se bo spet pojavil problem z gostiteljsko celico, ki bo pripravljena vzeti tak genom in z njim preživeti nekaj generacij... torej je ozko grlo prej oživljanje genoma kot pa sinteza genoma.

Kar je najlažje oglaševati, je bodočnost. Po Venterjevem mnenju bo mogoče z vključitvijo ustreznih genov pripraviti celice, ki bodo sintetizirale goriva, proizvajala cepiva ali nove materiale. Vse prav, vendar če bi res vedeli, katere gene je treba vključiti, bi marsikaj lahko naredili tudi brez 'sintezne celice'. Morda je 'sintezno življenje' na sedanjih temeljih povsem nepotrebno in bi se ga bilo treba lotiti eno stopnjo nižje - z ustvarjanjem protocelic, miminalnim genomom, ali pa - zaradi večje varnosti - z alternativnim genetskim sistemom, ki ni kompatibilen z življenjem, ki se je v evoluciji razvilo na Zemlji. Morda se sliši kot oddaljena znanstvena fantastika, a skupine po svetu so že naredile nekatere korake, ki peljejo v to smer.

19. maj 2010

Naj cvetijo GS drevesa!

Kot poroča New York Times, so v ZDA odobrili sajenje gensko spremenjenih evkaliptusov. Zakaj ravno evkaliptusov? Ker gre za drevesa, ki zelo hitro rastejo, les pa je vsestransko uporaben: za različne lesne izdelke, pa tudi za pripravo celuloze in proizvodnjo papirja, v novejšem času pa tudi za biogoriva. Če uporabimo les dreves, ki hitro rastejo, rabimo manj površine gozda. Za slovenske razmere se to morda zdi nepomembno, saj imamo gozdov veliko, v mnogih delih sveta pa so gozdovi redkost - razlogov, zakaj, je veliko - zaradi erozije, neugodnih klimatskih pogojev, ker so površine posejane s poljščinami ali pa so poseljene.

Evkaliptus je sicer primeren za lesnopredelovalno industrijo, ima pa ameriški evkaliptus (E. grandis) eno slabo lastnost, to je slaba odpornost proti mrazu, zato ga ni mogoče saditi povsod; nasadi so predvsem na Floridi, drugje pa malo zaradi nevarnosti pozeb. Gensko spremenjeni evkaliptus ima vključen gen, ki drevesom omogoča preživetje tudi severneje od Floride, zdaj pa je prišel čas, ko je treba teorijo tudi dokazati.

Na 28 lokacijah s skupno površino 121 hektarov bodo v 7 zveznih državah posadili okrog 200.000 evkaliptusovih dreves. Ministrstvo za kmetijstvo je tokrat odobrila rast dreves, ne pa tudi njihovo kasnejše komercialno izkoriščanje. V razpravi so dobili več kot 12.000 pripomb nasprotnikov GS rastlin in 45 komentarjev zagovornikov, vendar so bila pisma nasprotnikov v veliki večini kopije enega samega. Po preučitvi možnih vplivov GS evkaliptusov so se v pristojnem uradu odločili, da sajenje odobrijo. Samo na eni lokaciji so določili, da drevesa ne smejo cveteti (to praktično pomeni, da bo treba cvetove potrgati, še preden se razvijejo), na ostalih 27 pa bodo smela. Dodatna genetska sprememba, ki so jo uvedli, je ta, da evkaliptusi ne bodo proizvajali peloda, kar pomeni, da ne bo moglo priti do prenosa genske spremembe na druga drevesa.

V ZDA so sicer že odobrili komercialno pridelavo papaje in sliv z GS dreves, verjetno pa ob uspešnem poteku poskusnega sajenja GS evkaliptusov lahko pričakujemo tudi dovoljenje za predelavo GS lesa.

Evkaliptuse biotehnološko razvija podjetje ArborGen, ki predstavlja tudi nekoliko razširjene podatke o svojih tehnologijah izboljšanja lastnosti evkaliptusa, pa tudi drugih drevesnih vrst.

GS evkaliptus izhaja iz hibrida E. grandis x E. urophylla, ki ima vključenih več genetskih sprememb. Selekcijski marker je gen za odpornost proti kanamicinu. Preživetje nenadnih zmrzali mu omogoča gen za transkripcijski faktor CBF pod kontrolo promotorja, ki ga aktivira mraz. CBF nato pospešuje prepisovanje genov za proteine, ki zagotavljajo odpornost proti pozebam. Naslednja genetska sprememba je moška sterilnost, ki jo zagotavlja gen za bakterijsko ribonukleazo barnazo. Da bi bil evkaliptusov les bolj uporaben za proizvodnjo biogoriva, pa so vanj vključili še nekatere gene, ki povzročijo spremembo v zgradbi lignina. natančnejših podatkov, kako so to izvedli, ni mogoče dobiti. Gre torej za rastline, ki imajo vključenih bistveno več genetskih sprememb kot številne poljščine, ki jih trenutno sejejo za hrano, krmo ali za industrijsko predelavo.

Podatke o konstruktih sem povzel iz informacije nasprotnikov GS rastlin.

10. maj 2010

Pangenomika multiple skleroze

Tega pa doslej še ni naredil nihče... verjetno, ker se je zdelo dovolj logično, da imajo enojajčni dvojčki identične genome. Pa vendar so se lotili tovrstne analize. Pregledali so nukleotidna zaporedja dveh parov dvojčic in enega para dvojčkov, pri čemer so izbrali take, pri katerih je eden imel multiplo sklerozo, eden pa ne. Zanimalo jih je, kako je mogoče, da ob (teoretično) identičnem genomu nekdo razvije bolezen, drugi pa ne. Takih primerov je pri multipli sklerozi kar 70 %.

Predhodne genomske analize so pokazale nekatere razlike v genomih obolelih ljudi z multiplo sklerozo in sicer na 18 različnih lokusih. Ves čas pa je bilo tudi jasno, da imajo pomembno vlogo tudi okoljski dejavniki, morda izpostavljenost sončni svetlobi, pa tudi, hm, mesec rojstva.

Najprej so raziskave pokazale to, kar je bilo pričakovati, namreč da so genomi enojajčnih dvojčkov identični. Da bi vseeno poiskali razlike, povezane z genomom, so nato izvedli epigenetske analize metilacijskih vzorcev DNA. Ugotovili so, da so tudi metilacijski vzorci (ki lahko vplivajo na raven izražanja genov) pri enojajčnih dvojčkih identični. Ostala jim je še analiza transkriptoma, torej določitev ravni posameznih mRNA. Rezultat: nobene razlike med enojajčnimi dvojčki. Tak trinivojski pristop bodo verjetno uporabili tudi pri preiskavah drugih zapletenih bolezni; imenovali so ga pangenomski.

Čeprav na področju znanosti velja, da negativnih rezultatov ni mogoče objaviti v prav uglednih revijah, se je tokrat zgodilo prav nasprotno. Zaradi zahtevnosti preiskav so uspeli raziskave objaviti v reviji Nature. Konec koncev so negativni rezultati pangenomskih preiskav jasen znak, da je treba vzroke za sprožitev multiple skleroze treba iskati v okolju, ne v genih. Po drugi strani pa zagovorniki genetskih vzrokov pravijo, da bi bilo treba preveriti genome živčnih celic, ne samo imunskih, saj bi razlika morda bila prav v celicah, ki jih bolezen najhuje prizadane.

Povzetek raziskave je bil objavljen na spletni strani revije The Scientist.

7. maj 2010

Neandertalec (in druge genomske zgodbe)

Danes je v reviji Science izšel članek, v katerem poročajo o določitvi celotnega genoma neandertalca. Mislim, da se je o tem dosežku že nekaj časa govorilo, čeprav se, gledano z razdalje, zdi morda vse skupaj na meji znanstvene fantastike. Iz kosti treh neandertalcev, ki na tem planetu ne živijo več vsaj zadnjih 30.000 let so zbrali dovolj DNA in dovolj dobre kakovosti, da so lahko sestavili celotno genomsko zaporedje in ga primerjali z genomom modernega človeka.

Kosti so pripadale trem neandertalkam, ki so živele na ozemlju današnje Hrvaške pred približno 38.000 leti. Kosti so našli v jami Vindija, ki je znano arheološko najdišče v bližini Varaždina (pravzaprav je še bližje Ormoža). Skupaj so izolirali toliko genomske DNA, da so lahko določili 3 milijarde nukleotidov. Sicer pri danes živečih sorodnih vrstah toliko nukleotidov ne bi zadoščalo za kakovostno določitev genoma, vendar je pri izumrlih vrstah treba biti bolj racionalen. V veliko pomoč pri pripisovanju delnih zaporedij posameznim delom genoma je bilo natančno poznavanje človeškega in nekaterih opičjih genomov. Ko so primerjali sestavljeno neandertalčevo zaporedje z zaporedji genomov ljudi z različnih delov planeta, so ugotovili, da imajo današnji evropejci in azijci med 1 % in 4 % nukleotidov, ki so sicer značilno neandertalski, medtem ko pri afriških genomih niso našli značilno neandertalskih nukleotidov. Iz tega so sklepali, da so se neandertalci in sočasno živeči moderni ljudje med seboj križali v času, ko je moderni človek že zapustil afriško celino. Dokler so bila znana samo delna zaporedja nenadertalčevega genoma, ni bilo nobenega dokaza, da je do tega križanja res prišlo.

Razlika med modernim človekom in neandertalcem je na ravni nukleotidnega zaporedja 0,16 % - ni veliko, je pa dovolj, da razlike niso mogle biti naključne. Skupni prednik obeh vrst je živel pred približno 300.000 leti, nato pa je prišlo do ločitve vrst. Na osnovi zdaj znanih podatkov je bilo mogoče pogledati, kateri geni so se od takrat hitreje spreminjali kot drugi. Lahko bi predpostavili (ni pa nujno), da so prav ti geni tisti, ki nas delajo 'prave ljudi'. Razlike so največje v genih, ki so pomembni za procese presnove, za strukturo kože in skeleta ter za razvoj zavesti.

Kdaj in kako je prišlo do 'izmenjave genetskega materiala', bo težko ugotoviti. Sicer je znanih nekaj antropoloških podatkov, ki so že prej kazala na mešane lastnosti in znana so jamska bivališča, v katerih so živeli tako neandertalci kot moderni ljudje. Verjetno je obdobje sobivanja trajalo celih 10.000 let. Možen scenarij je, da je do mešanja prišlo na Bližnjem Vzhodu, kjer so v nekaterih jamah morda res bivali oboji v istem časovnem obdobju, ko so se neandertalci pred prihajajočo ledono dobo umikali proti jugu. Sicer pa so si bili podobni po načinu življenja (jame, lovstvo) in po orodju, ki so ga izdelovali (pri čemer so baje neandertalci znali delati boljše kamnite konice za kopja). Pravzaprav je morda bolj zanimivo vprašanje, kako da je do mešanja prišlo v tako omejenem obsegu... vse to pa so lahko že izhodišča za kakšen film, ki bo podatkom lahko dodal kakšno dramatično zgodbo.

Sicer pa je določanje genomskih zaporedij ljudi naredilo v zadnjih mesecih nekatere velike korake. Natančneje so analizirali polimorfizem posameznih nukleotidov ljudi, ki živijo v različnih delih Azije in pri tem ugotovili, da je bolj verjetno od večkratnega priliva ljudi z zahoda v zgodovini razvoja človeka prišlo do notranjih selitev. Te rezultate (objavljene decembra v reviji Science) je dobil panazijski konzorcij v okviru Organizacije za človekov genom (HUGO). Ob tem so na primer korejski raziskovalci natančneje raziskali genome petih korejskih moških in petih žensk in določili njihove genomske karte. Pomen genomskih podatkov torej prepoznavajo po vsem svetu, vprašanje pa je, kaj točno nam bodo ti podatki lahko povedali. Glede pomena in pomembnosti genomskih podatkov je bilo ob določitvi prvega človekovega genoma marsikaj videti bolj enostavno kot se je izkazalo z leti.

21. apr. 2010

Kdo je bil v Denisovi jami?

Mogoče ste zasledili (slab mesec nazaj) novico, da so v Sibiriji našli dokaze o obstoju doslej neznanega človečnjaka. No, če niste, je tule zgodba - in recimo, da sem z njo čakal do danes, ker sem včeraj primer dal kot vprašanje na izpitu iz Tehnologije rekombinantne DNA. Do pravih odgovorov je bilo mogoče priti samo s sklepanjem in seveda ob poznavanju tehnik za analizo DNA, to pa morajo absolventi biokemije seveda znati...

V Sibiriji torej, v pogorju Altaj in slabih 30 m nad reko Anuj, je jama, ki ima eno manjšo dvorano (velika je kakšnih 100 m2), iz nje pa vodi več krajših rovov. V srednji in pozni kameni dobi so tam živeli ljudje. To je bilo pred 125.000 do 30.000 leti. S fizikalnimi in paleobotaničnimi analizami so ugotovili starost sledov naselitve, vemo pa tudi, kakšni klimatski pogoji so takrat vladali ter kakšna flora je takrat uspevala v okolici. Našli so kamnito in koščeno orodje, pa tudi okrasje iz kamnov, kosti, mamutovih oklov, živalskih zob, lupine nojevih jajc in oklepov mehkužcev. V 18. stoletju je v jami živel puščavnik, menih z imenom Denis (Dionizij) in prav po njem se jama tudi imenuje.

Človeških ostankov so odkrili zelo malo; dva zoba in nekaj koščkov kosti, kar pa doslej ni zadoščalo za določitev, ali so bili v jami nenadertalci ali sodobni človek. Zdaj pa so sodobne analize omogočile natančnejši vpogled v to, kdo je prebival v jami. Iz koščka kosti mezinca otroka - odkopali so jo že leta 2008 -, ki je bil star med 5 in 7 let, so na Inštitutu Maxa Plancka za evolucijsko antropologijo v Leipzigu izolirali DNA in ugotovili, da je drugačna od neandertalske, pa tudi drugačna od DNA sodobnega človeka. Zaključili so, da je koščica pripadala neki doslej neznani skupini človečnjakov, kar naj bi bil dokaz, da so se ljudje selili iz Afrike, ki še vedno velja za 'zibelko človeštva', večkrat kot smo doslej mislili.

Zaporedje mitohondrijske DNA so analizirali z novimi aparaturami, ki zahtevajo večkratno preverjanje istega zaporedja kot je bilo to potrebno s klasičnimi analizami. Tokrat so vsak nukleotid v povprečju prebrali 156-krat. Sestavljeno zaporedje so nato primerali z zaporedji šestih neandertalcev, približno enako starega sodobnega človeka in 54 danes živečih ljudi. Razlika med neandertalsko in sodobno mitohondrijsko DNA je v 202 nukleotidih (od skupaj približno 16.600), pri novem vzorcu pa je bilo razlik 385 (šimpanzi se razlikujejo od človeka v pribl. 1400 nukleotidih).

V Lepzigu deluje najbolj znana skupina za analizo paleontoloških vzorcev človeške DNA na svetu. Vodi jo dr. Svante Pääbo, ki vodi tudi konzorcij Neandertalski genom. Leta 2008 jim je uspelo sestaviti celotno zaporedje neandertalske mitohondrijske DNA in primerjava s človeško mitohondrijsko DNA je pokazala večje razlike v zaporedju nukleotidov kot so jih pričakovali. Doslej so pregledali že več kot 100 neandertalskih mitohondrijskih genomov in vsi so si med seboj zelo podobni. DNA iz prsta, ki so ga analizirali tokrat, kaže, da je med prvo znano selitvijo človeka iz Afrike (to je bila selitev pokončnega človeka, Homo erectus, pred 1,9 milijona let) in drugo doslej znano selitvijo (prednika neandertalcev in sodobnega človeka pred 500.000 do 300.000 leti) bila še ena, pred 1 milijonom let.

Glede na to, da ocenjujejo ostanke človeka v Denisovi jami na starost vsaj 40.00o let, to pomeni, da so na planetu sočasno živeli sorodni, a različni človečnjaki. Tako kot je v Srednji Evropi morda nekaj časa neandertalec sobival z zgodnjim sodobnim človekom, je drugod morda živel neandertalec tudi z drugim sorodnikom, kakrkoli ga bomo že poimenovali. Zdaj želijo analizirati DNA še iz morebitnih drugih kosti, ki bi jih našli v še nepregledanih plasteh iz Denisove jame. Želijo si dobiti predvsem zaporedja jedrne DNA, saj je glede mitohondrijskih zaporedij nekaj pomislekov, predvsem zaradi dedovanja samo po materini liniji. Ko bo znanega kaj več, bodo novo vrsto tudi poimenovali.

Članek v tiskani verziji v reviji Nature še ni izšel.


Viri:
K. Kris Hirst: Denisova cave (Siberia); about.com
Wikipedia: Denisova cave
K. Kris Hirst: Possible new hominid species identified; abut.com
Wikipedia: Denisova hominin
R. Dalton: Fossil finger points to new human species, Nature 464, 472-473 (2010)

22. mar. 2010

Mehanizmi prepoznavanja mikrobov

Mogoče se zdi samo po sebi umevno, da se organizem odzove na napad tujkov, vendar je v ozadju mehanizem, ki je zelo zapleten. Raziskave v zadnjih desetih letih so pripomogle k temu, da bistvene sestavine prepoznavanja tujkov zdaj v glavnem že razumemo. Pri tem imajo pomembno vlogo Tollu podobni receptorji na površini celic. Gre za skupino sorodnih beljakovin, ki so zasidrane v celično membrano in so sposobne vezati različne sestavine mikrobnih celic, vezava pa povzroči kaskado signalnih reakcij v celici.

Jutri (v torek, 23. marca) bo ob 13. uri o omenjenih biokemijskih mehanizmih predaval lanski Zoisov nagrajenec za vrhunske znanstvene dosežke Roman Jerala s Kemijskega inštituta. S svojo skupino je pomembno prispeval k razumevanju procesov prepoznavanja mikroorganizmov, spoznanja s tega področja pa odpirajo možnosti za nove načine zdravljenja. Predavanje bo v okviru 18. dnevov Jožefa Stefana v veliki predavalnici IJS.

Isti predavatelj pa je 18. marca (v vabilu je pomotoma naveden datum 11.3.) predaval o sintezni biologiji na znanstvenem večeru na dvorcu Zemono v organizaciji Univerze v Novi Gorici. Kot vodja doslej že štirih študentskih ekip iz sintezne biologije je verjetno znan tudi širši javnosti.

Delo njegove skupine je predstavljeno v zborniku - reviji Quark letnika 2008 (v angleškem jeziku).

11. mar. 2010

Teden možganov

Letošnji Teden možganov v organizaciji društva Sinapsa bo potekal v več slovenskih krajih med 15. in 21. marcem. Osrednja tema je tokrat doživljanje ljubezni, sreče in strasti - vse to se dogaja predvsem v možganih, kjer potekajo zapleteni biokemijski procesi.

Ker so prireditve Tedna možganov namenjene različnim ciljnim skupinam, bodo nekatere precej poljudne, druge pa tudi ustrezno strokovne, saj bodo pri izvedbi sodelovali nekateri ugledni slovenski nevrologi.

Program Tedna možganov je raznolik. Vključeval bo oglede filmov, ki jim bo sledila razprava ali predstavitev strokovne teme, za predšolske in šolske otroke bodo pripravili delavnice, bolj zahtevne (a še vedno poljudne) pa bodo predstavitve v Ljubljani 17.3. (od 15h do 17:30), ko bodo strokovnjaki predstavili deset aktualnih tem nevroznanosti, 18.3. (od 16h do 18:30) s predavanji na pretežno nevropsihološke teme in 19.3. (od 16h naprej), ko bodo na predavanjih in okrogli mizi govorili o 'stikalih za srečo' .

Možgani so verjetno najbolj zapleten človekov organ, v katerem celice veliko večino življenja odmirajo, kljub temu pa delujejo vsaj prvo tretjino življenja čedalje bolj učinkovito. Ustvarjanje povezav med celicami, utrjevanje povezav in prekinjanje povezav so osnova razvoja telesne koordinacije, interpretacije signalov in odzivanja na okolje, spominjanja (in pozabljanja) in nenazadnje občutka sreče. Tu so si biologija, kemija, psihologija in medicina verjetno najbližje in za vse je ostalo še veliko dela, da bomo možgane res razumeli.

8. mar. 2010

Genomika vinske trte v Ajdovščini

Preko Slovenskega biokemijskega društva smo dobili vabilo na predavanje, ki bo (zaradi izredno slabega vremena prestavljeno z 9. na) predvidoma 23. marca ob 17. uri v Univerzitetnem središču Ajdovščina. Predavala bo dr. Federica Cattonara, ki je vodja skupine za določanje nukleotidnih zaporedij na Inštitutu za apikativno genomiko (IGA) v bližnjem Vidmu (Udine, IT).

V Vidmu imajo aparature, ki omogočajo prave genomske raziskave: 4 klasične sekvenatorje (vsak s 96 vzporednimi analizami) s skupno kapaciteto do 6 milijonov nukleotidov dnevno in eno napravo nove generacije s kapaciteto 1,8 milijarde nukleotidov dnevno. Ob tem je seveda potrebna še ustrezna računalniška podpora. Skupaj na centru dela 40 ljudi, center pa obsega 400 kv. metrov laboratorijev. Slovenija takega centra seveda ne premore. Vprašanje je, ali je to posledica tega, da v Sloveniji ne potekajo (tako obsežne) raziskave genomskih zaporedij, ali pa je zadeva obrnjena, in genomske raziskave na taki ravni ne potekajo, ker pač ne morejo zaradi manjkajoče opreme.

Dobri dve leti nazaj so določili genom vinske trte sorte modri pinot. Nadaljevanje raziskav je potekalo na več ravneh. Preiskali so transkriptom iste sorte, analizirali pa še genom sorte furlanski tokaj. Pri tem so odkrili, da so razlike v genomih trt različnih sort nenavadno velike. Medtem ko so furlanski tokaj analizirali s klasičnim postopkom, zdaj uporabljajo napravo nove generacije za določitev genomov še desetih drugih sort in klonov. Pri tem so se predvsem osredotočili na ugotavljanje različno dolgih vstavitev (insercij) in izpadov (delecij) ter polimorfizma posameznih nukleotidov. Njihovi rezultati bodo pomembni za delo najpomembnejše pokrajinske trsnice v kraju Rauscedo vzhodno od Vidma.

1. mar. 2010

DNA nadškofa Desmonda Tutuja

Človek hočeš nočeš v izpitna vprašanja vključi kaj, kar je ravno prebral. To se ne zgodi nepremišljeno, pač pa zato, ker že vprašanje pove, da je to, kar se morajo študenti učiti, res povezano s tem, kar se ravnokar dogaja okrog nas.

Prejšnji petek sem tako sestavljal vprašanja za izpit iz Tehnologije rekombinantne DNA in eno od trinajstih vprašanj je bilo povezano z novico, ki jo je objavila revija Nature en dan pred tem. Raziskovalci so namreč določili nukleotidno zaporedje genoma južnoafriškega nadškofa Desmonda Tutuja (ki je iz skupine Bantujev) in nekega neznanega moškega iz skupine Grmičarjev (Bušmanov), še trem Grmičarjem pa so določili samo zaporedja, ki zapisujejo za proteine. Vsi preiskani genomi so bili genomi moških, starih okrog 80 let. Vprašanje je bilo, kako so določili zaporedja, v čem je bil smisel te raziskave in v katero znanstveno disciplino sodijo tovrstne analize.

Sicer je izpit pisalo samo 8 študentov, a nihče ni dobil vseh 5 točk za to vprašanje. Večina je menila, da so nukleotidna zaporedja določili po postopku, ki so ga do nedavno uporabljali za določanje genomov mikroorganizmov, pa tudi za ponovno določanje zaporedij človeka. Ta odgovor je sicer do neke mere logičen, ni pa čisto pravilen. V zadnjih dveh letih se je zelo razmahnila uporaba novih metod za določanje nukleotidnih zaporedij, ki temeljijo na masivno paralelnih postopkih. Hkrati namreč teče več (sto) tisoč reakcij, v vsaki pa določijo samo po nekaj deset nukleotidov zaporedja. Ker pa je osnova zaporedja vseh ljudi dovolj ohranjena, je ta kratka zaporedja možno z veliko natančnostjo umestiti na točno določeno mesto v genomu.

Izpitni odgovori glede smisla takih raziskav so bili v glavnem usmerjeni v primerjalno genomiko - primerjavo med južnoafriškimi ljudstvi, čeprav je šlo več kot samo za to. Nadškof Tutu je star 79 let, Grmičarji pa so bili starejši od 85 let in vsi so bili zdravi. Razen tega, da bi dobili vpogled v genetsko raznolikost Grmičarjev (čeprav je s samo štirimi preiskovanci tokrat šlo samo za prvo predstavo), so lahko tudi z veliko gotovostjo trdili, da nobena od razlik med posamezniki ni povezana z nagnjenostjo k razvoju bolezni.

O raznolikosti genomov znotraj istega afriškega ljudstva so zapisali (npr. v reviji Time), da je razlika med dvema Grmičarjema, ki živita tako blizu skupaj, da bi se lahko odpravila na obisk peš, večja kot je med povprečnim Evropejcem in povprečnim Azijcem. To pa niti ni tako nenavadno, saj se je človek razvil v Afriki in zato je evolucija genomov na tej celini trajala dalj kot drugod.

Nadškof ni bil tako zdrav kot ostali preiskovanci, saj je prebolel tuberkulozo in poliomielitis, zdravil pa se je tudi za rakom prostate. S primerjavo genomov bi bilo mogoče tudi za afričane z večjo gotovostjo povezati polimorfizme posameznih nukleotidov (SNP) z zdravstveno sliko in reakcijami na zdravila. Tu pa se srečamo s področjem farmakogenomike, ki je za afričane še precej v povojih.

26. jan. 2010

Pet naj-člankov

Pri reviji The Scientist so decembra izbrali pet najbolj vročih člankov s področja biologije, ki so izšli v zadnjih dveh letih. Izbor je temeljil na seznamih desetih najpogosteje citiranih znanstvenih člankov, ki jih vsaka dva meseca objavijo na portalu Science Watch (ta je v lasti podjetja Thomson Reuters, bolj znanega po svojih orodjih: Web of Science, BIOSIS, Journal Citation Reports (kjer računajo faktorje vpliva za posamezne revije in področja),... nenazadnje pa tudi po novinarski agenciji Reuters).

Izbrani članki, ki so bili v dveh letih citirani po več kot 500-krat, so z dveh ožjih področij: genomike in izvornih celic, vseh pet pa je izšlo že leta 2007 v revijah Cell in Nature - obe sodita v sam vrh najuglednejših revij na področju ved o življenju.

Dva članka, ki obravnavata izvorne celice, opisujeta postopke za pripravo pluripotentnih celic iz diferenciranih odraslih celic oziroma postopek reprogramiranja celic.

Trije članki s področja genomike pa so nekoliko bolj raznoliki po vsebini. En članek poroča o izsledkih analize metilacijskega vzorca histonov, na katere je navita jedrna DNA v nukleosomih. Naslednji članek opisuje polimorfizme posameznih nukleotidov (SNP) v človekovem genomu, kjer so našli več kot 3 milijone mest, po katerih se večina ljudi razlikuje med seboj, tretji članek pa predstavlja prve rezultate projekta ENCODE, ki je analiziral funkcionalne elemente v 1 % človekovega genoma.

Originalni članek o izbranih raziskavah je dostopen na spletnem naslovu revije The Scientist.

21. jan. 2010

Dosežki leta 2009

Z enomesečno zamudo (pa vendar...) omenjam seznam dosežkov v znanosti, ki so po mnenju urednikov prestižne revije Science bili najpomembnejši v minulem letu.

Na prvo mesto so postavili odkritja, povezana s fosilnimi najdbami prednika človeka, vrste Ardipithecus ramidus. Okostje, staro 4,4 milijone let, bo morda postalo tako znano kot je (več kot miljon let mlajša) Lucy in okostja neandertalcev. Ardi so našli v Etiopiji leta 1992 (Lucy so našli 18 let prej), njeno okostje pa je skoraj popolno. Gre za najstarejšega prednika hominidov, pri njej pa se že nakazujejo prve spremembe, ki kažejo na morda občasno pokončno hojo. Čeprav je bila po višini bolj podobna opicam (120 cm; sicer pa je bila podobno majhna tudi Lucy), pa se jasno loči od opic, hkrati pa je tudi precej različna od avstralopitekov, ki so se razvili kasneje. Razlog, zakaj je trajalo kar 17 let od odkritja prvih kosti do objave serije člankov (oktobra lani), je v slabi ohranjenosti kosti, zelo zahtevni rekonstrukciji in pa v globini raziskav, saj so hkrati želeli zbrati čim več podatkov o okolju, v katerem je Ardi živela.

Mesta 2 - 10 so enakovredna, torej gre za devet ostalih zelo pomembnih odkritij, ki so že ali pa še bodo vplivali na razumevanje sveta. Ta odkritja so:

- spremljanje visokoenergetskega rentgenskega sevanja pulzarjev,
- odkritje receptorjev za rastlinski hormon abscizinsko kislino,
- odkritje magnetnih enopolov (monopolov) v titanovih spojinah,
- odkritje, da imunosupresivno zdravilo rapamicin podaljšuje življenjsko dobo miši,
- dokaz, da je v globokih kraterjih na Luninih polih zmrznjena voda,
- ponovni uspehi pri genskem zdravljenju nekaterih bolezni,
- nove raziskave lastnosti grafena,
- prenova in izboljšano delovanje teleskopa Hubble,
- zagon visokozmogljivega rentgenskega laserja (LCLS).

Hkrati uredniki pogledajo tudi v novo leto in opozorijo na tista področja, kjer je pričakovati pomembna odkritja. Ta so tokrat inducirane pluripotentne celice (o katerih sem lani že večkrat pisal), alfa-magnetni spektrometer na mednarodni vesoljski postaji, raziskave eksoma, boj proti raku na osnovi vplivanja na metabolični proces glikolize [1], odločanje o novem ciklu človekovih poletov v vesolje.

Med dosežki je morda več tem s področja astronomije, kar je morda tudi posledica tega, da se izteka mednarodno leto astronomije. Vseeno pa je še vedno med najpomembnejšimi veliko molekularnobioloških tem. Dela je še veliko!

Članki (1, 2, 3) z opisi dosežkov so žal dostopni samo naročnikom in z računalnikov univerz in inštitutov.

7. jan. 2010

Novosti v molekularni biologiji

Tako kot lani sem tudi v tem študijskem letu študentom 2. letnika Biokemije pri seminarjih dal nalogo, da si izberejo neko novico s področja biokemije in molekularne biologije in jo predstavijo letniku, vsaj na kratko pa tudi na spletu. Razširjenih seminarjev sicer ni na spletu, so pa povzetki, in če koga zanima, katere teme se zdijo zanimive študentom, ki so si izbrali študij biokemije, si lahko kazalo novic po področjih ogleda na (novem in še precej nedodelanem) wikiju Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo UL.

S kazala lahko kliknete na naslove in prišli boste do povzetkov - praktično, če zadnja dva meseca niste uspeli prebirati znanstvenih revij s tega področja :-)

Kot vsako leto je tudi letos največje zanimanje za teme, povezane z boleznimi, delovanjem živčnega sistema in s področja celične biokemije. Uvrstitev v kategorijo je bila prepuščena študentom, pri izboru teme pa je bil edini pogoj, da na dan predstavitve novica ni starejša kot dva meseca.