Doslej je veljalo, da bolezni, ki jih povzročijo proteinski agregati prionskih proteinov, niso ozdravljive. Taka bolezen je pri človeku Creutzfeld-Jakobova bolezen in je sorodna spongiformnim encefalopatijam pri več živalskih vrstah.
Danes pa so na spletni strani revije Nature objavili novico, da so pri poskusnih živalih uspeli v zgodnjih stadijih razvoja prionske bolezni zaustaviti njeno napredovanje in so dosegli ozdravitev. Sklicujejo se na raziskovalni članek iz februarske številke revije Neuron. Analize so opravili na poskusnih transgenskih miših, ki so jih okužili s prioni. Pravzaprav je osnovno odkritje opisano že v članku iste skupine iz leta 2003, tokrat pa so natančneje povezali motnje v obnašanju, sposobnost prepoznavanja in patofiziološke spremembe, predvsem v hipokampusu. Transgenske miši so bile pripravljene tako, da so jim lahko po določenem času po okužbi s prionom prekinili sintezo nepatogene oblike prionskega proteina. Če bi ta protein bil prisoten, bi se verjetno vezal na prionski protein, kar bi povečalo agregate in posledično povzročilo večje poškodbe možganov.
Ugotovili so, da po prekinitvi sinteze prionskega proteina - kljub predhodni okužbi s patogeno obliko priona - poškodbe možgan ne napredujejo, pač pa se stanje izboljšuje, vzporedno s tem pa se kaže tudi izboljšanje sposobnosti prepoznavanja in vedenjski vzorci pri poskusnih miših. Izkazalo se je, da lahko s testi sposobnosti pri miših odkrijejo bolezen, še preden je mogoče najti poškodbe v možganih (tudi to je bilo znano že prej). Hkrati so ugotovili, da niti poslabšanje niti izboljšanje stanja nista povezana s količino prisotne patogene oblike prionskega proteina - to pa nakazuje drugačen mehanizem nevrotoksičnosti kot ga je doslej zagovarjala večina raziskovalcev prionskih bolezni. Zato avtorji članka predpostavljajo, da mora obstajati nek drug nevtrotoksični agens, ki je povezan s procesom pretvorbe normalnega prionskega proteina v prionski agregat.
Ne glede na to, kako točno se razvije bolezen, pa postaja jasno, da je v zgodnjih stadijih prionskih bolezni mogoče doseči ozdravitev, če preprečimo nastajanje nepatogene oblike prionskega proteina v celicah. Zdaj se je treba usmeriti na snovi, s katerimi bi lahko dosegli ta cilj. Morda je pacientov premalo, da bi velika farmacevtska podjetja vlagala velika sredstva v odkrivanje in razvoj zdravil, gotovo pa je bolezen še vedno velik izziv za raziskovalce.
31. jan. 2007
29. jan. 2007
Manchesterski interdisciplinarni biocenter
Konec oktobra lani je Univerza v Manchestru odprla novo središče za biološko usmerjene raziskave, MIB. Vrednost projekta je bila 57 milijonov EUR, v centru pa bo delovalo 80 raziskovalnih skupin.
Univerza v Manchestru je (po 'šanghajskem seznamu' 500 najboljših svetovnih univerz) peta najboljša univerza v Veliki Britaniji in deveta v Evropi. Čeprav je ena največjih univerz v Angliji, ima skupaj 26.500 dodiplomskih in 9200 podiplomskih študentov (Univerza v Ljubljani ima 48.000 vpisanih študentov na dodiplomskih in 3600 na podiplomskih programih - pri tem ni vštetih 1100 študentov na 2. in 3. stopnji bolonjskih programov).
MIB je povsem nova stavba s 6 nadstropji in 13.ooo kv. metri prostora, kjer bo delalo več kot 500 raziskovalcev. Približno 60 % jih prihaja s področij inženirstva, fizike, matematike in računalništva, 40 % pa s področja biologije in medicine. V stavbi bodo nekateri podporni laboratoriji, ki bodo opravljali sinteze in analize za večje število raziskovalnih skupin, tako da bo veliko večino dela mogoče opraviti znitraj iste stavbe.
Eno nadstropje v novozgrajenem centru zavzema Center za integrativno biologijo sistemov, katerega vrednost je skoraj 10 milijonov EUR. Večino analiz naj bi opravili na kvasovki Saccharomyces cerevisae kot modelnem evkariontskem organizmu.
Zakaj (spet) pišem o novogradnjah, denarju in kvadratnih metrih? Preprosto ker brez ustreznih vlaganj v infrastrukturo ne moremo pričakovati vrhunskih rezultatov. Pri nas še vedno prevladuje mišljenje, da so važne ideje in delavnost, ostalo pa bo že kako. Univerza v Manchestru po številu študentov ne dosega ljubljanske, pa je uspela pridobiti ogromna sredstva in jih namenila za raziskovalni center, ki ji bo prinesel konkurenčno prednost. Univerza se pohvali, da se vsako leto v 1. letnik želi vpisati več kot 63.000 študentov, vpišejo pa le najboljših 9.000...
Univerza v Manchestru je (po 'šanghajskem seznamu' 500 najboljših svetovnih univerz) peta najboljša univerza v Veliki Britaniji in deveta v Evropi. Čeprav je ena največjih univerz v Angliji, ima skupaj 26.500 dodiplomskih in 9200 podiplomskih študentov (Univerza v Ljubljani ima 48.000 vpisanih študentov na dodiplomskih in 3600 na podiplomskih programih - pri tem ni vštetih 1100 študentov na 2. in 3. stopnji bolonjskih programov).
MIB je povsem nova stavba s 6 nadstropji in 13.ooo kv. metri prostora, kjer bo delalo več kot 500 raziskovalcev. Približno 60 % jih prihaja s področij inženirstva, fizike, matematike in računalništva, 40 % pa s področja biologije in medicine. V stavbi bodo nekateri podporni laboratoriji, ki bodo opravljali sinteze in analize za večje število raziskovalnih skupin, tako da bo veliko večino dela mogoče opraviti znitraj iste stavbe.
Eno nadstropje v novozgrajenem centru zavzema Center za integrativno biologijo sistemov, katerega vrednost je skoraj 10 milijonov EUR. Večino analiz naj bi opravili na kvasovki Saccharomyces cerevisae kot modelnem evkariontskem organizmu.
Zakaj (spet) pišem o novogradnjah, denarju in kvadratnih metrih? Preprosto ker brez ustreznih vlaganj v infrastrukturo ne moremo pričakovati vrhunskih rezultatov. Pri nas še vedno prevladuje mišljenje, da so važne ideje in delavnost, ostalo pa bo že kako. Univerza v Manchestru po številu študentov ne dosega ljubljanske, pa je uspela pridobiti ogromna sredstva in jih namenila za raziskovalni center, ki ji bo prinesel konkurenčno prednost. Univerza se pohvali, da se vsako leto v 1. letnik želi vpisati več kot 63.000 študentov, vpišejo pa le najboljših 9.000...
26. jan. 2007
Nanotehnologija za zaznavanje posameznih molekul
V reviji Nanotechnology bo 31. januarja izšel članek (trenutno je prosto dostopen v celoti) o nanotehnološkem načinu detekcije posameznih molekul mRNA v celici.
Doslej se je zdelo, da je že mogoče zaznati vsako molekulo mRNA v nekem vzorcu, vendar če bi postopek pogledali natančno, temu ne bi mogli v celoti pritrditi. Postopek je naslednji: iz majhnega vzorca tkiva izoliramo mRNA, jo z encimom reverzno transkriptazo prepišemo v DNA in s pomočjo biočipov identificiramo, katere mRNA so bile v vzorcu. Vendar se na tak način ne da enostavno zaznati molekul, ki v celicah nastopajo v majhnem številu kopij, saj so se v postopku lahko izgubile. Računajo, da je v povprečni človeški celici 300.000 molekul mRNA in to okrog 30.000 različnih s povprečno dolžino 1500 nukleotidov. Jasno je torej, da nekatere mRNA najdemo le v par kopijah, kar pa ne pomeni, da gre za nepomembne transkripte, saj nekateri regulatorni proteini lahko opravijo pomembno funkcijo tudi ob majhnem številu proteinskih molekul.
Z analizo molekul mRNA lahko pripravimo profil izražanja genov, ki je pomemben podatek o fiziološkem stanju celice. Tovrstni profili so lahko pomembni tudi za diagnostiko, izbor in preverjanje uspešnosti zdravljenja. Za rutinsko analizo je pomembno, da je profil mogoče izdelati iz majhnega števila celic in da je mogoče zaznati tudi redke transkripte (torej molekule mRNA, ki so prisotne v manj kot 10 kopijah v celici). S tem, ko bi lahko analizirali posamezne celice, ne pa heterogenih vzorcev iz biopsije, bi bil vpogled v transkriptom bolj natančen, ker ne bi bilo šuma signalov iz celic, ki nas v analizi ne zanimajo.
Novi nanotehnološki način identifikacije transkriptov uporablja specifičnost rezanja DNA z restrikcijskimi encimi, končna detekcija pa poteka s pomočjo mikroskopa na atomsko silo (AFM). V članku opisujejo sicer le metodo, ki je niso izvedli z mRNA kot osnovo, pač pa z DNA z znanimi lastnostmi. [Lahko pa si je predstavljati, da bi enako naredili tudi z mRNA, ki bi jo najprej obratno prevedli v cDNA.] Linearno DNA so položili in fiksirali na inerten nosilec in jo rezali z restiktazami, ki prepoznajo zaporedje 4 točno določenih baznih parov. Po rezanju so v verigi nastale zareze; vzorec DNA so sprali in posušili z dušikom, nato pa določili dolžine fragmentov pritrjene DNA (v nm oziroma baznih parih).
Ključno je, da restriktaze, ki prepoznajo 4 bp, v povprečju režejo na 256 bp, kar pomeni, da bi večino mRNA (oziroma cDNA) lahko razrezali z encimi na način, da bi razpadla na zadostno število točno določenih dolžin fragmentov. To bi bila neke vrste črtna koda transkripta in dobra osnova za identifikacijo.
Kratko novico o tem dosežku najdete tudi na strani Science Direct.
Doslej se je zdelo, da je že mogoče zaznati vsako molekulo mRNA v nekem vzorcu, vendar če bi postopek pogledali natančno, temu ne bi mogli v celoti pritrditi. Postopek je naslednji: iz majhnega vzorca tkiva izoliramo mRNA, jo z encimom reverzno transkriptazo prepišemo v DNA in s pomočjo biočipov identificiramo, katere mRNA so bile v vzorcu. Vendar se na tak način ne da enostavno zaznati molekul, ki v celicah nastopajo v majhnem številu kopij, saj so se v postopku lahko izgubile. Računajo, da je v povprečni človeški celici 300.000 molekul mRNA in to okrog 30.000 različnih s povprečno dolžino 1500 nukleotidov. Jasno je torej, da nekatere mRNA najdemo le v par kopijah, kar pa ne pomeni, da gre za nepomembne transkripte, saj nekateri regulatorni proteini lahko opravijo pomembno funkcijo tudi ob majhnem številu proteinskih molekul.
Z analizo molekul mRNA lahko pripravimo profil izražanja genov, ki je pomemben podatek o fiziološkem stanju celice. Tovrstni profili so lahko pomembni tudi za diagnostiko, izbor in preverjanje uspešnosti zdravljenja. Za rutinsko analizo je pomembno, da je profil mogoče izdelati iz majhnega števila celic in da je mogoče zaznati tudi redke transkripte (torej molekule mRNA, ki so prisotne v manj kot 10 kopijah v celici). S tem, ko bi lahko analizirali posamezne celice, ne pa heterogenih vzorcev iz biopsije, bi bil vpogled v transkriptom bolj natančen, ker ne bi bilo šuma signalov iz celic, ki nas v analizi ne zanimajo.
Novi nanotehnološki način identifikacije transkriptov uporablja specifičnost rezanja DNA z restrikcijskimi encimi, končna detekcija pa poteka s pomočjo mikroskopa na atomsko silo (AFM). V članku opisujejo sicer le metodo, ki je niso izvedli z mRNA kot osnovo, pač pa z DNA z znanimi lastnostmi. [Lahko pa si je predstavljati, da bi enako naredili tudi z mRNA, ki bi jo najprej obratno prevedli v cDNA.] Linearno DNA so položili in fiksirali na inerten nosilec in jo rezali z restiktazami, ki prepoznajo zaporedje 4 točno določenih baznih parov. Po rezanju so v verigi nastale zareze; vzorec DNA so sprali in posušili z dušikom, nato pa določili dolžine fragmentov pritrjene DNA (v nm oziroma baznih parih).
Ključno je, da restriktaze, ki prepoznajo 4 bp, v povprečju režejo na 256 bp, kar pomeni, da bi večino mRNA (oziroma cDNA) lahko razrezali z encimi na način, da bi razpadla na zadostno število točno določenih dolžin fragmentov. To bi bila neke vrste črtna koda transkripta in dobra osnova za identifikacijo.
Kratko novico o tem dosežku najdete tudi na strani Science Direct.
25. jan. 2007
Kuga - včeraj, danes, jutri...
Čeprav ima kuga prizvok srednjeveške neozdravljive bolezni, ki je pobila cela mesta, v resnici (v 21. stoletju) ni tako zelo nevarna bolezen, saj bi proti povzročitelju, bakteriji Yersinia pestis, lahko uporabili antibiotik. V resnici je še največji problem pri pljučni obliki kuge, da bolezen tako hitro napreduje, da je takrat, ko bi jo zanesljivo diagnosticirali, že prepozno za zdravljenje, saj bi bila okužba že preveč razširjena. Bolniki pogosto umrejo že v treh do štirih dneh. Ker obstaja nevarnost, da bi do seva povzročitelja lahko prišli teroristi, raziskovalci kljub temu, da je dandanes bolezen zelo redka, poskušajo razumeti njen razvoj in natančno preučiti povzročitelja. Seveda je končni cilj priprava učinkovitejših načinov zdravljenja.
V jutrišnji številki revije Science bo izšel članek, v katerem ameriški avtorji poročajo, da so odkrili način, kako upočasniti razvoj bolezni. Ker so začetni simptomi podobni kot pri gripi, obstaja namreč resna nevarnost, da bi bilo zdravljenje lahko napačno, saj na primer v razvitem svetu zdravniki ne bi posumili, da gre za okužbo z jersinijo. Kot so danes objavili na portalu EurekAlert, so poskuse izvajali na miših, saj so ugotovili, da je razvoj bolezni zelo podoben kot pri človeku. Pljuča se namreč napolnijo s tekočino, polno bakterij in vnetnih celic. S krvjo se kasneje bakterije naselijo tudi v vranici in drugih organih, kmalu zatem pa živali poginejo. V pljučih so ugotovili, da so žepi infecije obdani s krvnimi strdki, ki preprečujejo raznos bakterij v okoliško tkivo. Ker pa do prenosa prej ko slej pride, so že predhodne raziskave prebitje te pregrade povezovale z encimom PLA (aktivatorjem plazminogena).
V objavljeni raziskavi so hoteli preveriti, ali ima res PLA odločilno vlogo pri širjenju patogenih bakterij. Izvedba je bila dokaj preprosta, saj so miši okužili z Y. pestis, ki ni proizvajala encima PLA. Ugotovili so, da se je okužba dalj časa zadržala v pljučih, potem pa je vseeno prešla na vranico. Miši so poginile, a bistveno kasneje kot v primeru, če je bil PLA aktiven. Glede na to, da so molekule PLA znana tarča za zdravila proti trombozi in infarktu, ima farmacevtska industrija na voljo dovolj učinkovin, ki bi lahko zavrla delovanje tega encima. Če bi torej v primerih, ko bi sumili na okužbo z jersinijo, bolnikom dali tudi zdravilo, usmerjeno proti PLA, bi se bolezen počasneje razvila in bi tudi antibiotiki lahko delovali še preden bi prišlo do prenosa povzročitelja kuge v druge organe.
V jutrišnji številki revije Science bo izšel članek, v katerem ameriški avtorji poročajo, da so odkrili način, kako upočasniti razvoj bolezni. Ker so začetni simptomi podobni kot pri gripi, obstaja namreč resna nevarnost, da bi bilo zdravljenje lahko napačno, saj na primer v razvitem svetu zdravniki ne bi posumili, da gre za okužbo z jersinijo. Kot so danes objavili na portalu EurekAlert, so poskuse izvajali na miših, saj so ugotovili, da je razvoj bolezni zelo podoben kot pri človeku. Pljuča se namreč napolnijo s tekočino, polno bakterij in vnetnih celic. S krvjo se kasneje bakterije naselijo tudi v vranici in drugih organih, kmalu zatem pa živali poginejo. V pljučih so ugotovili, da so žepi infecije obdani s krvnimi strdki, ki preprečujejo raznos bakterij v okoliško tkivo. Ker pa do prenosa prej ko slej pride, so že predhodne raziskave prebitje te pregrade povezovale z encimom PLA (aktivatorjem plazminogena).
V objavljeni raziskavi so hoteli preveriti, ali ima res PLA odločilno vlogo pri širjenju patogenih bakterij. Izvedba je bila dokaj preprosta, saj so miši okužili z Y. pestis, ki ni proizvajala encima PLA. Ugotovili so, da se je okužba dalj časa zadržala v pljučih, potem pa je vseeno prešla na vranico. Miši so poginile, a bistveno kasneje kot v primeru, če je bil PLA aktiven. Glede na to, da so molekule PLA znana tarča za zdravila proti trombozi in infarktu, ima farmacevtska industrija na voljo dovolj učinkovin, ki bi lahko zavrla delovanje tega encima. Če bi torej v primerih, ko bi sumili na okužbo z jersinijo, bolnikom dali tudi zdravilo, usmerjeno proti PLA, bi se bolezen počasneje razvila in bi tudi antibiotiki lahko delovali še preden bi prišlo do prenosa povzročitelja kuge v druge organe.
24. jan. 2007
Objavljen osnutek človekovega metaboloma
Kanadska vlada je doslej namenila že 600 milijonov kanadskih dolarjev za projekte v okviru programa Genome Canada s ciljem, da Kanada postane vodilna na področju genomike in proteomike. S tem denarjem so ustanovili 6 centrov za genomiko v različnih delih države, financirajo pa tudi vrsto raziskav. Med drugim so s 7,5 milijoni dolarjev podprli raziskave metaboloma. Po dveh letih in pol dela 50 raziskovalcev so v januarski številki revije Nucleic Acids Research predstavili podatke o opravljenem delu. Vsi podatki so prosto na voljo na naslovu http://www.hmdb.ca/ in so zbrani iz literature ter z analizami vzorcev urina, krvi in cerebrospinalne tekočine.
Metabolom je celoten nabor metabolitov z molekulsko maso pod 1500 Da, ki je značilen za določeno celico, organ ali organizem. Skupaj s preostalimi pomembnimi ~omi: genomom, transkriptomom in proteomom, predstavlja osnovo biologije sistemov.
V obvestilu za javnost, ki so ga izdali včeraj, so zapisali, da gre za grobo verzijo človekovega metaboloma in prvo celovito predstavitev metabolitov, ki jih najdemo pri človeku. Baza podatkov, ki jo še vedno nadgrajujejo, trenutno obsega 2500 metabolitov, 1200 učinkovin in 3500 sestavin hrane, ki jih najdemo v telesu. Metabolomika, veda, ki se ukvarja z določitvijo metaboličnega statusa posameznika, je za farmacevtsko industrijo in za medicino zelo pomembna veda. Prisotnost posameznih metabolitov in njihova koncentracija je namreč tesno povezana s fiziološkim in zdravstvenim stanjem posameznika, po drugi strani pa gre za zelo spreminjajoče se podatke, saj je stanje odvisno tako od genetske zasnove posameznika, kot tudi od okolja, prehrane in zdravja v nekem določenem trenutku.
Za rutinske analize danes izkoriščamo le 1 % vseh znanih metabolitov, preostali pa skrivajo mnogo pomembnih podatkov. Analize metaboloma niso več tako drage kot so bile, zato računajo, da bi s kompleksno analizo bistveno prispevali k pravilni diagnostiki in izboru zdravljenja. Še vedno pa analize zahtevajo drage aparature kot sta naprava za jedrsko magnetno resonanco in za masno spektroskopijo, s katerima analiziramo vzorce iz kapilarne elektroforeze ali plinske kromatografije.
Metabolom je celoten nabor metabolitov z molekulsko maso pod 1500 Da, ki je značilen za določeno celico, organ ali organizem. Skupaj s preostalimi pomembnimi ~omi: genomom, transkriptomom in proteomom, predstavlja osnovo biologije sistemov.
V obvestilu za javnost, ki so ga izdali včeraj, so zapisali, da gre za grobo verzijo človekovega metaboloma in prvo celovito predstavitev metabolitov, ki jih najdemo pri človeku. Baza podatkov, ki jo še vedno nadgrajujejo, trenutno obsega 2500 metabolitov, 1200 učinkovin in 3500 sestavin hrane, ki jih najdemo v telesu. Metabolomika, veda, ki se ukvarja z določitvijo metaboličnega statusa posameznika, je za farmacevtsko industrijo in za medicino zelo pomembna veda. Prisotnost posameznih metabolitov in njihova koncentracija je namreč tesno povezana s fiziološkim in zdravstvenim stanjem posameznika, po drugi strani pa gre za zelo spreminjajoče se podatke, saj je stanje odvisno tako od genetske zasnove posameznika, kot tudi od okolja, prehrane in zdravja v nekem določenem trenutku.
Za rutinske analize danes izkoriščamo le 1 % vseh znanih metabolitov, preostali pa skrivajo mnogo pomembnih podatkov. Analize metaboloma niso več tako drage kot so bile, zato računajo, da bi s kompleksno analizo bistveno prispevali k pravilni diagnostiki in izboru zdravljenja. Še vedno pa analize zahtevajo drage aparature kot sta naprava za jedrsko magnetno resonanco in za masno spektroskopijo, s katerima analiziramo vzorce iz kapilarne elektroforeze ali plinske kromatografije.
23. jan. 2007
Prioni: so odkrili protein X ?
Leta 1997 so podelili Nobelovo nagrado za fiziologijo Stanleyu Prusinerju za njegovo razlago mehanizma razvoja prionskih bolezni, kakršne so bovina spongiformna encefalopatija (BSE), praskavec pri ovcah in Creutzfeldt-Jakobova bolezen pri človeku. Za razliko od ostalih povzročiteljev bolezni so po Prusinerjem mnenju edini povzročitelji teh bolezni proteini. Še posebej sporno je bilo, da so se prionski proteini sami sposobni 'množiti', brez prisotnosti nukleinskih kislin. Kasneje so ugotovili, da je prionski protein v živčnih celicah vedno prisoten, vendar ne povzroča nobene bolezni. Šele, ko se njegova struktura spremeni, tako da zavzame pretežno beta-strukturo, se začnejo prej nenevarne molekule spreminjati v patogeno obliko z beta-strukturo in zlepljati druga na drugo. Tako nastanejo znotraj živčnih celic proteinski agregati, ki povsem porušijo delovanje celice, ta pa posledično odmre. Razen tega se prionski agregati zbirajo tudi v zunajceličnem prostoru.
Obnašanje izoliranega prionskega proteina pa je v resnici drugačno kot v celici. Prehod v beta-strukturo je mogoče doseči le z uporabo povsem nefizioloških pogojev. Zato so menili, da pri pretvorbi struktur deluje še nek drug protein, protein X. Z iskanjem tega proteina se še vedno ukvarja tudi skupina dr. Prusinerja na Kalifornijski univerzi v San Franciscu.
Leta 1994 so podoben proces induktivne verižne spremembe konformacije odkrili tudi pri kvasovkah. Čeprav pri kvasovkah seveda ne moremo preučevati razvoja bolezni, pa so zaradi hitre rasti in preprostega opazovanja zelo primerni poskusni organizmi. Sprva so odkrili protein Ure2, dve leti kasneje pa še Sup35. Za oba je značilno, da se v 'patogeni' obliki lahko preneseta tudi na hčerinsko celico, ko se kvasovka deli. Za učinkovit prenos beta-oblike pa je potrebno sodelovanje drugih proteinov, med katerimi so identificirali več tistih, ki sodelujejo pri kontroli kakovosti zvitja proteinov v celici. Eden od ključnih proteinov, ki so povezani z učinkovitim prenosom 'patogene' oblike, je šaperon Hsp104. Doslej pa ni bilo jasno, ali so potrebni še drugi proteini ali ne.
V članku, ki je izšel danes v reviji PLoS Biology, raziskovalci z Univerze Brown poročajo, da so s poskusi dokazali, da je Hsp104 edini protein, ki vpliva na širitev beta-oblike Sup35. V kvasovkah so izrazili protein Sup35, povezan z zelenim fluorescirajočim proteinom, tako da so lahko opazovali preoblikovanje kompleksov Sup35 in vivo. Opazovali so nastajanje polimerizacijskih jeder beta-strukture v prisotnosti in odsotnosti funkcionalnega šaperona Hsp104. Ugotovili so, da deluje v stopnji, ko beta-strukturni agregati, ki delujejo kot agregacijska jedra, na katera se vežejo 'nepatogene' molekule, razpadejo na manjše enote.
Če bi postopek v celicah višjih evkariontov potekal podobno kot v kvasovkah, bi bilo možno razviti učinkovine, ki bi delovale na tak način, da bi zavrle delovanje šaperona, potrebnega za infektivnost prionskega proteina. Hkrati bi razložili različno obnašanje prionskega proteina v poskusih in vitro in in vivo.
Preprostejši opis raziskave lahko preberete tudi v sporočilu za medije Univerze Brown.
Obnašanje izoliranega prionskega proteina pa je v resnici drugačno kot v celici. Prehod v beta-strukturo je mogoče doseči le z uporabo povsem nefizioloških pogojev. Zato so menili, da pri pretvorbi struktur deluje še nek drug protein, protein X. Z iskanjem tega proteina se še vedno ukvarja tudi skupina dr. Prusinerja na Kalifornijski univerzi v San Franciscu.
Leta 1994 so podoben proces induktivne verižne spremembe konformacije odkrili tudi pri kvasovkah. Čeprav pri kvasovkah seveda ne moremo preučevati razvoja bolezni, pa so zaradi hitre rasti in preprostega opazovanja zelo primerni poskusni organizmi. Sprva so odkrili protein Ure2, dve leti kasneje pa še Sup35. Za oba je značilno, da se v 'patogeni' obliki lahko preneseta tudi na hčerinsko celico, ko se kvasovka deli. Za učinkovit prenos beta-oblike pa je potrebno sodelovanje drugih proteinov, med katerimi so identificirali več tistih, ki sodelujejo pri kontroli kakovosti zvitja proteinov v celici. Eden od ključnih proteinov, ki so povezani z učinkovitim prenosom 'patogene' oblike, je šaperon Hsp104. Doslej pa ni bilo jasno, ali so potrebni še drugi proteini ali ne.
V članku, ki je izšel danes v reviji PLoS Biology, raziskovalci z Univerze Brown poročajo, da so s poskusi dokazali, da je Hsp104 edini protein, ki vpliva na širitev beta-oblike Sup35. V kvasovkah so izrazili protein Sup35, povezan z zelenim fluorescirajočim proteinom, tako da so lahko opazovali preoblikovanje kompleksov Sup35 in vivo. Opazovali so nastajanje polimerizacijskih jeder beta-strukture v prisotnosti in odsotnosti funkcionalnega šaperona Hsp104. Ugotovili so, da deluje v stopnji, ko beta-strukturni agregati, ki delujejo kot agregacijska jedra, na katera se vežejo 'nepatogene' molekule, razpadejo na manjše enote.
Če bi postopek v celicah višjih evkariontov potekal podobno kot v kvasovkah, bi bilo možno razviti učinkovine, ki bi delovale na tak način, da bi zavrle delovanje šaperona, potrebnega za infektivnost prionskega proteina. Hkrati bi razložili različno obnašanje prionskega proteina v poskusih in vitro in in vivo.
Preprostejši opis raziskave lahko preberete tudi v sporočilu za medije Univerze Brown.
22. jan. 2007
Na poti do kiborga
Kiborg, pol človek - pol stroj, je sicer predvsem stvar znanstvene fantastike, vendar nekatere raziskave tečejo v smeri povezovanja mehansko-elektronskih elementov in človeškega telesa. Strokovnajki so že razvili tako imenovane bionske proteze, ki so sposobne opraviti dokaj zapletene naloge in se odzivajo preko živčnih impulzov. Da pa so "oživčili" protezo, so doslej morali na protezo speljati živčne signale s katere od drugih mišic v telesu. Ko človek zavestno premakne to drugo mišico, se signal prenese tudi na protezo, ki se torej odzove na signal iz možganov, vendar posredno, preko oddaljenih mišic.
Na portalu ScienceDaily so danes povzeli novico (članek pa je izšel v januarski številki revije Neurosurgery), da so pripravili, lahko bi rekli vzgojili, živčne aksone, povezane z elektrodami. Elektrod namreč ni mogoče enostavno povezati z živci, če pa živčna vlakna s posebno tehniko vzgojijo tako, da so med rastjo nameščene na pasivne elektrode oziroma na mikročip, pa je to mogoče. Drug del vlaken bi se bil sposoben povezati z obstoječimi živci na mestu poškodbe, elektrode (mikročip) pa bi povezali s protezo. Zaenkrat so dokazali samo, da so na tak način vzgojena živčna vlakna sposobna prevajati impulze. Že prej pa je isti skupini raziskovalcev uspelo vzgojena živčna vlakna presaditi v podgane s poškodovano hrbtenjačo, tam pa so aksoni rasli še naprej.
Potrebnih bo še veliko raziskav in izboljšav, da bodo proteze bolj uporabne in podobne naravnim telesnim delom. Eden od ciljev je tudi, da bi signale iz protez lahko prevajali nazaj v možgane in jih procesirali, torej da bi lahko s protezo tudi "čutili".
Na portalu ScienceDaily so danes povzeli novico (članek pa je izšel v januarski številki revije Neurosurgery), da so pripravili, lahko bi rekli vzgojili, živčne aksone, povezane z elektrodami. Elektrod namreč ni mogoče enostavno povezati z živci, če pa živčna vlakna s posebno tehniko vzgojijo tako, da so med rastjo nameščene na pasivne elektrode oziroma na mikročip, pa je to mogoče. Drug del vlaken bi se bil sposoben povezati z obstoječimi živci na mestu poškodbe, elektrode (mikročip) pa bi povezali s protezo. Zaenkrat so dokazali samo, da so na tak način vzgojena živčna vlakna sposobna prevajati impulze. Že prej pa je isti skupini raziskovalcev uspelo vzgojena živčna vlakna presaditi v podgane s poškodovano hrbtenjačo, tam pa so aksoni rasli še naprej.
Potrebnih bo še veliko raziskav in izboljšav, da bodo proteze bolj uporabne in podobne naravnim telesnim delom. Eden od ciljev je tudi, da bi signale iz protez lahko prevajali nazaj v možgane in jih procesirali, torej da bi lahko s protezo tudi "čutili".
20. jan. 2007
Nov način boja proti HIV-u
Sklad Billa in Melinde Gates je namenil skoraj 14 milijonov USD za raziskave novega načina zdravljenja AIDS-a, ki bi bil cenovno dostopen tudi za revnejše države. Raziskave opravljajo na dveh ameriških univerzah: Univerzi Južne Kalifornije (UCS, kjer sodeluje Viterbijeva inženirska šola) in Kalifornijskem inštitutu za tehnologijo (Caltech). Gre za petletni projekt, ki temelji na genskem zdravljenju.
Gensko zdravljenje ima za seboj približno dvajsetletno burno zgodovino. Po prvih velikih uspehih v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja, je v zadnjih nekaj letih prišlo do velikih dvomov ob nekaterih kliničnih preizkusih, ki so se končali z nepričakovanimi zapleti. Po drugi strani pa smo pred dvema letoma dobili tudi prvo gensko zdravilo za rutinsko uporabo (na Kitajskem, proti raku glave in vratu). Genska zdravila proti HIV razvijajo različne raziskovalne ekipe po svetu že dalj časa, a za zdaj še niso prišli do genskega zdravila, ki bi bilo dovolj učinkovito in hkrati varno.
Virus HIV v telesu imunski sistem le težko prepozna, ker ga obdaja ovoj iz ogljikovih hidratov. Doslej so že razvili nekatera protitelesa, ki se vežejo na virusne delce. Če bi zapise za taka protitelesa vstavili v limfocite B, bi bila v telesu koncentracija nevtralizirajočih protiteles večja in bi lahko prišlo do zaustavitve širjenja virusa. V okviru projekta, ki ga omenjam, so si zadali za cilj, da bi s pomočjo lentivirusov v hematopoezne celice, ki dozorijo v limfocite B, vstavili zapise za protitelesa.
V prvi stopnji so pristop preizkusili na miših in to neposredno na limfocitih B, za katere je značilno, da imajo na svoji površini protein CD20. Rezultate so objavili v reviji PNAS 1. avgusta lani. Zapis za lentivirusni protein Env (protein virusne ovojnice) so nadomestili z dvema manjšima. En protein je bilo protitelo proti CD20, ki je zagotavljalo specifičnost vezave (samo na limfocite B). Lentivirus bi se torej vezal na CD20, kar bi povzročilo endocitozo. V celici bi nastal endosom, ki pa bi se zaradi nizkega pH zlil z membrano in virus bi se sprostil v citosol. Zlitje celične in lentivirusne membrane endosoma je možno samo, če lentivirusna membrana vsebuje protein (FM, ki je bil pravzaprav mutirani Env), ki reagira na spremembo pH. Celoten proces prikazuje slika iz dodatnega gradiva k članku. Po sprostitivi lentivirusnega genoma v citoplazmo bo prišlo do obratnega prepisovanja genomske RNA v DNA, ta pa bo vstopila v jedro in se vključila v celični genom. Če v virusni genom vstavimo transgen (gen za nek nov funkcionalen protein), ga bomo s tem torej prenesli v genom celice, ki smo jo okužili z lentivirusom.
Za opisane raziskave so rabili dve leti, v drugi polovici trajanja projekta pa naj bi spremenili prekurzorske celice in pripravili sistem, ki bi bil direktno uporaben pri ljudeh. Računajo, da bi tak način zdravljenja bil bistveno cenejši od dosedanjih, kar je tudi končni cilj dela.
(Osnovno novico sem povzel po prispevku na EurekAlert.)
Gensko zdravljenje ima za seboj približno dvajsetletno burno zgodovino. Po prvih velikih uspehih v začetku devetdesetih let prejšnjega stoletja, je v zadnjih nekaj letih prišlo do velikih dvomov ob nekaterih kliničnih preizkusih, ki so se končali z nepričakovanimi zapleti. Po drugi strani pa smo pred dvema letoma dobili tudi prvo gensko zdravilo za rutinsko uporabo (na Kitajskem, proti raku glave in vratu). Genska zdravila proti HIV razvijajo različne raziskovalne ekipe po svetu že dalj časa, a za zdaj še niso prišli do genskega zdravila, ki bi bilo dovolj učinkovito in hkrati varno.
Virus HIV v telesu imunski sistem le težko prepozna, ker ga obdaja ovoj iz ogljikovih hidratov. Doslej so že razvili nekatera protitelesa, ki se vežejo na virusne delce. Če bi zapise za taka protitelesa vstavili v limfocite B, bi bila v telesu koncentracija nevtralizirajočih protiteles večja in bi lahko prišlo do zaustavitve širjenja virusa. V okviru projekta, ki ga omenjam, so si zadali za cilj, da bi s pomočjo lentivirusov v hematopoezne celice, ki dozorijo v limfocite B, vstavili zapise za protitelesa.
V prvi stopnji so pristop preizkusili na miših in to neposredno na limfocitih B, za katere je značilno, da imajo na svoji površini protein CD20. Rezultate so objavili v reviji PNAS 1. avgusta lani. Zapis za lentivirusni protein Env (protein virusne ovojnice) so nadomestili z dvema manjšima. En protein je bilo protitelo proti CD20, ki je zagotavljalo specifičnost vezave (samo na limfocite B). Lentivirus bi se torej vezal na CD20, kar bi povzročilo endocitozo. V celici bi nastal endosom, ki pa bi se zaradi nizkega pH zlil z membrano in virus bi se sprostil v citosol. Zlitje celične in lentivirusne membrane endosoma je možno samo, če lentivirusna membrana vsebuje protein (FM, ki je bil pravzaprav mutirani Env), ki reagira na spremembo pH. Celoten proces prikazuje slika iz dodatnega gradiva k članku. Po sprostitivi lentivirusnega genoma v citoplazmo bo prišlo do obratnega prepisovanja genomske RNA v DNA, ta pa bo vstopila v jedro in se vključila v celični genom. Če v virusni genom vstavimo transgen (gen za nek nov funkcionalen protein), ga bomo s tem torej prenesli v genom celice, ki smo jo okužili z lentivirusom.
Za opisane raziskave so rabili dve leti, v drugi polovici trajanja projekta pa naj bi spremenili prekurzorske celice in pripravili sistem, ki bi bil direktno uporaben pri ljudeh. Računajo, da bi tak način zdravljenja bil bistveno cenejši od dosedanjih, kar je tudi končni cilj dela.
(Osnovno novico sem povzel po prispevku na EurekAlert.)
18. jan. 2007
iGEM 2007
Danes sva se s prof. Jeralo s Kemijskega inštituta na kratko pogovarjala glede sodelovanja na mednarodnem tekmovanju iz sintezne biologije iGEM v letu 2007.
Lanska zmaga naše ekipe v svetovni konkurenci je gotovo eden od razlogov, da bomo s sodelavci tudi letos poskusili zbrati študentsko ekipo motiviranih, delovnih in razgledanih študentov različnih študijskih smeri in se ponovno prijaviti. Organizatorji pričakujejo, da se bo letos število sodelujočih univerz povečalo na okrog 100 in v to konkurenco bomo vstopili kot lanski zmagovalci, od katerih bodo ponovno pričakovali nove dobre ideje in dobro izvedene eksperimente. Zato bo tokrat morda še bolj pomembno, da oblikujemo dobro ekipo. Razpis bova objavila do začetka poletnega semestra na spletnih oglasnih deskah posameznih fakultet.
Od študentov, ki bi želeli sodelovati, pričakujeva, da so vsaj v 3. letniku univerzitetnega študija, imajo solidne ocene, jim angleščina ne dela težav, razumejo zgradbo in delovanje celice, so pripravljeni poletne mesece (od junija naprej) brezpogojno nameniti laboratorijskemu delu in ki nimajo težav z delom v skupini. Postopek izbora bo odvisen od števila interesentov, verjetno pa bo podoben kot lani: predprijave, priprava individualnih predlogov projekta, ki jih bova s prof. Jeralo pregledala in avtorje najboljših povabila na razgovor. Upoštevala bova še ocene študija, dodatna znanja in dosedanje izkušnje v laboratoriju. Skupino bi sestavljalo med 6 in 8 študentov.
Če bi se kdo rad že prijavil, se lahko tudi že zdaj. V februarju bova vse interesente povabila na uvodni sestanek, rok za oddajo projekta bo verjetno sredi marca, aprila bodo razgovori in izbor ekipe, maja bomo izbrali dokončen projekt in junija začnemo z delom. No, razmislite!
P.S. (21.1.07): Omejitev na vsaj 3. letnik v končnem razpisu sva opustila, tako da se lahko prijavijo tudi študenti 2. letnika, ki se za sodelovanje pri raziskovalnem delu počutijo sposobni. Končna verzija vabila k sodelovanju je na spletni strani naše lanske ekipe.
Lanska zmaga naše ekipe v svetovni konkurenci je gotovo eden od razlogov, da bomo s sodelavci tudi letos poskusili zbrati študentsko ekipo motiviranih, delovnih in razgledanih študentov različnih študijskih smeri in se ponovno prijaviti. Organizatorji pričakujejo, da se bo letos število sodelujočih univerz povečalo na okrog 100 in v to konkurenco bomo vstopili kot lanski zmagovalci, od katerih bodo ponovno pričakovali nove dobre ideje in dobro izvedene eksperimente. Zato bo tokrat morda še bolj pomembno, da oblikujemo dobro ekipo. Razpis bova objavila do začetka poletnega semestra na spletnih oglasnih deskah posameznih fakultet.
Od študentov, ki bi želeli sodelovati, pričakujeva, da so vsaj v 3. letniku univerzitetnega študija, imajo solidne ocene, jim angleščina ne dela težav, razumejo zgradbo in delovanje celice, so pripravljeni poletne mesece (od junija naprej) brezpogojno nameniti laboratorijskemu delu in ki nimajo težav z delom v skupini. Postopek izbora bo odvisen od števila interesentov, verjetno pa bo podoben kot lani: predprijave, priprava individualnih predlogov projekta, ki jih bova s prof. Jeralo pregledala in avtorje najboljših povabila na razgovor. Upoštevala bova še ocene študija, dodatna znanja in dosedanje izkušnje v laboratoriju. Skupino bi sestavljalo med 6 in 8 študentov.
Če bi se kdo rad že prijavil, se lahko tudi že zdaj. V februarju bova vse interesente povabila na uvodni sestanek, rok za oddajo projekta bo verjetno sredi marca, aprila bodo razgovori in izbor ekipe, maja bomo izbrali dokončen projekt in junija začnemo z delom. No, razmislite!
P.S. (21.1.07): Omejitev na vsaj 3. letnik v končnem razpisu sva opustila, tako da se lahko prijavijo tudi študenti 2. letnika, ki se za sodelovanje pri raziskovalnem delu počutijo sposobni. Končna verzija vabila k sodelovanju je na spletni strani naše lanske ekipe.
17. jan. 2007
Virus influence iz leta 1918 ubil opico leta 2006
V reviji Nature so včeraj objavili prispevek kanadske skupine, ki je z virusom influence okužila opice in spremljala potek bolezni. Pri tem je zanimivih več podrobnosti poskusa. Predvsem je zanimivo, pa tudi sporno, da so uporabili virus, ki je leta 1918 zahteval smrt med 20 in 50 milijonov ljudi po vsem svetu. Leta 2005 so uspeli določiti nukleotidno zaporedje virusa, na osnovi teh zaporedij pa so rekonstruirali celoten virus in preverili, ali deluje na poskusne miši. Postopek priprave virusa so imenovali 'obratna genetika', saj so na osnovi zaporedja RNA pripravili virusni delec (običajen laboratorijski analizni postopek je drugačen: iz virusnega delca bi izolirali RNA in določili nukleotidno zaporedje).
Virus je pobil vse laboratorijske miši, ki so jih okužili z rekonstruiranim virusom, ob tem pa so ugotovili, da je v mišjih pljučih po 4 dneh nastalo 38.000x več virusnih delcev kot v primeru, ko so miši okužili z manj nevarnim virusnim sevom. Glede na to, da so nukleotidna zaporedja smrtonosnega virusa prosto dostopna na internetu, so nekateri menili, da je taka objava bolj nevarna, kot da bi objavili recept za izdelavo atomske bombe.
Zakaj je bilo po vsem tem treba okužiti še opice? Razlog, ki so ga navedli raziskovalci, je bil, da je treba razumeti razvoj bolezni, ki jo povzroči tako nevaren virus, pri primatih, kjer je lahko drugačen kot pri miših. Ugotovili so, da se za razliko od drugih sevov influence, sev iz leta 1918 zelo hitro razširi po vsem dihalnem sistemu, ob tem pa se prekomerno odzove imunski sistem. Zaradi tako močne okužbe se sintetizira prekomerna količina citokinov, signalnih molekul, ki so sicer potrebne za razvoj imunskega odgovora. Tak prekomeren odgovor imenujejo 'citokinska nevihta', ki še dodatno hudo poslabša zdravstveno stanje. Podoben odgovor organizma je znan tudi pri okužbi z nekaterimi drugimi nevarnimi virusi. Zato menijo, da bi v primeru razvoja nove pandemije gripe (kakršno na primer pričakujejo, če bi mutiral povzročitelj ptičje gripe) bilo smiselno uporabiti zdravila, ki delujejo na interlevkin 6 in druge citokine.
Doslej so določili genome že več kot 1400 različnih virusnih izolatov influence, ki so jih našli v različnih obdobjih na različnih koncih sveta. Primerjalna genomika omogoča sledenje evoluciji virusov, po drugi strani pa primerjalna genomika lahko odgovori na vprašanje, katere mutacije so povezane z visoko patogenostjo.
Kljub zanimivim podatkom, ki so jih dale analize genomov virusov influence v zadnjih nekaj letih, pa ostaja odprto vprašanje, ali je smiselno eksperimentirati s povzročitelji bolezni, proti katerim nimamo zanesljivega zdravila in ali je pametno vse rezultate objaviti, da so javno dostopni. S stališča znanosti je oboje smiselno, vendar raziskovalci ne živijo v izoliranem svetu, pač pa v svetu s še več kot šestimi milijardami drugih ljudi.
P.S. (18.1.): Spletni portal Science Daily je kasneje včeraj objavil daljši prispevek na to temo, v katerem pojasnjujejo nekatere podrobnosti poskusa.
Virus je pobil vse laboratorijske miši, ki so jih okužili z rekonstruiranim virusom, ob tem pa so ugotovili, da je v mišjih pljučih po 4 dneh nastalo 38.000x več virusnih delcev kot v primeru, ko so miši okužili z manj nevarnim virusnim sevom. Glede na to, da so nukleotidna zaporedja smrtonosnega virusa prosto dostopna na internetu, so nekateri menili, da je taka objava bolj nevarna, kot da bi objavili recept za izdelavo atomske bombe.
Zakaj je bilo po vsem tem treba okužiti še opice? Razlog, ki so ga navedli raziskovalci, je bil, da je treba razumeti razvoj bolezni, ki jo povzroči tako nevaren virus, pri primatih, kjer je lahko drugačen kot pri miših. Ugotovili so, da se za razliko od drugih sevov influence, sev iz leta 1918 zelo hitro razširi po vsem dihalnem sistemu, ob tem pa se prekomerno odzove imunski sistem. Zaradi tako močne okužbe se sintetizira prekomerna količina citokinov, signalnih molekul, ki so sicer potrebne za razvoj imunskega odgovora. Tak prekomeren odgovor imenujejo 'citokinska nevihta', ki še dodatno hudo poslabša zdravstveno stanje. Podoben odgovor organizma je znan tudi pri okužbi z nekaterimi drugimi nevarnimi virusi. Zato menijo, da bi v primeru razvoja nove pandemije gripe (kakršno na primer pričakujejo, če bi mutiral povzročitelj ptičje gripe) bilo smiselno uporabiti zdravila, ki delujejo na interlevkin 6 in druge citokine.
Doslej so določili genome že več kot 1400 različnih virusnih izolatov influence, ki so jih našli v različnih obdobjih na različnih koncih sveta. Primerjalna genomika omogoča sledenje evoluciji virusov, po drugi strani pa primerjalna genomika lahko odgovori na vprašanje, katere mutacije so povezane z visoko patogenostjo.
Kljub zanimivim podatkom, ki so jih dale analize genomov virusov influence v zadnjih nekaj letih, pa ostaja odprto vprašanje, ali je smiselno eksperimentirati s povzročitelji bolezni, proti katerim nimamo zanesljivega zdravila in ali je pametno vse rezultate objaviti, da so javno dostopni. S stališča znanosti je oboje smiselno, vendar raziskovalci ne živijo v izoliranem svetu, pač pa v svetu s še več kot šestimi milijardami drugih ljudi.
P.S. (18.1.): Spletni portal Science Daily je kasneje včeraj objavil daljši prispevek na to temo, v katerem pojasnjujejo nekatere podrobnosti poskusa.
15. jan. 2007
"Na vrsti so pernate živali"
RTV SLO nas spet razveseljuje! V prispevku "S perutnino v boj proti raku" poročajo (po spletni strani BBC-ja), da so na Škotskem vzgojili 'pet generacij posebnih ptic', ki v beljaku proizvajajo beljakovine, ki bi lahko reševale človeška življenja. Zdravilo naj bi razvijali še 5 - 10 let. V nadaljevanju je še par posrečenih izjav ('bolj zapleteno grajene beljakovine zahtevajo gojenje v višje razvitih celicah večjih organizmov', 'kot biotovarne so do zdaj uporabljali mleko genetsko spremenjenih ovac, /.../ in zajcev, zdaj pa so na vrsti še pernate živali'), edini uporaben podatek o tem, kaj so na Škotskem v resnici naredili, pa je, da so nekatere kokoši proizvajale beljakovino miR24, druge pa so 'ustvarjale' človeški interferon b-1a.
Ker je to tudi na mnogih drugih portalih novica dneva s področja novih biologij, si oglejmo, kaj je s temi 'posebnimi pticami' v resnici. Podatke povzemam po agenciji Reuters in spletni strani časopisne hiše Times, znanstveni članek pa naj bi jutri izšel v reviji PNAS (a zdajle na njihovi strani članka še ni).
Skupina Helen Sang z Roslinovega inštituta se že dalj časa ukvarja s transgenskimi kokošmi. Že leta 2004 je odmevala novica, da so vzgojili fluorescirajočo zeleno kokoš, preučevali pa so tudi stabilnost vnesenih genov skozi več generacij. Tokrat so iz kokoši odvzeli zgodje embrije, jih genetsko spremenili s pomočjo rekombinatnih lentivirusov, v katere so vstavili zapise za posamezne človeške proteine in injicirali v 'nadomestna' jajca. Jajca so valili (inkubirali), da so se zarodki razvili v piščance. Nekateri od piščancev so imeli človeški gen vključen v spermijske celice. Po oploditivi kokoši, ki niso bile genetsko spremenjene, so pregledali veliko število križancev in našli nekatere kokoši, ki so imele človeški gen stabilno vključen v genom in je ta gen tudi prešel v jajca in torej v naslednje generacije.
Človeško DNA s pomočjo virusov vstavijo v jedrno DNA kokoši na mesto gena za ovalbumin, to je protein, ki ga najdemo v velikih količinah v kokošjih jajcih. Doslej naj bi vzgojili že okrog 500 transgenskih kokoši. V enem letu znese kokoš do 300 jajc, v katerih so znatne količine človeških proteinov, ki bi jih lahko uporabili kot zdravila. Proizvodnja tako pridobljenih zdravil bi lahko bila bistveno cenejša od proizvodnje v laboratorijskih pogojih.
Trasgenske kokoši proizvajajo interferon, ki bi ga lahko uporabili za zdravljenje multiple skleroze, druge pa miR24, ki je pravzaprav monoklonsko protitelo, s kakršnim bi lahko zdravili artritis in kožni melanom. Še dve drugi liniji transgenskih kokoši proizvajata proteine, ki bi jih lahko uporabili za zdravljenje različnih oblik raka.
Pri delu skupine dr. Sangove sodelujejo ameriška in angleška biofarmacevtska podjetja. Leta 2010 naj bi na primer bilo tržišče za protitelesa veliko 17 milijard USD, za ostala biološka zdravila pa še dvakrat toliko. Škotska vlada je v raziskave vložila več kot 500.000 EUR iz sredstev za inovativne raziskave in razvoj v malih in srednje velikih podjetjih.
Ker je to tudi na mnogih drugih portalih novica dneva s področja novih biologij, si oglejmo, kaj je s temi 'posebnimi pticami' v resnici. Podatke povzemam po agenciji Reuters in spletni strani časopisne hiše Times, znanstveni članek pa naj bi jutri izšel v reviji PNAS (a zdajle na njihovi strani članka še ni).
Skupina Helen Sang z Roslinovega inštituta se že dalj časa ukvarja s transgenskimi kokošmi. Že leta 2004 je odmevala novica, da so vzgojili fluorescirajočo zeleno kokoš, preučevali pa so tudi stabilnost vnesenih genov skozi več generacij. Tokrat so iz kokoši odvzeli zgodje embrije, jih genetsko spremenili s pomočjo rekombinatnih lentivirusov, v katere so vstavili zapise za posamezne človeške proteine in injicirali v 'nadomestna' jajca. Jajca so valili (inkubirali), da so se zarodki razvili v piščance. Nekateri od piščancev so imeli človeški gen vključen v spermijske celice. Po oploditivi kokoši, ki niso bile genetsko spremenjene, so pregledali veliko število križancev in našli nekatere kokoši, ki so imele človeški gen stabilno vključen v genom in je ta gen tudi prešel v jajca in torej v naslednje generacije.
Človeško DNA s pomočjo virusov vstavijo v jedrno DNA kokoši na mesto gena za ovalbumin, to je protein, ki ga najdemo v velikih količinah v kokošjih jajcih. Doslej naj bi vzgojili že okrog 500 transgenskih kokoši. V enem letu znese kokoš do 300 jajc, v katerih so znatne količine človeških proteinov, ki bi jih lahko uporabili kot zdravila. Proizvodnja tako pridobljenih zdravil bi lahko bila bistveno cenejša od proizvodnje v laboratorijskih pogojih.
Trasgenske kokoši proizvajajo interferon, ki bi ga lahko uporabili za zdravljenje multiple skleroze, druge pa miR24, ki je pravzaprav monoklonsko protitelo, s kakršnim bi lahko zdravili artritis in kožni melanom. Še dve drugi liniji transgenskih kokoši proizvajata proteine, ki bi jih lahko uporabili za zdravljenje različnih oblik raka.
Pri delu skupine dr. Sangove sodelujejo ameriška in angleška biofarmacevtska podjetja. Leta 2010 naj bi na primer bilo tržišče za protitelesa veliko 17 milijard USD, za ostala biološka zdravila pa še dvakrat toliko. Škotska vlada je v raziskave vložila več kot 500.000 EUR iz sredstev za inovativne raziskave in razvoj v malih in srednje velikih podjetjih.
13. jan. 2007
Bo mogoče uspavati HIV ?
Na strani EurekAlert, nekakšnem zbirniku informacij iz sveta znanosti, sem zasledil novico, da je v reviji PLoS Biology izšel članek skupine s Princetona, v katerem opisujejo način uravnavanja aktivacije in uspavanja virusa HIV. Razumevanje regulacijskih zank, ki so precej zapletene, bi lahko pomagalo k razvoju zdravil, ki bi virus na nek način 'izključila'.
Članek ima naslov "An HIV feedback resistor: Auto-regulatory circuit deactivator and noise buffer" (Rezistorska povratna zanka HIV: avtoregulacijski deaktivator vezja in pufer za šum)- če ne bi bilo kratice HIV, bi verjetno pomislili, da se je članek pomotoma znašel v reviji s področja biologije. Ključni izrazi so morda res s področja elektronike, vendar z novim razumevanjem signalnih poti v celici postopno spoznavamo, da so zakonitosti uravnavanja živega sistema pogosto zelo podobni kot v elektronskih vezjih. Zato biologijo na nek način razumejo tudi inženirji in ni tako redko, da jih srečamo v skupinah, ki se ukvarjajo s sintezno biologijo.
Za kaj torej gre? Mnogi virusi uravnavajo izražanje lastnih genov s pozitivno povratno zanko na ravni sinteze RNA (transaktivacijo). Ko pride do blokiranja povratne zanke, virus preide v latentno fazo, v kateri se v celici ne razmnožuje, vendar v tem stadiju običajno ostane le kratek čas - to je posledica biokemijske nestabilnosti signala za 'izklop'. Na primeru virusa HIV so raziskali, kako pride do aktivacije in kako do zaustavitve pozitivne povratne zanke ter z modelom pokazali, da mora obstajati rezistorska povratna zanka, ki je sposobna virus zadržati v latentnem stanju (tu uporabljam izraz rezistor, čeprav je v elektroniki običajen izraz 'upor'). Pri tem ima ključno vlogo protein Tat (transaktivator transkripcije), ki je zapisan v virusnem genomu.
Mehanizem je zelo zapleten in ga tu navajam nekoliko skrajšano. V okuženi celici pride do dvostopenjske transaktivacije: najprej se protein Tat veže na promotor, nanj pa se nato veže transkripcijski elongacijski faktor b. V naslednji fazi histon-acetiltransferaza gostiteljske celice acetilira Tat, ki v tej obliki veže kromatin-preoblikovalni kompeks, ta pa omogoči vezavo RNA-polimeraze II na DNA točno določenega nukleosoma. Posledica te dvostopenjske aktivacije je najprej pospešena sinteza Tat, ki doseže do 100x večjo koncentracijo v celici, s tem pa povzroči, da se na osnovi virusne RNA ne sintetizira več Tat, pač pa spojitvena varianta Rev, ki se multimerizira in povzroči sintezo in izločanje celotne virusne RNA iz jedra. Če naj bi virus ostal v latentni obliki, bi morali inaktivirati Tat. Samo s pozitivno povratno zanko pa to ni mogoče.
Zato sta avtorja članka pripravila model, ki sta ga eksperimentalno potrdila in ki kaže, da povratna zanka ne deluje po principu represorjev (kot je to pri bakteriofagu lambda), pač pa po principu rezistorjev (uporov). Za zagotavljanje latentnosti zadoščajo kemične modifikacije povratne zanke preko proteina Tat, tak način regulacije pa je tudi bolj odporen proti 'šumu', naključnim neizrazitim nihanjem v sistemu. Rezistorski element verjetno predstavlja encim SirT1, ki deluje nasprotno od histon-acetiltransferaze p300 in je torej histon-deacetilaza.
Za razvoj teorije rezistorskega uravnavanja latentnega stanja virusov je bilo torej potrebno natančno poznavanje biokemije in genetike, za razvoj modela znanje matematike in bioinformatskih orodij, zasledovati pa so morali tudi kinetiko izražanja genov v realnem času, da so model dokazali s poskusi.
Nove biologije zahtevajo široko razgledanost avtorjev in/ali večje raziskovalne skupine. Članki z dvema avtorjema, kakršen je ta, so prava redkost - tokrat morda zato, ker so opravili le par ključnih poskusov v laboratoriju in gre predvsem za predstavitev modela uravnavanja. Thomas Shenk je vodja Oddelka za mikrobiologijo Pricentonske univerze, koavtor pa je njegov podoktorski sodelavec Leor Weinberger, ki se ukvarja predvsem z bioinformatiko.
Članek ima naslov "An HIV feedback resistor: Auto-regulatory circuit deactivator and noise buffer" (Rezistorska povratna zanka HIV: avtoregulacijski deaktivator vezja in pufer za šum)- če ne bi bilo kratice HIV, bi verjetno pomislili, da se je članek pomotoma znašel v reviji s področja biologije. Ključni izrazi so morda res s področja elektronike, vendar z novim razumevanjem signalnih poti v celici postopno spoznavamo, da so zakonitosti uravnavanja živega sistema pogosto zelo podobni kot v elektronskih vezjih. Zato biologijo na nek način razumejo tudi inženirji in ni tako redko, da jih srečamo v skupinah, ki se ukvarjajo s sintezno biologijo.
Za kaj torej gre? Mnogi virusi uravnavajo izražanje lastnih genov s pozitivno povratno zanko na ravni sinteze RNA (transaktivacijo). Ko pride do blokiranja povratne zanke, virus preide v latentno fazo, v kateri se v celici ne razmnožuje, vendar v tem stadiju običajno ostane le kratek čas - to je posledica biokemijske nestabilnosti signala za 'izklop'. Na primeru virusa HIV so raziskali, kako pride do aktivacije in kako do zaustavitve pozitivne povratne zanke ter z modelom pokazali, da mora obstajati rezistorska povratna zanka, ki je sposobna virus zadržati v latentnem stanju (tu uporabljam izraz rezistor, čeprav je v elektroniki običajen izraz 'upor'). Pri tem ima ključno vlogo protein Tat (transaktivator transkripcije), ki je zapisan v virusnem genomu.
Mehanizem je zelo zapleten in ga tu navajam nekoliko skrajšano. V okuženi celici pride do dvostopenjske transaktivacije: najprej se protein Tat veže na promotor, nanj pa se nato veže transkripcijski elongacijski faktor b. V naslednji fazi histon-acetiltransferaza gostiteljske celice acetilira Tat, ki v tej obliki veže kromatin-preoblikovalni kompeks, ta pa omogoči vezavo RNA-polimeraze II na DNA točno določenega nukleosoma. Posledica te dvostopenjske aktivacije je najprej pospešena sinteza Tat, ki doseže do 100x večjo koncentracijo v celici, s tem pa povzroči, da se na osnovi virusne RNA ne sintetizira več Tat, pač pa spojitvena varianta Rev, ki se multimerizira in povzroči sintezo in izločanje celotne virusne RNA iz jedra. Če naj bi virus ostal v latentni obliki, bi morali inaktivirati Tat. Samo s pozitivno povratno zanko pa to ni mogoče.
Zato sta avtorja članka pripravila model, ki sta ga eksperimentalno potrdila in ki kaže, da povratna zanka ne deluje po principu represorjev (kot je to pri bakteriofagu lambda), pač pa po principu rezistorjev (uporov). Za zagotavljanje latentnosti zadoščajo kemične modifikacije povratne zanke preko proteina Tat, tak način regulacije pa je tudi bolj odporen proti 'šumu', naključnim neizrazitim nihanjem v sistemu. Rezistorski element verjetno predstavlja encim SirT1, ki deluje nasprotno od histon-acetiltransferaze p300 in je torej histon-deacetilaza.
Za razvoj teorije rezistorskega uravnavanja latentnega stanja virusov je bilo torej potrebno natančno poznavanje biokemije in genetike, za razvoj modela znanje matematike in bioinformatskih orodij, zasledovati pa so morali tudi kinetiko izražanja genov v realnem času, da so model dokazali s poskusi.
Nove biologije zahtevajo široko razgledanost avtorjev in/ali večje raziskovalne skupine. Članki z dvema avtorjema, kakršen je ta, so prava redkost - tokrat morda zato, ker so opravili le par ključnih poskusov v laboratoriju in gre predvsem za predstavitev modela uravnavanja. Thomas Shenk je vodja Oddelka za mikrobiologijo Pricentonske univerze, koavtor pa je njegov podoktorski sodelavec Leor Weinberger, ki se ukvarja predvsem z bioinformatiko.
12. jan. 2007
Harvard se širi
Danes sem prebral, da je Harvardska univerza pri bostonskih mestnih oblasteh oddala vlogo za širitev univerze. To sicer ni nič nenavadnega, saj je ena najstarejših (ustanovili so je pred 371 leti) in najbogatejših univerz na svetu (ocenjujejo, da ima v svojih finančnih skladih okrog 30 milijard dolarjev, ki izvirajo iz donacij) na sedanji lokaciji v Cambridgu utesnjena. Zanimivo pa je, da svoj razvoj in širitev načrtujejo zelo dolgoročno.
Širitev naj bi imela dve fazi; prva bo trajala 20 let, druga pa še nadaljnjih 30 let. V prvi fazi bodo predvidoma zgradili blizu 450.000 m2 novih prostorov za raziskovalno in pedagoško dejavnost in ob tem odprli 5000 novih delovnih mest. Z gradnjo prvih 46.000 m2 naj bi začeli že v naslednjem letu, vse stavbe pa bodo v parkovno-rekreacijskem območju na mestu sedanjih industrijskih površin. V prvih letih bodo zgradili jedro novega kompleksa - raziskovalno središče za izvorne celice in prostore za še nekatere druge oddelke.
Ali kdo ve, ali Univerza v Ljubljani načrtuje svoj razvoj kaj več kot pet let vnaprej? Za primerjavo: na Harvard je vpisanih 7000 dodiplomskih in 12.500 podiplomskih študentov, na UL pa skupaj 47.000 dodiplomskih študentov in okrog 4000 podiplomcev.
Novico povzemam po agenciji Reuters. Za predstavitev prenove so postavili posebno spletno stran (Allstonova pobuda) in povzetek načrta novogradenj na 74 straneh.
Današnja novica morda ni ravno s področja novih biologij, vseeno pa je zanimivo, da bodo na Harvardu najprej zgradili raziskovalni center za preučevanje izvornih celic. Ob tem ni nepomembno, da je novoizvoljeni predstavniški dom ameriškega parlamenta včeraj glasoval za širitev financiranja raziskav novih linij izvornih celic. Čeprav je možno, da bo predsednik države uporabil možnost veta, pa kaže, da bo v ZDA zavel nov veter glede raziskav izvornih celic.
Širitev naj bi imela dve fazi; prva bo trajala 20 let, druga pa še nadaljnjih 30 let. V prvi fazi bodo predvidoma zgradili blizu 450.000 m2 novih prostorov za raziskovalno in pedagoško dejavnost in ob tem odprli 5000 novih delovnih mest. Z gradnjo prvih 46.000 m2 naj bi začeli že v naslednjem letu, vse stavbe pa bodo v parkovno-rekreacijskem območju na mestu sedanjih industrijskih površin. V prvih letih bodo zgradili jedro novega kompleksa - raziskovalno središče za izvorne celice in prostore za še nekatere druge oddelke.
Ali kdo ve, ali Univerza v Ljubljani načrtuje svoj razvoj kaj več kot pet let vnaprej? Za primerjavo: na Harvard je vpisanih 7000 dodiplomskih in 12.500 podiplomskih študentov, na UL pa skupaj 47.000 dodiplomskih študentov in okrog 4000 podiplomcev.
Novico povzemam po agenciji Reuters. Za predstavitev prenove so postavili posebno spletno stran (Allstonova pobuda) in povzetek načrta novogradenj na 74 straneh.
Današnja novica morda ni ravno s področja novih biologij, vseeno pa je zanimivo, da bodo na Harvardu najprej zgradili raziskovalni center za preučevanje izvornih celic. Ob tem ni nepomembno, da je novoizvoljeni predstavniški dom ameriškega parlamenta včeraj glasoval za širitev financiranja raziskav novih linij izvornih celic. Čeprav je možno, da bo predsednik države uporabil možnost veta, pa kaže, da bo v ZDA zavel nov veter glede raziskav izvornih celic.
11. jan. 2007
ZDA: nova agencija proti bioterorizmu
Kot danes poroča na svojih straneh The Scientist, so v ZDA decembra ustanovili agencijo za boj proti bioterorizmu BARDA, ki je sicer usmerjena v raziskave in razvoj sredstev proti posledicam bioterorizma. O tovrstni agenciji so razmišljali že jeseni 2005, tako da je trajalo celo leto, da je do ustanovitve tudi prišlo. Leta 2004 so s projektom Bioščit ogromna sredstva (5,6 milijard USD v 10 letih) usmerili v nakup zdravil in cepiv proti kugi, antraksu, botulinizmu, črnim kozam, eboli in še nekaterim. Kupili naj bi na primer 75 milijonov doz rekombinantnega cepiva proti antraksu. Ameriške oblasti se namreč zavedajo, da nova znanja in tehnike na področju sintezne biologije in biotehnologije omogočajo razvoj povzročiteljev bolezni, njihovo namnožitev in uporabo, na kar pa varnostne službe niso pripravljene. Sintezni in molekularni biologi so na primer v zadnjem času izvedli poskuse, s katerimi so poustvarili bakteriofag (bakterijski virus) T7 in sev virusa influence, ki je leta 1918/19 povzročil smrt 20-40 milijonov ljudi po vsem svetu.
Za proračunsko leto 2008 so agenciji odobrili dobro milijardo dolarjev, s tem denarjem pa naj bi pomagali k hitrejšemu razvoju in proizvodnji novih učinkovitih zdravil in cepiv proti boleznim, ki bi se lahko razširile po naravni poti ali pa kot posledica terorističnih dejanj.
Za proračunsko leto 2008 so agenciji odobrili dobro milijardo dolarjev, s tem denarjem pa naj bi pomagali k hitrejšemu razvoju in proizvodnji novih učinkovitih zdravil in cepiv proti boleznim, ki bi se lahko razširile po naravni poti ali pa kot posledica terorističnih dejanj.
10. jan. 2007
Najpomembnejše v genetiki v letu 2006
Ameriška poljudna revija o znanosti Discover je v januarski številki predstavila 100 najpomembnejših dosežkov v znanosti v preteklem letu. S področja genetike so predstavili 6 odkritij:
* od DNA neodvisno vlogo RNA pri dedovanju nekaterih lastnosti,
* sestavljanje biosinteznih poti za proizvodnjo surovin za zdravila (navajajo klasični primer sintezne biologije, ko so v kvasovkah proizvedli prekurzor artemizinina, zdravila proti malariji),
* pomoč transkriptomske analize tumorjev pri izbiri kemoterapije,
* pripravo transgenskih prašičev, ki omega-6 maščobne kisline pretvarjajo v omega-3 maščobne kisline,
* genomske analize morske vode, ki so pokazale, da je v morjih vsaj 10x več različnih bakterij kot so menili pred tem,
* določitev nukleotidnega zaporedja prvega drevesa (topola).
Naslednje dni bom morda predstavil še nekatera pomembna odkritja, ki so jih v reviji opisali pod drugimi področji, a bi jih lahko prištevali tudi med dosežke novih biologij.
* od DNA neodvisno vlogo RNA pri dedovanju nekaterih lastnosti,
* sestavljanje biosinteznih poti za proizvodnjo surovin za zdravila (navajajo klasični primer sintezne biologije, ko so v kvasovkah proizvedli prekurzor artemizinina, zdravila proti malariji),
* pomoč transkriptomske analize tumorjev pri izbiri kemoterapije,
* pripravo transgenskih prašičev, ki omega-6 maščobne kisline pretvarjajo v omega-3 maščobne kisline,
* genomske analize morske vode, ki so pokazale, da je v morjih vsaj 10x več različnih bakterij kot so menili pred tem,
* določitev nukleotidnega zaporedja prvega drevesa (topola).
Naslednje dni bom morda predstavil še nekatera pomembna odkritja, ki so jih v reviji opisali pod drugimi področji, a bi jih lahko prištevali tudi med dosežke novih biologij.
9. jan. 2007
Sintezna kemija in encimi proti raku
Na naslovnici zadnje številke revije ACS Chemical Biology je slika modrozelenih alg (pravzaprav cianobakterij) iz rodu Nostoc. Nekateri sevi teh 'alg' so kot sekundarne metabolite sposobni sintetizirati kriptoficine, organske molekule (primer zgradbe je na sliki) z močnim antimitotičnim delovanjem, uporabnim v boju proti rakavim celicam. Kriptoficini delujejo tako, da depolimerizirajo tubulin.
Organska sinteza kriptoficinov je zelo zapletena, zato so znanstveniki z Michiganske univerze raziskali, kateri encimi pri algah katalizirajo posamezne reakcijske stopnje in potem te encime pripravili v rekombinantni obliki ter jih uporabili za izvedbo kritičnih korakov v sinteznem postopku, kar so opisali v obsežnem članku. Celotna sinteza v laboratoriju je sicer možna, a je zelo zapletena, saj je treba 4 dele molekule sintetizirati ločeno in jih na koncu povezati. Vsaj enega od kriptoficinov že klinično preizkušajo proti trdnim tumorjem. Ugotovili so, da ugodno deluje tudi v kombinaciji z drugimi kemoterapevtiki ali z obsevanjem. Ker razgrajuje tubulinske polimere, destabilizira mikrotubule, s tem pa zaustavlja delitev celic. Po drugi strani inducira prekomerno fosforilacijo proteina Bcl2, kar pospeši programirano celično smrt (apoptozo).
Nostoc je fotosintezna bakterija, ki jo najdemo prostoživečo v vodi, nekatere seve pa tudi kot simbionte v lišajih. Kriptoficine so sposobni proizvajati samo nekateri sevi, ki pa lahko sintetizirajo več različnih tipov molekul. Z lastnimi encimi torej preprosto izvedejo tisto, kar pri organski sintezi predstavlja velik izziv, seveda pa tudi draži sintezo. Raziskovalci so morali najprej ugotoviti, kateri geni zapisujejo za encime, ki sodelujejo pri biosintezi, ob tem pa so razjasnili tudi celotno biosintezno pot. Gene so lokalizirali s, kakor pravijo avtorji, primerjalno metabolomsko analizo: primerjali so genome sevov, ki proizvajajo kriptoficine in tiste, ki jih ne, ter preučili biosintezne poti sekundarnih metabolitov pri sorodnih organizmih. S tem so ugotovili, kje v genomu je 40 kb dolg segment z zapisi za 4 encime (crpA-D): dve poliketid-sintazi in dve neribosomski peptid-sintetazi, ki jim sledi regija z zapisi za encime, ki modificirajo stranske skupine (kloriranje, epoksidacija). Zapis za gen crpE, ki sodeluje pri dodajanju epoksidne skupine (pravilna namestitev te skupine je pri kemični sintezi najbolj problematična), so prenesli v bakterije in ga izrazili. Izolirani encim so nato uporabili za izvedbo ključnih stopenj v sintezi. Izvedba in vitro jim je omogočila ob dodajanju nenaravnih reagentov sintezo novih derivatov, ki bi lahko predstavljali še učinkovitejša zdravila.
Raziskavo so izvedli strokovnjaki za sintezno kemijo. Sintezni biologi bi poskušali čimveč stopenj, po možnosti pa vse, izvesti v živih celicah, kemiki pa so genetske analize uporabili kot izhodišče za identifikacijo ključnega encima, ki so ga pripravili v rekombinantni obliki in nato dokončali reakcijo s pomočjo encima v epruveti. Pri tem so sicer res lahko vplivali na lastnosti produkta, ker so v reakcijo lahko dodajali različne reagente, ki jih je encim bil sposoben uporabiti. To bi bilo v živih celicah težje. Vprašanje pa je, ali je encimsko katalizirana sinteza bistveno cenejša kot bi bil klasični sintezni pristop. Verjetno bo treba, ko bodo raziskave analogov dovolj daleč, sintezno pot rekonstituirati v celicah in iz njih nato izolirati učinkovino.
Organska sinteza kriptoficinov je zelo zapletena, zato so znanstveniki z Michiganske univerze raziskali, kateri encimi pri algah katalizirajo posamezne reakcijske stopnje in potem te encime pripravili v rekombinantni obliki ter jih uporabili za izvedbo kritičnih korakov v sinteznem postopku, kar so opisali v obsežnem članku. Celotna sinteza v laboratoriju je sicer možna, a je zelo zapletena, saj je treba 4 dele molekule sintetizirati ločeno in jih na koncu povezati. Vsaj enega od kriptoficinov že klinično preizkušajo proti trdnim tumorjem. Ugotovili so, da ugodno deluje tudi v kombinaciji z drugimi kemoterapevtiki ali z obsevanjem. Ker razgrajuje tubulinske polimere, destabilizira mikrotubule, s tem pa zaustavlja delitev celic. Po drugi strani inducira prekomerno fosforilacijo proteina Bcl2, kar pospeši programirano celično smrt (apoptozo).
Nostoc je fotosintezna bakterija, ki jo najdemo prostoživečo v vodi, nekatere seve pa tudi kot simbionte v lišajih. Kriptoficine so sposobni proizvajati samo nekateri sevi, ki pa lahko sintetizirajo več različnih tipov molekul. Z lastnimi encimi torej preprosto izvedejo tisto, kar pri organski sintezi predstavlja velik izziv, seveda pa tudi draži sintezo. Raziskovalci so morali najprej ugotoviti, kateri geni zapisujejo za encime, ki sodelujejo pri biosintezi, ob tem pa so razjasnili tudi celotno biosintezno pot. Gene so lokalizirali s, kakor pravijo avtorji, primerjalno metabolomsko analizo: primerjali so genome sevov, ki proizvajajo kriptoficine in tiste, ki jih ne, ter preučili biosintezne poti sekundarnih metabolitov pri sorodnih organizmih. S tem so ugotovili, kje v genomu je 40 kb dolg segment z zapisi za 4 encime (crpA-D): dve poliketid-sintazi in dve neribosomski peptid-sintetazi, ki jim sledi regija z zapisi za encime, ki modificirajo stranske skupine (kloriranje, epoksidacija). Zapis za gen crpE, ki sodeluje pri dodajanju epoksidne skupine (pravilna namestitev te skupine je pri kemični sintezi najbolj problematična), so prenesli v bakterije in ga izrazili. Izolirani encim so nato uporabili za izvedbo ključnih stopenj v sintezi. Izvedba in vitro jim je omogočila ob dodajanju nenaravnih reagentov sintezo novih derivatov, ki bi lahko predstavljali še učinkovitejša zdravila.
Raziskavo so izvedli strokovnjaki za sintezno kemijo. Sintezni biologi bi poskušali čimveč stopenj, po možnosti pa vse, izvesti v živih celicah, kemiki pa so genetske analize uporabili kot izhodišče za identifikacijo ključnega encima, ki so ga pripravili v rekombinantni obliki in nato dokončali reakcijo s pomočjo encima v epruveti. Pri tem so sicer res lahko vplivali na lastnosti produkta, ker so v reakcijo lahko dodajali različne reagente, ki jih je encim bil sposoben uporabiti. To bi bilo v živih celicah težje. Vprašanje pa je, ali je encimsko katalizirana sinteza bistveno cenejša kot bi bil klasični sintezni pristop. Verjetno bo treba, ko bodo raziskave analogov dovolj daleč, sintezno pot rekonstituirati v celicah in iz njih nato izolirati učinkovino.
8. jan. 2007
Nov vir izvornih celic
Ko smo že ravno govorili o izvornih celicah... Včeraj so pri Nature Biotechnology na spletu objavili članek z naslovom Izolacija amnionskih izvornih celičnih linij s potencalom za zdravljenje (Isolation of amniotic stem cell lines with potential for therapy), v katerem ameriški avtorji trdijo, da so iz amnionske (ali amnijske) tekočine izolirali pluripotentne celice, ki imajo značilnosti izvornih celic, razen tega pa so jih uspešno vzgojili kot stabilne celične linije. Amnionska tekočina obdaja fetus in ga ščiti, vsebuje pa tudi celice, med katerimi naj bi jih bilo 10 % takih, ki so pluripotentne. Ker gre za celice zarodka, lahko z odvzemom (amniocentezo) in analizo teh celic izvedemo genetske analize plodu, tekočino pa analiziramo tudi biokemijsko.
Glede na to, da je ob porodu volumen amnionske tekočine okrog 600 ml, bi z izolacijo izvornih celic iz amnionske tekočine prišli do celic, ki bi lahko služile kot rezerva za primer okvar organov kadarkoli kasneje v življenju. Etičnih pomislekov tokrat verjetno ne bo, saj bi amnionsko tekočino sicer zavrgli. Kaj nam bo torej prinesla prihodnost? Nove poklice, nove vrste laboratorijev in skladišč, nove strahove? Seveda pa je rešitev za generacije, ki so že rojene, še vedno treba iskati drugje...
P.S.: O tej novici je nocoj poročala tudi TV Slovenija.
Glede na to, da je ob porodu volumen amnionske tekočine okrog 600 ml, bi z izolacijo izvornih celic iz amnionske tekočine prišli do celic, ki bi lahko služile kot rezerva za primer okvar organov kadarkoli kasneje v življenju. Etičnih pomislekov tokrat verjetno ne bo, saj bi amnionsko tekočino sicer zavrgli. Kaj nam bo torej prinesla prihodnost? Nove poklice, nove vrste laboratorijev in skladišč, nove strahove? Seveda pa je rešitev za generacije, ki so že rojene, še vedno treba iskati drugje...
P.S.: O tej novici je nocoj poročala tudi TV Slovenija.
7. jan. 2007
Novoletno darilo: fluorescenčno-zeleni prašič
Kitajci začnejo novo leto - leto prašiča - 18. februarja letos. Čeprav poskus, ki so ga izvedli kitajski raziskovalci, ni bil v resnici neposredno povezan z letom prašiča, pa novico agencija Reuters prikazuje v tem kontekstu.
Kot je rekel Miha v komentarju na prejšnje sporočilo na tem blogu, odločitve ljudi pogosto nimajo racionalne osnove. Pravi, da to ni nujno slabo. O tem bi se dalo razpravljati, prav gotovo pa je svet, ki ni narejen samo po racionalnih merilih, bolj zanimiv. Zakaj so torej raziskovalci Severovzhodne kmetijske univerze v Harbinu vzgojili zeleno fluorescirajoče prašiče?
Kot pač raziskovalci pogosto počnejo, so poskus postavili v okvir raziskav, ki zvenijo uporabno, tokrat raziskav izvornih celic. Agencijska novica je sicer pri razlagi poskusa kontradiktorna, saj najprej piše, da so prašiče vzgojili tako, da so fluoresicrajoči protein injicirali v zarodke (v tem primeru bi se verjetno protein razgradil, še preden bi se prašiči skotili). Tak poskus res ne bi bil nikakršen dosežek, s katerim bi se na široko hvalili. V nadaljevanju pa piše, da naj bi 'genetski material iz meduze injicirali v maternico (breje) svinje, ki je povrgla tri prašičke po 114 dneh'. Verjetno si predstavljate, da tako najbrž ne bi dobili zelenih prašičev, saj gen za zeleni fluorescirajoči protein iz meduze (to je pogosto uporabljan označevalec v molekularni in celični biologiji) ne bi mogel kar tako iz maternice preskočiti na zarodke. Verjetna razlaga je, da so zapis (gen) za zeleni fluorescirajoči protein (GFP) v ustreznem vektorju injicirali v zgodnje zarodke, ko so se ti že razvijali v maternici. Zato je tudi izražanje GFP-ja bilo tkivno-specifično: prašiči niso bili v celoti zeleni, pač pa so po obsevanju z UV-žarki zeleno svetili samo usta, jezik in parklji. To pa pomeni, da se je gen izrazil samo v nekaterih celicah, verjetno zato, ker so gensko spremenili samo del celic v večceličnem zarodku.
Sicer pa opisani poskus ni prvi, v katerem so pripravili zeleno fluorescirajoče prašiče. Januarja lani so podoben poskus opravili raziskovalci s Tajvana. Je šlo torej samo za prestiž in dokazovanje, da kar znajo Kitajci s Tajvana, lahko, če hočejo, naredijo tudi Kitajci s celine? Tudi Tajvanci so poskus opravičevali z razumevanjem delovanja izvornih celic. Kot smo omenili že včeraj, so v notranjosti blastocist izvorne celice, ki se lahko razvijejo v različne tipe odraslih celic. Vprašanje pa je, ali je bil poskus enih in drugih Kitajcev res tako kontroliran, da so lahko načrtno vstavili gen v točno določene blastocistne celice.
Če bi želeli dobiti povsem zeleno fluorescirajočo žival, bi bil postopek tak, da bi gen za GFP vstavili v izolirane embrionalne izvorne celice, ki bi jih gojili v kulturi. Ko bi preverili, da se je gen res vključil na željena mesta v genomu, bi takšne gensko spremenjene celice vstavili v zarodke v fazi blastociste, kjer bi se celice pomešale med ostale, ki niso gensko spremenjene. Zato bi imeli prašiči nekatera tkiva fluorescirajoča, druga pa ne. Prašiče iz prve generacije bi nato križali med seboj. Obstajala bi namreč možnost, da bi se gen za GFP vključil tudi v celice, ki proizvajajo spolne celice in po uspešnem križanju bi lahko prišlo do razvoja živali, ki bi imela gen vključen v vse celice.
Fluorescirajoče transgenske živali niso novost, še vedno pa jih lahko prištevamo na področje novih biologij. Pripravili so že fluorescirajoče bakterije, žuželke, miši, podgane, zajca... Prav pri zajcu je zgodba zanimiva, saj so ga pripravili leta 2000 v Franciji kot del umetniškega projekta, katerega avtor je bil Eduardo Kac, sodobni umetnik brazilskega rodu, ki že vrsto let ustvarja v Chicagu. Zajca z imenom Alba je Kac prvič predstavil na razstavi v Avignonu - ne kot znanstveno stvaritev, pač pa kot umetnino, saj nima uporabne, pač pa estetsko vrednost, ki ni samo inerten objekt, pač pa s svojo prisotnostjo v nas sproža odzive. Ali lahko govorimo o smislu umetnosti? Ali lahko umetnosti preprečimo, da ustvarja z novimi (tudi biotehnološkimi) pristopi? In ali lahko pomanjkanje smisla očitamo kitajskim (in mnogim drugim) raziskovalcem?
Kot je rekel Miha v komentarju na prejšnje sporočilo na tem blogu, odločitve ljudi pogosto nimajo racionalne osnove. Pravi, da to ni nujno slabo. O tem bi se dalo razpravljati, prav gotovo pa je svet, ki ni narejen samo po racionalnih merilih, bolj zanimiv. Zakaj so torej raziskovalci Severovzhodne kmetijske univerze v Harbinu vzgojili zeleno fluorescirajoče prašiče?
Kot pač raziskovalci pogosto počnejo, so poskus postavili v okvir raziskav, ki zvenijo uporabno, tokrat raziskav izvornih celic. Agencijska novica je sicer pri razlagi poskusa kontradiktorna, saj najprej piše, da so prašiče vzgojili tako, da so fluoresicrajoči protein injicirali v zarodke (v tem primeru bi se verjetno protein razgradil, še preden bi se prašiči skotili). Tak poskus res ne bi bil nikakršen dosežek, s katerim bi se na široko hvalili. V nadaljevanju pa piše, da naj bi 'genetski material iz meduze injicirali v maternico (breje) svinje, ki je povrgla tri prašičke po 114 dneh'. Verjetno si predstavljate, da tako najbrž ne bi dobili zelenih prašičev, saj gen za zeleni fluorescirajoči protein iz meduze (to je pogosto uporabljan označevalec v molekularni in celični biologiji) ne bi mogel kar tako iz maternice preskočiti na zarodke. Verjetna razlaga je, da so zapis (gen) za zeleni fluorescirajoči protein (GFP) v ustreznem vektorju injicirali v zgodnje zarodke, ko so se ti že razvijali v maternici. Zato je tudi izražanje GFP-ja bilo tkivno-specifično: prašiči niso bili v celoti zeleni, pač pa so po obsevanju z UV-žarki zeleno svetili samo usta, jezik in parklji. To pa pomeni, da se je gen izrazil samo v nekaterih celicah, verjetno zato, ker so gensko spremenili samo del celic v večceličnem zarodku.
Sicer pa opisani poskus ni prvi, v katerem so pripravili zeleno fluorescirajoče prašiče. Januarja lani so podoben poskus opravili raziskovalci s Tajvana. Je šlo torej samo za prestiž in dokazovanje, da kar znajo Kitajci s Tajvana, lahko, če hočejo, naredijo tudi Kitajci s celine? Tudi Tajvanci so poskus opravičevali z razumevanjem delovanja izvornih celic. Kot smo omenili že včeraj, so v notranjosti blastocist izvorne celice, ki se lahko razvijejo v različne tipe odraslih celic. Vprašanje pa je, ali je bil poskus enih in drugih Kitajcev res tako kontroliran, da so lahko načrtno vstavili gen v točno določene blastocistne celice.
Če bi želeli dobiti povsem zeleno fluorescirajočo žival, bi bil postopek tak, da bi gen za GFP vstavili v izolirane embrionalne izvorne celice, ki bi jih gojili v kulturi. Ko bi preverili, da se je gen res vključil na željena mesta v genomu, bi takšne gensko spremenjene celice vstavili v zarodke v fazi blastociste, kjer bi se celice pomešale med ostale, ki niso gensko spremenjene. Zato bi imeli prašiči nekatera tkiva fluorescirajoča, druga pa ne. Prašiče iz prve generacije bi nato križali med seboj. Obstajala bi namreč možnost, da bi se gen za GFP vključil tudi v celice, ki proizvajajo spolne celice in po uspešnem križanju bi lahko prišlo do razvoja živali, ki bi imela gen vključen v vse celice.
Fluorescirajoče transgenske živali niso novost, še vedno pa jih lahko prištevamo na področje novih biologij. Pripravili so že fluorescirajoče bakterije, žuželke, miši, podgane, zajca... Prav pri zajcu je zgodba zanimiva, saj so ga pripravili leta 2000 v Franciji kot del umetniškega projekta, katerega avtor je bil Eduardo Kac, sodobni umetnik brazilskega rodu, ki že vrsto let ustvarja v Chicagu. Zajca z imenom Alba je Kac prvič predstavil na razstavi v Avignonu - ne kot znanstveno stvaritev, pač pa kot umetnino, saj nima uporabne, pač pa estetsko vrednost, ki ni samo inerten objekt, pač pa s svojo prisotnostjo v nas sproža odzive. Ali lahko govorimo o smislu umetnosti? Ali lahko umetnosti preprečimo, da ustvarja z novimi (tudi biotehnološkimi) pristopi? In ali lahko pomanjkanje smisla očitamo kitajskim (in mnogim drugim) raziskovalcem?
6. jan. 2007
Hibridni zarodki: nujno ali neokusno?
Skoraj vsak večer si na portalu RTV Slovenije preberem, kaj je novega v svetu znanosti. Priznam, da to v glavnem počnem zato, da bi videl, kako predstavniki medijev gledajo na teme, ki sodijo na področje molekularne biologije. Neredko me tudi razvedrijo s svojimi malo posebnimi interpretacijami, kar potem s kolegi radi pokažemo tudi študentom kot primer, kaj se zgodi, če nekdo ne razume tistega, o čemer piše. Tokrat kakšnih večjih napak ni bilo, novica pa je bila vseeno zanimiva.
Včeraj so namreč objavili (verjetno so novico povezeli po agenciji Reuters), da Britanska vlada nasprotuje eksperimentom križanja človeških in živalskih celic. Novica ima naslov Človeško-živalski zarodek prepovedan?, v njem pa piše, da 'naj bi bilo 99 odstotkov križanega zarodka človeškega izvora, le odstotek bi bil živalski'. Šele iz napisa pod sliko lahko razberemo, da naj bi v poskusu združili človeško jedro z živalskim jajčecem. Verjetno si predstavljate, da tak poskus ne bi bil uspešen: jajčna celica bi imela en komplet kromosomov, človeško jedro pa praviloma dvojni komplet kromosomov (če celica, iz katere bi odvzeli jedro, ne bi bila spolna celica). Kdor morda ve, kako so klonirali ovco Dolly, si je verjetno poskus predstavljal bolj smiselno: jajčni celici bi morali prej odvzeti jedro, potem pa vanj vstaviti jedro iz druge celice (ne spolne, pač pa somatske). Taki poskusi so doslej že bili uspešni, vendar so skoraj vedno uporabili jajčno celico iz organizma iste vrste, kot je bil vir jedra, ki so ga v izpraznjeno jajčno celico vstavili. Izjema je bil primer kloniranja afriške divje mačke, pri kateri so vzeli jajčno celico domače mačke, ali pa kloniranje muflona, kjer so uporabili jajčece ovce. Tokrat naj bi šlo za podoben poksus, le da bi bila jajčna celica živalska, jedro, ki bi ga vanjo vstavili, pa človeško. Edina DNA, ki bi ostala iz živalske celice, bi bila mitohondrijska, ki pa zapisuje za vsega 13 proteinov (jedrna DNA pa za okoli 25.000). Dolžina mitohodrijske DNA je manj kot 17.000 nukleotidov, jedrne DNA pa blizu 2.800.000.000 nukleotidov (razmerje dolžin je torej 1:165.000), res pa je, da je mitohodrijev v celici več sto in zato po masi prinesejo več DNA (ne pa več informacij) kot se zdi na prvi pogled.
Čeprav bi si morda iz naslova kdo mislil, da želijo znanstveniki vzgojiti križance med ljudmi in živalmi, je bil cilj raziskav, ki so jih predlagali angleški celični biologi, pripraviti zgodnje zarodke s približno 100 celicami, da bi iz njih vzgojili izvorne celice za nadaljnje raziskave. Priprava človeških embrionalnih izvornih celic je za nekatere sporna iz etičnih razlogov. Če hočemo priti do takih celic, je treba vzgojiti zarodek, star približno 6 dni (to je mogoče izvesti v laboratorijskih pogojih po oploditvi in vitro), potem pa iz takega približno 100-celičnega zarodka pobrati okrog 20 celic, ki se v tej razvojni fazi začenjajo nabirati v notranjosti kroglaste mnogocelične strukture, imenovane blastocista. Premer zarodka v tej stopnji razvoja je približno 0,15 mm. Ker je res, da se lahko iz blastociste v materinih rodilih razvije človek, z odvzemom notranje celice mase pa blastocisto uničimo, nekateri verjamejo, da bi v takem primeru šlo za neke vrste umor, kar je etično nedopustno.
Zato raziskovalci intenzivno iščejo nove načine, kako drugače priti do embrionalnih izvornih celic. Tak primer so poskusi kloniranja človeka v terapevtske namene, da bi do blastociste prišli s fuzijo jajčne celice (z odvzetim jedrom) in somatske (na primer kožne) celice. Tudi v tem primeru bi se razvila blastocista in etični dvomi so lahko le malo manjši (ni bilo klasične stopnje 'spočetja', ki je za nekatere trenutek, ko se začne življenje). Tovrstni postopki so zelo neučinkoviti in doslej še ni opisanega primera, da bi uspeli iz na ta način pripravljenih blastocist priti do celičnih linij izvornih celic (članka korejske skupine, ki sta izšla leta 2004 in 2005, so kasneje preklicali).
Angleški raziskovalci so tokrat (morda nekoliko naivno) pričakovali, da bodo etični zadržki manjši, če bi blastocisto dobili s spojitvijo živalske - kravje ali kunčje - jajčne celice (brez lastnega jedra) s človeško celico. Ali bi lahko rekli, da bi iz take združitve nastal človek? In če to ne bi mogel biti človek, ali lahko govorimo o umoru? Verjetno ne. Vendar pa je etični zadržek zdaj drugače osnovan. S spojitvijo živalske in človeške celice bi nastala himerna celica, ki si jo očitno človek začenja predstavljati kot polčloveka, morda kot kentavra ali sfingo, ...to pa ni dopustno. Nič ne pomaga, če naj bi razvoj 'himere' prekinili v 100-celičnem stadiju. Gre torej bolj za vprašanje okusa kot za vprašanje razumevanja in znanosti. Tako je v poročilu agencije Reuters tudi menil angleški politik.
Kaj je nauk te zgodbe? Gotovo je eden od naukov, da znanstveniki ne morejo početi česarkoli, po drugi strani pa tudi, da je začetek 21. stoletja za mnoga področja nove biologije še globoki srednji vek, v katerem se srečujemo z polmisticizmi, nerealnimi predstavami o svetu in življenju in da vse to lahko vpliva celo na odločanja državnikov in vlad in kroji izide volitev. Edina pot k preseganju je boj proti neznanju s trdnimi argumenti.
___
P.S. (13.1.07): Nature je 11.1. poročal, da so odločanje o soglasju k spornim poskusom preložili za eno leto.
Včeraj so namreč objavili (verjetno so novico povezeli po agenciji Reuters), da Britanska vlada nasprotuje eksperimentom križanja človeških in živalskih celic. Novica ima naslov Človeško-živalski zarodek prepovedan?, v njem pa piše, da 'naj bi bilo 99 odstotkov križanega zarodka človeškega izvora, le odstotek bi bil živalski'. Šele iz napisa pod sliko lahko razberemo, da naj bi v poskusu združili človeško jedro z živalskim jajčecem. Verjetno si predstavljate, da tak poskus ne bi bil uspešen: jajčna celica bi imela en komplet kromosomov, človeško jedro pa praviloma dvojni komplet kromosomov (če celica, iz katere bi odvzeli jedro, ne bi bila spolna celica). Kdor morda ve, kako so klonirali ovco Dolly, si je verjetno poskus predstavljal bolj smiselno: jajčni celici bi morali prej odvzeti jedro, potem pa vanj vstaviti jedro iz druge celice (ne spolne, pač pa somatske). Taki poskusi so doslej že bili uspešni, vendar so skoraj vedno uporabili jajčno celico iz organizma iste vrste, kot je bil vir jedra, ki so ga v izpraznjeno jajčno celico vstavili. Izjema je bil primer kloniranja afriške divje mačke, pri kateri so vzeli jajčno celico domače mačke, ali pa kloniranje muflona, kjer so uporabili jajčece ovce. Tokrat naj bi šlo za podoben poksus, le da bi bila jajčna celica živalska, jedro, ki bi ga vanjo vstavili, pa človeško. Edina DNA, ki bi ostala iz živalske celice, bi bila mitohondrijska, ki pa zapisuje za vsega 13 proteinov (jedrna DNA pa za okoli 25.000). Dolžina mitohodrijske DNA je manj kot 17.000 nukleotidov, jedrne DNA pa blizu 2.800.000.000 nukleotidov (razmerje dolžin je torej 1:165.000), res pa je, da je mitohodrijev v celici več sto in zato po masi prinesejo več DNA (ne pa več informacij) kot se zdi na prvi pogled.
Čeprav bi si morda iz naslova kdo mislil, da želijo znanstveniki vzgojiti križance med ljudmi in živalmi, je bil cilj raziskav, ki so jih predlagali angleški celični biologi, pripraviti zgodnje zarodke s približno 100 celicami, da bi iz njih vzgojili izvorne celice za nadaljnje raziskave. Priprava človeških embrionalnih izvornih celic je za nekatere sporna iz etičnih razlogov. Če hočemo priti do takih celic, je treba vzgojiti zarodek, star približno 6 dni (to je mogoče izvesti v laboratorijskih pogojih po oploditvi in vitro), potem pa iz takega približno 100-celičnega zarodka pobrati okrog 20 celic, ki se v tej razvojni fazi začenjajo nabirati v notranjosti kroglaste mnogocelične strukture, imenovane blastocista. Premer zarodka v tej stopnji razvoja je približno 0,15 mm. Ker je res, da se lahko iz blastociste v materinih rodilih razvije človek, z odvzemom notranje celice mase pa blastocisto uničimo, nekateri verjamejo, da bi v takem primeru šlo za neke vrste umor, kar je etično nedopustno.
Zato raziskovalci intenzivno iščejo nove načine, kako drugače priti do embrionalnih izvornih celic. Tak primer so poskusi kloniranja človeka v terapevtske namene, da bi do blastociste prišli s fuzijo jajčne celice (z odvzetim jedrom) in somatske (na primer kožne) celice. Tudi v tem primeru bi se razvila blastocista in etični dvomi so lahko le malo manjši (ni bilo klasične stopnje 'spočetja', ki je za nekatere trenutek, ko se začne življenje). Tovrstni postopki so zelo neučinkoviti in doslej še ni opisanega primera, da bi uspeli iz na ta način pripravljenih blastocist priti do celičnih linij izvornih celic (članka korejske skupine, ki sta izšla leta 2004 in 2005, so kasneje preklicali).
Angleški raziskovalci so tokrat (morda nekoliko naivno) pričakovali, da bodo etični zadržki manjši, če bi blastocisto dobili s spojitvijo živalske - kravje ali kunčje - jajčne celice (brez lastnega jedra) s človeško celico. Ali bi lahko rekli, da bi iz take združitve nastal človek? In če to ne bi mogel biti človek, ali lahko govorimo o umoru? Verjetno ne. Vendar pa je etični zadržek zdaj drugače osnovan. S spojitvijo živalske in človeške celice bi nastala himerna celica, ki si jo očitno človek začenja predstavljati kot polčloveka, morda kot kentavra ali sfingo, ...to pa ni dopustno. Nič ne pomaga, če naj bi razvoj 'himere' prekinili v 100-celičnem stadiju. Gre torej bolj za vprašanje okusa kot za vprašanje razumevanja in znanosti. Tako je v poročilu agencije Reuters tudi menil angleški politik.
Kaj je nauk te zgodbe? Gotovo je eden od naukov, da znanstveniki ne morejo početi česarkoli, po drugi strani pa tudi, da je začetek 21. stoletja za mnoga področja nove biologije še globoki srednji vek, v katerem se srečujemo z polmisticizmi, nerealnimi predstavami o svetu in življenju in da vse to lahko vpliva celo na odločanja državnikov in vlad in kroji izide volitev. Edina pot k preseganju je boj proti neznanju s trdnimi argumenti.
___
P.S. (13.1.07): Nature je 11.1. poročal, da so odločanje o soglasju k spornim poskusom preložili za eno leto.
5. jan. 2007
Sintezna biologija v Delu
Je kdo včeraj prebral članek "Izdelava umetnih bioloških sistemov" v Delovi prilogi Znanost? Hm, večina podatkov je iz Economistovega članka Life 2.0 (izšel je konec avgusta 2006), vendar je vsebina nekoliko razširjena, tako da je v članku tudi nekaj novosti. Na fotografiji med drugim vidimo tudi ploščo z vzorci DNA, ki so jih dobile ekipe, ki so sodelovale na tekmovanju iGEM. Nikjer pa niti besede o uspehu Slovencev na tem tekmovanju. Roman (to je profesor Jerala) je bil precej slabe volje in je napisal kratek odgovor za Znanost, pod katerega se podpišem tudi jaz - bomo videli, če ga bo urednik objavil. Mene je (še) bolj motilo to, da avtor članka uporablja izraz 'sintetična biologija'... Verjetno tudi on ne bi nikoli rekel 'sintetična kemija', pač pa 'sintezna kemija', 'synthetic biology' pa je bilo tako enostavno prevesti - narobe.
Za začetek pa je dobro že to, da se o sintezni biologiji govori (in bere, seveda), saj je s sintezno biologijo pametno biti na tekočem. Nove biologije prihajajo v dnevni tisk. Prva stopnica - gremo naprej.
(dodano 12.1.)
Delo je včeraj objavilo komentar v prilogi Znanost; korektno.
Za začetek pa je dobro že to, da se o sintezni biologiji govori (in bere, seveda), saj je s sintezno biologijo pametno biti na tekočem. Nove biologije prihajajo v dnevni tisk. Prva stopnica - gremo naprej.
(dodano 12.1.)
Delo je včeraj objavilo komentar v prilogi Znanost; korektno.
Včeraj
So to vzgibi? Eden je bilo predvčerajšnje sporočilo profesorja Nekrepa (ki tako vztrajno in z dobro vero, da dela nekaj koristnega (in je res), piše svoj MIKROBioLOG), da je v dvomih glede izraza 'systems biology'. Ali bi ga prevajali kot 'biologija sistemov' ali raje kot 'sistemska biologija'? Dilemo je prvič omenil že januarja lani in razvila se je razprava, v kateri sem sodeloval, sicer z zamudo, tudi jaz in argumentiral mnenje Terminološke komisije Slovenskega biokemijskega društva, da je pravilen prevod 'biologija sistemov'. No, tokrat pa mi je prof. Nekrep po e-pošti predlagal nov izraz, ki bi bil bolj preprost, 'biološki sistemi'. Odpisal sem, da je z biološkimi sistemi vse v redu, ni pa to izraz, s katerim bi označevali stroko.
Seveda sem o teh novih izrazih in kombinacijah razmišljal še naprej in ugotovil, da gre, če nismo zelo natančni, ali pa recimo 'za laično javnost', za kup novih pristopov in pogledov pri zasnovi raziskav, za najnaprednejša orodja in znanja, ki jih take raziskave zahtevajo in da je verjetno dovolj dobro, če bi vse to imenovali z eno besedo 'nove biologije'. Pravzaprav so ta izraz v angleščini uporabili že drugi (Google vrne 702 zadetka, če vtipkam 'new biologies'), ne gre pa ga mešati s pojmom 'nova biologija', ki običajno predstavlja holistični pogled na življenje in živo ter ga pogosto povezujemo s kvazi-znanstvenimi interpretacijami in alternativnimi pristopi (v Ljubljani obstaja na primer inštitut, ki ima novo biologijo v imenu, pa se ukvarja s povsem drugimi metodami in pogledi na življenje).
Kaj pravite na 'nove biologije'? Zmešnjava? Še en izraz, za katerega ne bo nihče vedel, kaj pomeni? Mogoče, a zaenkrat je to samo okvir, v katerem bi rad vam in skupaj z vami predstavljal novosti na področju teh novih biologij. V katero smer se bo blok/blog razvil, bo pokazal čas. Morda bo vse skupaj preprost karneval, morda pa bo še za to zmanjkalo časa.
Seveda sem o teh novih izrazih in kombinacijah razmišljal še naprej in ugotovil, da gre, če nismo zelo natančni, ali pa recimo 'za laično javnost', za kup novih pristopov in pogledov pri zasnovi raziskav, za najnaprednejša orodja in znanja, ki jih take raziskave zahtevajo in da je verjetno dovolj dobro, če bi vse to imenovali z eno besedo 'nove biologije'. Pravzaprav so ta izraz v angleščini uporabili že drugi (Google vrne 702 zadetka, če vtipkam 'new biologies'), ne gre pa ga mešati s pojmom 'nova biologija', ki običajno predstavlja holistični pogled na življenje in živo ter ga pogosto povezujemo s kvazi-znanstvenimi interpretacijami in alternativnimi pristopi (v Ljubljani obstaja na primer inštitut, ki ima novo biologijo v imenu, pa se ukvarja s povsem drugimi metodami in pogledi na življenje).
Kaj pravite na 'nove biologije'? Zmešnjava? Še en izraz, za katerega ne bo nihče vedel, kaj pomeni? Mogoče, a zaenkrat je to samo okvir, v katerem bi rad vam in skupaj z vami predstavljal novosti na področju teh novih biologij. V katero smer se bo blok/blog razvil, bo pokazal čas. Morda bo vse skupaj preprost karneval, morda pa bo še za to zmanjkalo časa.
Vse se je torej začelo...
pred dobrim letom, ko sem na poti do parkirišča, kjer sem imel avto, srečal bivšega sodelavca in tudi sicer kolega, profesorja Jeralo, ki mi je omenil meduniverzitetno tekmovanje študentskih ekip s področja sintezne biologije, o katerem je bral v reviji Nature (žal dostopno samo za naročnike). Da ga ima, da bi sestavili ekipo ljubljanske univerze in da bi se prijavili. Konkurenca je huda, prijavljajo se same znane univerze, končno srečanje ekip pa je na inštitutu MIT v Bostonu. In če bi sodeloval kot somentor ekipe.
Zdaj bi najraje celo zgodbo povedal od začetka do konca - in mogoče bo kdaj še čas, da to naredim, za zdaj pa naj spustim prve tri mesece, ko sva izbirala člane ekipe, naslednje tri, ko smo študirali članke in pripravljali zasnovo projekta in še tistih najbolj intenzivnih pet mesecev, ko je kazalo, da je z vsakim dnem samo še več dela, še več eksperimentov, še več pogojev, ki jih je treba preizkusiti in potem zadnji teden, ko so še tekli poskusi, hkrati pa smo pripravljali poster, zloženko s povzetkom rezultatov, predstavitev projekta na spletu in predavanje, s katerim bi se čim bolje predstavili v Bostonu. Potem smo bili tam, v koncertni dvorani Kresge Auditorium in razglasili so dobitnike velike nagrade za najboljšo raziskovalno nalogo - nas. Čisto na desni sem jaz in sem čisto majhen na tem lesenem odru v tej veliki dvorani in si mislim - ali je to sploh mogoče? in takoj za tem: saj sem imel ves čas dober občutek. Ampak 'ves čas' je res pretirano. Večino časa nisem imel dobrega občutka, ampak tudi takrat je bil nekje notri en tak droben droben dober občutek, da delamo nekaj zanimivega, kar ni samo sebi namen in bo mogoče še kdo opazil, da smo in da delamo.
Začelo se je torej 5. novembra lani, ko smo zmagali in zdaj ni bilo več vseeno, kaj smo počeli in kam peljejo poti od tu naprej. Ena pot je pripeljala na to stran, ki jo bereš zdaj. In smo torej tu, kjer se pravzaprav v resnici vse to začne. Vidiš - začetka ni in konca ni, mi pa smo tu vmes.
Zdaj bi najraje celo zgodbo povedal od začetka do konca - in mogoče bo kdaj še čas, da to naredim, za zdaj pa naj spustim prve tri mesece, ko sva izbirala člane ekipe, naslednje tri, ko smo študirali članke in pripravljali zasnovo projekta in še tistih najbolj intenzivnih pet mesecev, ko je kazalo, da je z vsakim dnem samo še več dela, še več eksperimentov, še več pogojev, ki jih je treba preizkusiti in potem zadnji teden, ko so še tekli poskusi, hkrati pa smo pripravljali poster, zloženko s povzetkom rezultatov, predstavitev projekta na spletu in predavanje, s katerim bi se čim bolje predstavili v Bostonu. Potem smo bili tam, v koncertni dvorani Kresge Auditorium in razglasili so dobitnike velike nagrade za najboljšo raziskovalno nalogo - nas. Čisto na desni sem jaz in sem čisto majhen na tem lesenem odru v tej veliki dvorani in si mislim - ali je to sploh mogoče? in takoj za tem: saj sem imel ves čas dober občutek. Ampak 'ves čas' je res pretirano. Večino časa nisem imel dobrega občutka, ampak tudi takrat je bil nekje notri en tak droben droben dober občutek, da delamo nekaj zanimivega, kar ni samo sebi namen in bo mogoče še kdo opazil, da smo in da delamo.
Začelo se je torej 5. novembra lani, ko smo zmagali in zdaj ni bilo več vseeno, kaj smo počeli in kam peljejo poti od tu naprej. Ena pot je pripeljala na to stran, ki jo bereš zdaj. In smo torej tu, kjer se pravzaprav v resnici vse to začne. Vidiš - začetka ni in konca ni, mi pa smo tu vmes.
Danes
Danes je nov dan. No ja, je petek in sije sonce in vse ostalo lahko še kakšen dan počaka, jaz pa sem se odločil, da je čas, da vam povem nekaj o novih biologijah. In ker sije sonce in se zdi, da prihaja pomlad, imam občutek, da bom imel kaj povedati ne samo danes, pač pa tudi naslednje tedne in mesece. In ker ni nič nemogoče, si celo zamišljam, kako bi bilo, če bi ta blog pisali tudi drugi. (Kajuh: Moj blog ni samo moj blog, to je klic vseh nas.)
Najprej, kaj je kaj. Dopoldne sem porabil za to, da sem izbral strežnik, ki je zastonj, in nanj postavil prve skromne tri strani vikija o novih biologijah. Ta viki je zdaj na naslovu http://novebiologije.atwiki.com. Mogoče se bo čez čas kam preselil, mogoče pa tudi ne bo časa, da bi ga sproti urejal. Na vikiju torej piše, kaj si predstavljam pod 'novimi biologijami' in upam, da se nihče, ki je prišel do sem, ne počuti zapostavljenega. Tu je prostor tudi za vse stare biologe, za biokemike, kemike, medicince, farmacevte, mikrobiologe, zdravnike vseh zvrsti, vse tiste, ki verjamete, da nas raziskovanje lahko pripelje... naprej, in za tiste, ki ne bi radi ostali z znanjem, kjer vas je pustila osnovna šola.
Vse se je začelo... (to pa je zgodba za naslednji zapis)
---
[30.1.07] Wiki sem preselil na naslov http://novebiologije.wikia.com, kjer upam, da bo ostal vsaj par let...
Najprej, kaj je kaj. Dopoldne sem porabil za to, da sem izbral strežnik, ki je zastonj, in nanj postavil prve skromne tri strani vikija o novih biologijah. Ta viki je zdaj na naslovu http://novebiologije.atwiki.com. Mogoče se bo čez čas kam preselil, mogoče pa tudi ne bo časa, da bi ga sproti urejal. Na vikiju torej piše, kaj si predstavljam pod 'novimi biologijami' in upam, da se nihče, ki je prišel do sem, ne počuti zapostavljenega. Tu je prostor tudi za vse stare biologe, za biokemike, kemike, medicince, farmacevte, mikrobiologe, zdravnike vseh zvrsti, vse tiste, ki verjamete, da nas raziskovanje lahko pripelje... naprej, in za tiste, ki ne bi radi ostali z znanjem, kjer vas je pustila osnovna šola.
Vse se je začelo... (to pa je zgodba za naslednji zapis)
---
[30.1.07] Wiki sem preselil na naslov http://novebiologije.wikia.com, kjer upam, da bo ostal vsaj par let...
Naročite se na:
Objave (Atom)