Kmalu bo novica stara dva tedna in nekateri so jo pograbili še vročo: ameriški znanstveniki so naredili ribosom in s tem pomemben korak k umetnemu življenju (npr. RTV SLO, 9. marca). George Church s Harvarda pravi, da rabijo samo 151 genov (u, kakšna natančnost) in najpreprostejša oblika celice bo tu. Hm, ampak ali ni Craig Venter rekel, da se da pri mikoplazmi pogrešiti sto od 521 genov, tako da bi njegova sintezna bakterija imela 381 genov za proteine (ob teh pa še 39 genov za različne oblike RNA)?
Nasploh je novica o 'ribosomu iz laboratorija' malo sumljiva. Poglejmo, kaj so v resnici naredili ameriški znanstveniki! Natančne podatke je težko podati, ker o tem niso objavili nobenega znanstvenega članka, kar je tudi, milo rečeno, nenavadno. Na univerzi MIT, eni najuglednejših univerz na svetu, izdajajo časopis Technology Review, ki je 10. marca prav tako pisal o dosežku s Harvarda (ki je oddaljen samo dve postaji s podzemno železnico). Piše, da sta s podoktorskim sodelavcem Michaelom Jewettom bakterijski ribosom 'razstavila' na posamezne proteine, mešanici teh proteinov pa sta potem dodala ribosomsko RNA in ribosom se je ponovno sestavil.
Najprej ponovimo nekaj osnovnih podatkov o bakterijskem ribosomu, 'celični tovarni za proizvodnjo beljakovin'. Sestavljen je iz dveh različno velikih podenot: malo sestavlja 21 proteinskih molekul in ena molekula rRNA (1540 nukleotidov), veliko pa 34 proteinov in dve molekuli rRNA (120 in 4700 nukleotidov). Ribosome se da brez težav izolirati iz celic, ker so zelo kompaktne strukture in imajo precej drugačne lastnosti od drugih celičnih sestavin. Nukleinske kisline se da zelo enostavno ločiti od proteinov. Na Harvardu naj bi nato posamezne sestavine (pri tem ni jasno, ali so ločili proteinsko mešanico do posameznih izoliranih proteinov ali ne) ob pomoči encimov ponovno sestavili v delujoč ribosom.
Sicer se bližam letom, ko pozabljanje ni več sramota, ampak mislim, da se še spomnim, kako sem se kot študent naučil, da imajo sestavni deli ribosoma sposobnost samoorganizacije. Poskuse, ki so to dokazovali, so opravili že pred 40 leti, a se nikoli nisem spraševal, pod kakšnimi pogoji so to samoorganizacijo dosegli. Kot piše v Technology Review, naj bi takrat dosegli sestavljanje ribosomov v pogojih, ki so bili precej drugačni kot vladajo v celičnem okolju in dobljeni ribosomi niso bili zelo učinkoviti pri sintezi proteinov. Tokrat naj bi bilo drugače, a težko rečem, kako. Ob pomoči encimov? Zanimivo, ampak katerih? V nadaljevanju članka je predstavljena slika, ki naj bi predstavljala shemo tistih elementov, ki bi omogočili, da bi se v celici ribosomi sami razmnoževali. Recimo, da deluje neprepričljivo, ampak dobro, na Harvardu si tega najbrž niso mogli ravno izmisliti.
Zakaj želi profesor Church narediti umetne ribosome, saj so tisti, ki bi jih tako preprosto izoliral iz celic, vsaj enako dobri kot ti, ki jih je tokrat 'sestavil'? Kot razlaga v članku je bistvo sinteznega pristopa v tem, da bi ustvaril ribosome, ki bi bili drugačni od naravnih v svoji osnovi, tako da bi lahko sintetizirali proteine z drugačno kiralnostjo. Če bi bili proteini sestavljeni zrcalo glede na sedaj znane proteine, bi bili stabilni pred razgradnjo, saj so razgradni encimi, ki so se razvili v evoluciji, prilagojeni na levo kiralno obliko in desne, ki bi jo morda sintetizirali umetni ribosomi, ne bi prepoznali.
Dodatne podatke o raziskavi najdemo na spletni strani Harvardske univerze. Raziskavo so predstavili na srečanju alumnov, bivših diplomantov in učiteljev te, po mnenju mnogih, najboljše univerze na svetu. Opis poskusa je tu nekoliko drugačen, saj piše, da so naravno rRNA nadomestili s sintetično, kar je bolj v smislu sintezne biologije, razen tega pa nakazuje naslednje poskuse. Aktivni del ribosoma, kjer se povezujejo aminokisline v proteinske verige, predstavlja molekula RNA in če bi res želeli spremeniti zrcalnost proteinskih molekul, bi zagotovo morali spremeniti encim, ki je odgovoren za sintezo, ta encim pa je ribocim (katalitična RNA). Napisali so, da so za poskuse porabili eno leto.
Kratek pregled znanstvene literature nam pokaže, da morda tako glasno objavljeno delo s Harvarda le ni tako novo in revolucionarno. Če pustimo ob strani poskuse izpred 40 let, lahko najdemo podatke o ponovnem sestavljanju ribosoma amebe leta 1996 (vir) - gre za evkariontski organizem, ki ima bolj zapleteno sestavljen ribosom, tik pred tem pa so objavili tudi raziskavo o sestavljanju ribosoma arhej. Bakterijski ribosom so sestavljali precje dolgo - malo podenoto so sestavili pred skoraj točno 41 leti (vir) , funkcionalni ribosom pa tri leta kasneje (vir). Reakcijski pogoji res niso bili natančen posnetek celičnih razmer, niso pa bili izrazito neobičajni.
Lahko bi rekli, da eksperimenti s Harvarda morda v sedanji obliki niti niso objavljivi, saj so samo ponovili poskus izpred 38 let pod spremenjenimi pogoji in s sintetično RNA. Verjetno bo potrebnega še precej dela, preden bodo uspeli pripraviti kaj bolj revolucionarnega. Kako dolgo bo trajalo, je težko reči. Morda res pet let, kot napoveduje Daily Mail (12.3.), a morda uspeh ne bo prišel na osnovi sinteznega genoma s Churchevega seznama, pač pa od kod drugod.
24. mar. 2009
16. mar. 2009
Družbeni vidiki dela z izvornimi celicami
Ker je verjetno vsem jasno, da v treh stavkih ni mogoče razložiti vsega, kar je v zvezi z izvornimi celicami vredno razmisleka, sem se odločil, da par podatkov in razlag, za katere v pogovoru za oddajo (Studio City danes ob 21h) ni bilo časa, zapišem kar na blogu.
Pravzaprav me je že v izhodišču presenetilo, ker je nekoga (=novinarja) zanimalo moje mnenje. Kot predavatelj in raziskovalec vedno razlagaš podatke, postopke, teorije... Čeprav ob delu človek dobi občutek za stvari, ob študiju pa vtis o razumljenem [dobro, in pa seveda znanje], pa mnenje le redko res izrazimo. Edino kot recenzenti, po možnosti anonimni, ko za znanstvene revije vrednotimo raziskovalne dosežke drugih in uredniki od nas pričakujejo kritičnost in korektnost, sicer pa se zgodi zelo redko, da bi kdo vprašal kaj tako preprostega kot: Kaj si misliš o tej stvari? Kot da mnenje posameznika ni (več) pomembno.
Ker Studio City ni oddaja o znanosti, je novinarja zanimal predvsem sociološki pogled, vprašanje etičnosti, omejevanja raziskovalnega dela, vpliv religije in podobno. Na nekatera vprašanja so odgovori povsem jasni, o drugih pa bi se dalo razpravljati.
Pri izvornih celicah je etično sporno delo predvsem s celicami, ki izhajajo iz zarodkov. Res je, da je treba, da pridemo do izvornih celic, zarodek uničiti. Gre za zarodke, stare 5-7 dni, ki jih na primer Američani uvrščajo v kategorijo zigot (strogo biološko je zigota oplojena jajčna celica, zato je taka uvrstitev nekoliko nelogična). Zarodek ima takrat 100-150 celic in seveda nima še nobenih organov, celice pa so v osnovi samo dveh tipov. V premeru ima tak zarodek 0,1-0,2 mm. Šele pri 14 dni starih zarodkih se začnejo oblikovati prve živčne celice, zato nekateri postavljajo mejo med 'gmoto celic' in 'človekom' v 2. teden razvoja. Srce začne utripati 5. teden razvoja in možgani začnejo delovati 54. dan razvoja zarodka.
Strah pred tem, da bi začeli množično proizvajati zarodke in jih uničevati, je verjetno odveč. Pri oploditvah v epruveti vedno pripravijo večje število zarodkov kot jih na koncu vstavijo v maternico. Preostale, neuporabljene, hranijo v hladilnikih. Seveda gre za zarodke z nekaj deset celicami, ne za kakšne skoraj-dojenčke, kot bi si to morda kdo predstavljal. V ZDA imajo v hladilnikih več kot 400.000 zarodkov, verjetno jih v Evropi ni dosti manj in v Avstraliji jih je tudi več kot 70.000. Ti zarodki bodo najverjetneje končali tako, da jih bodo poslali v sežig, tako kot bi se zgodilo s kakšnim odrezanim slepičem ali amputiranim prstom na nogi. Številni raziskovalci menijo, da bi lahko te zarodke koristno uporabili, namesto da jih sežgejo (a tako enostavno to seveda ne gre). A gre za etiko! Nekateri bi rekli, da je uničevanje zarodkov pač uničevanje in ni razlike, ali jih sežgemo ali porabimo za raziskave.
Zgodbe o tem, da bi iz ene izvorne celice lahko v laboratoriju ustvarili celoten organizem - klon, so stvar fantazije. Trenutno kloniranje živali poteka tako, da v izpraznjeno jajčno celico prenesemo jedro neke druge celice (to lahko naredimo pod mikroskopom ali s spojitvijo jajčne in neke druge celice z elektrošokom). V resnici se zdi, da sploh ne rabimo izvorne celice, pač pa bi zadoščala tudi kakšna (živa) kožna celica, do katere je lažje priti. Vendarle pa ljudi ne klonirajo (če pustimo ob strani trditve nekaterih 'raziskovalcev', ki jih štejemo za poceni in lažno propagando). Ne samo, ker je to prepovedano v vseh državah, ki so to področje zakonsko uredile, pač pa tudi, ker so ti postopki pri ljudeh tako neučinkoviti, da so praktično neizvedljivi. Pri ovcah, psih, svinjah, kozah, govedu,... so raziskovalci prišli do rezultatov, ki so omogočili razvoj klonov, pri človeku pa zarodki propadejo, ko dosežejo nekajdesetcelični stadij. V perspektivi se zdi, da bi lahko tu prišli do boljših rezultatov v naslednjih 10-20 letih, a vprašanje je, za kakšno ceno.
Postopki kloniranja so tako neuspešni, ker še vedno ne razumemo biokemijskih podrobnosti razvoja zarodka. Iz izvornih celic raziskovalci znajo razviti posamezen tip diferenciranih celic (pri človeku je 216 tipov celic), a kombinacije vseh signalnih molekul ne znamo poustvariti. Razen tega v laboratoriju ne moremo vzdrževati zarodkov dalj kot do stadija, ko bi se ta moral zasidrati v maternico. A cilj ni, da bi ustvarili celotne klone kot nekakšne brezzavestne rezervne ljudi, ki bi jim po potrebi jemali organe, da bi z njimi zdravili zavestne, realne ljudi. Cilj je ustvariti tehnologijo sinteze nadomestnih organov zunaj telesa (regenerativna medicina v svoji radikalni obliki) - na ogrodja iz (bio)polimerov bi naselili posamezne tipe celic, ki bi se zlile v organ, prilagojen posamezniku. Nedvomno bi bilo to zelo zapleteno, drago in dolgotrajno. Marsikatero okvaro bi lahko popravili že s tem, da bi na okvarjeno ali poškodovano mesto vbrizgali izvorne celice, ki bi se razvile v funkcionalne odrasle celice. Na poskusnih živalih so že dokazali, da je mogoče na tak način popraviti okvare, ki nastanejo kot posledica infarkta.
Vseeno gre razvoj novih načinov zdravljenja počasneje kot bi si želeli (predvsem pacienti in njihovi svojci). Omejevanje financiranja, kakršen je bil odlok prejšnjega ameriškega predsednika Busha, je pomenil počasnejše približevanje cilju. Skoraj osem let je bilo dovoljeno iz državnega proračuna financirati samo raziskave embrionalnih izvornih celic, ki so jih pred avgustom 2001 že vzgojili kot celične linije. Nabor teh linij pa je bil omejen, zato mnogih raziskav ni bilo mogoče izvesti in znanje je ostalo skrito. Veliki inštituti in bolnišnice, ki so uspeli pridobiti privatne vire financiranja, so sicer lahko raziskovali in ustvarjali nove celične linije, vendar so jih predpisi omejevali do take mere, da so morali na primer na istem oddelku imeti dva ločena laboratorija z enako opremo, enega za delo s 'starimi' embrionalnimi izvornimi celicami, ki ga je plačevala država preko proračuna, drugega pa za enake raziskave iz drugih virov, saj mešanje opreme in sredstev ni bilo dovoljeno.
Vprašanje je, ali lahko neizvajanje nekih eksperimentov res enačimo samo s konzervativnostjo družbe ali oblasti. Zagotovo ni problem konzervativnost družbe - kot nam kaže primer ZDA. Državljani so bili pretežno naklonjeni raziskavam, ki bi vodile do boljših načinov zdravljenja in senat je dvakrat predlagal ukinitev omejevanja, pa jo je prejšnji predsednik vsakič zavrnil z vetom. Do kakšne mere je nenaklonjenost raziskavam izvornih celic vplivala na neizvolitev konzervativnega kandidata na predsedniško mesto, je težko natančno reči. Podobno je bilo v Avstraliji, medtem ko imamo Veliko Britanijo prej za konzervativno družbo kot ne (čeprav je konzervativna stranka na zadnjih parlamentarnih volitvah dosegla le 32 % glasov), pa vendar je med vodilnimi na področju raziskav embrionalnih izvornih celic.
Gotovo ima religija vpliv na percepcijo etičnega. Čeprav - teoretično - etika temelji na razumu, morala pa na avtoritetah, je religija (torej: avtoritete) skozi stoletja zaznamovala ljudi (in torej družbe) do take mere, da je izstop v zgolj razumsko območje vsaj zelo težek, če ne nemogoč. Rimskokatoliška cerkev se je večkrat odločno izjasnila proti raziskavam embrionalnih izvornih celic, kar gotovo ustvarja neko atmosfero nenaklonjenosti tovrstnim raziskavam, po drugi strani pa pomeni oddaljevanje cerkve od razumske 'družbene stvarnosti'. Temelj konflikta je v dojemanju začetka življenja in svetosti življenja. Če se življenje začne s spočetjem (oploditvijo jajčne celice) in če v razvoju zarodka ni nobenega trenutka, od katerega dalje bi organizem imel neke posebne lastnosti (ki bi bile bistveno drugačne kot jih je imel trenutek pred tem), potem je tudi dvocelični zarodek človek. In če je človek, ali mu gre manj pravic kot ostalim ljudem? Kdaj človek pridobi pravice, napisane v zakonih in od katere starosti naprej ga ni dovoljeno ubiti? Po drugi strani pa je vprašanje, ali žive celice, ki se ne zavedajo svojega življenja, ne morejo čutiti bolečine niti česarkoli drugega, nimajo oblike telesa, nimajo niti srca niti možganov,... res imajo vse tiste lastnosti, da bi jih (celice) lahko imenovali človek. Osebno mislim, da ne.
Tako sem pristal globoko v območju bioetike, ki je verjetno tema zase, in se oddaljil od današnje oddaje. Že kar vidim, kako bo nastopil nek Dolinar, ki ne bo nič podoben tistemu, ki ga vsak dan vidim v ogledalu. Ni vsak za na televizijo in ne zna vsak v enem stavku povedati tistega, kar misli. Mogoče bi moral ostati pri papirju in svinčnikih, tipkovnici in ekranu. Ampak potunkali so me drugi in naj jim bo to v poduk ;-)
Pravzaprav me je že v izhodišču presenetilo, ker je nekoga (=novinarja) zanimalo moje mnenje. Kot predavatelj in raziskovalec vedno razlagaš podatke, postopke, teorije... Čeprav ob delu človek dobi občutek za stvari, ob študiju pa vtis o razumljenem [dobro, in pa seveda znanje], pa mnenje le redko res izrazimo. Edino kot recenzenti, po možnosti anonimni, ko za znanstvene revije vrednotimo raziskovalne dosežke drugih in uredniki od nas pričakujejo kritičnost in korektnost, sicer pa se zgodi zelo redko, da bi kdo vprašal kaj tako preprostega kot: Kaj si misliš o tej stvari? Kot da mnenje posameznika ni (več) pomembno.
Ker Studio City ni oddaja o znanosti, je novinarja zanimal predvsem sociološki pogled, vprašanje etičnosti, omejevanja raziskovalnega dela, vpliv religije in podobno. Na nekatera vprašanja so odgovori povsem jasni, o drugih pa bi se dalo razpravljati.
Pri izvornih celicah je etično sporno delo predvsem s celicami, ki izhajajo iz zarodkov. Res je, da je treba, da pridemo do izvornih celic, zarodek uničiti. Gre za zarodke, stare 5-7 dni, ki jih na primer Američani uvrščajo v kategorijo zigot (strogo biološko je zigota oplojena jajčna celica, zato je taka uvrstitev nekoliko nelogična). Zarodek ima takrat 100-150 celic in seveda nima še nobenih organov, celice pa so v osnovi samo dveh tipov. V premeru ima tak zarodek 0,1-0,2 mm. Šele pri 14 dni starih zarodkih se začnejo oblikovati prve živčne celice, zato nekateri postavljajo mejo med 'gmoto celic' in 'človekom' v 2. teden razvoja. Srce začne utripati 5. teden razvoja in možgani začnejo delovati 54. dan razvoja zarodka.
Strah pred tem, da bi začeli množično proizvajati zarodke in jih uničevati, je verjetno odveč. Pri oploditvah v epruveti vedno pripravijo večje število zarodkov kot jih na koncu vstavijo v maternico. Preostale, neuporabljene, hranijo v hladilnikih. Seveda gre za zarodke z nekaj deset celicami, ne za kakšne skoraj-dojenčke, kot bi si to morda kdo predstavljal. V ZDA imajo v hladilnikih več kot 400.000 zarodkov, verjetno jih v Evropi ni dosti manj in v Avstraliji jih je tudi več kot 70.000. Ti zarodki bodo najverjetneje končali tako, da jih bodo poslali v sežig, tako kot bi se zgodilo s kakšnim odrezanim slepičem ali amputiranim prstom na nogi. Številni raziskovalci menijo, da bi lahko te zarodke koristno uporabili, namesto da jih sežgejo (a tako enostavno to seveda ne gre). A gre za etiko! Nekateri bi rekli, da je uničevanje zarodkov pač uničevanje in ni razlike, ali jih sežgemo ali porabimo za raziskave.
Zgodbe o tem, da bi iz ene izvorne celice lahko v laboratoriju ustvarili celoten organizem - klon, so stvar fantazije. Trenutno kloniranje živali poteka tako, da v izpraznjeno jajčno celico prenesemo jedro neke druge celice (to lahko naredimo pod mikroskopom ali s spojitvijo jajčne in neke druge celice z elektrošokom). V resnici se zdi, da sploh ne rabimo izvorne celice, pač pa bi zadoščala tudi kakšna (živa) kožna celica, do katere je lažje priti. Vendarle pa ljudi ne klonirajo (če pustimo ob strani trditve nekaterih 'raziskovalcev', ki jih štejemo za poceni in lažno propagando). Ne samo, ker je to prepovedano v vseh državah, ki so to področje zakonsko uredile, pač pa tudi, ker so ti postopki pri ljudeh tako neučinkoviti, da so praktično neizvedljivi. Pri ovcah, psih, svinjah, kozah, govedu,... so raziskovalci prišli do rezultatov, ki so omogočili razvoj klonov, pri človeku pa zarodki propadejo, ko dosežejo nekajdesetcelični stadij. V perspektivi se zdi, da bi lahko tu prišli do boljših rezultatov v naslednjih 10-20 letih, a vprašanje je, za kakšno ceno.
Postopki kloniranja so tako neuspešni, ker še vedno ne razumemo biokemijskih podrobnosti razvoja zarodka. Iz izvornih celic raziskovalci znajo razviti posamezen tip diferenciranih celic (pri človeku je 216 tipov celic), a kombinacije vseh signalnih molekul ne znamo poustvariti. Razen tega v laboratoriju ne moremo vzdrževati zarodkov dalj kot do stadija, ko bi se ta moral zasidrati v maternico. A cilj ni, da bi ustvarili celotne klone kot nekakšne brezzavestne rezervne ljudi, ki bi jim po potrebi jemali organe, da bi z njimi zdravili zavestne, realne ljudi. Cilj je ustvariti tehnologijo sinteze nadomestnih organov zunaj telesa (regenerativna medicina v svoji radikalni obliki) - na ogrodja iz (bio)polimerov bi naselili posamezne tipe celic, ki bi se zlile v organ, prilagojen posamezniku. Nedvomno bi bilo to zelo zapleteno, drago in dolgotrajno. Marsikatero okvaro bi lahko popravili že s tem, da bi na okvarjeno ali poškodovano mesto vbrizgali izvorne celice, ki bi se razvile v funkcionalne odrasle celice. Na poskusnih živalih so že dokazali, da je mogoče na tak način popraviti okvare, ki nastanejo kot posledica infarkta.
Vseeno gre razvoj novih načinov zdravljenja počasneje kot bi si želeli (predvsem pacienti in njihovi svojci). Omejevanje financiranja, kakršen je bil odlok prejšnjega ameriškega predsednika Busha, je pomenil počasnejše približevanje cilju. Skoraj osem let je bilo dovoljeno iz državnega proračuna financirati samo raziskave embrionalnih izvornih celic, ki so jih pred avgustom 2001 že vzgojili kot celične linije. Nabor teh linij pa je bil omejen, zato mnogih raziskav ni bilo mogoče izvesti in znanje je ostalo skrito. Veliki inštituti in bolnišnice, ki so uspeli pridobiti privatne vire financiranja, so sicer lahko raziskovali in ustvarjali nove celične linije, vendar so jih predpisi omejevali do take mere, da so morali na primer na istem oddelku imeti dva ločena laboratorija z enako opremo, enega za delo s 'starimi' embrionalnimi izvornimi celicami, ki ga je plačevala država preko proračuna, drugega pa za enake raziskave iz drugih virov, saj mešanje opreme in sredstev ni bilo dovoljeno.
Vprašanje je, ali lahko neizvajanje nekih eksperimentov res enačimo samo s konzervativnostjo družbe ali oblasti. Zagotovo ni problem konzervativnost družbe - kot nam kaže primer ZDA. Državljani so bili pretežno naklonjeni raziskavam, ki bi vodile do boljših načinov zdravljenja in senat je dvakrat predlagal ukinitev omejevanja, pa jo je prejšnji predsednik vsakič zavrnil z vetom. Do kakšne mere je nenaklonjenost raziskavam izvornih celic vplivala na neizvolitev konzervativnega kandidata na predsedniško mesto, je težko natančno reči. Podobno je bilo v Avstraliji, medtem ko imamo Veliko Britanijo prej za konzervativno družbo kot ne (čeprav je konzervativna stranka na zadnjih parlamentarnih volitvah dosegla le 32 % glasov), pa vendar je med vodilnimi na področju raziskav embrionalnih izvornih celic.
Gotovo ima religija vpliv na percepcijo etičnega. Čeprav - teoretično - etika temelji na razumu, morala pa na avtoritetah, je religija (torej: avtoritete) skozi stoletja zaznamovala ljudi (in torej družbe) do take mere, da je izstop v zgolj razumsko območje vsaj zelo težek, če ne nemogoč. Rimskokatoliška cerkev se je večkrat odločno izjasnila proti raziskavam embrionalnih izvornih celic, kar gotovo ustvarja neko atmosfero nenaklonjenosti tovrstnim raziskavam, po drugi strani pa pomeni oddaljevanje cerkve od razumske 'družbene stvarnosti'. Temelj konflikta je v dojemanju začetka življenja in svetosti življenja. Če se življenje začne s spočetjem (oploditvijo jajčne celice) in če v razvoju zarodka ni nobenega trenutka, od katerega dalje bi organizem imel neke posebne lastnosti (ki bi bile bistveno drugačne kot jih je imel trenutek pred tem), potem je tudi dvocelični zarodek človek. In če je človek, ali mu gre manj pravic kot ostalim ljudem? Kdaj človek pridobi pravice, napisane v zakonih in od katere starosti naprej ga ni dovoljeno ubiti? Po drugi strani pa je vprašanje, ali žive celice, ki se ne zavedajo svojega življenja, ne morejo čutiti bolečine niti česarkoli drugega, nimajo oblike telesa, nimajo niti srca niti možganov,... res imajo vse tiste lastnosti, da bi jih (celice) lahko imenovali človek. Osebno mislim, da ne.
Tako sem pristal globoko v območju bioetike, ki je verjetno tema zase, in se oddaljil od današnje oddaje. Že kar vidim, kako bo nastopil nek Dolinar, ki ne bo nič podoben tistemu, ki ga vsak dan vidim v ogledalu. Ni vsak za na televizijo in ne zna vsak v enem stavku povedati tistega, kar misli. Mogoče bi moral ostati pri papirju in svinčnikih, tipkovnici in ekranu. Ampak potunkali so me drugi in naj jim bo to v poduk ;-)
12. mar. 2009
Izvorne celice da, kloniranje človeka ne
Ameriški predsednik Obama je v ponedeljek podpisal ukaz, s katerim je preklical prepoved financiranja raziskav izvornih celic z državnim denarjem. Šlo je za ceremonial, pri katerem so med drugimi prisostvovali ugledni raziskovalci in bolniki s težkimi boleznimi. V svojem govoru je poudaril, da razume pomisleke glede raziskav embrionalnih izvornih celic, da pa je večina Američanov spoznala, da je te raziskave treba izvesti. Zavzel se je za ustrezne ukrepe, ki bi preprečevali zlorabe in odločno izjavil, da kloniranja ljudi ne smemo dovoliti, ker je to "nevarno, globoko napačno in zanj ni prostora v naši družbi in v katerikoli družbi" - povzema New York Times.
Odpiranje poti raziskavam izvornih celic je znak, da gre za pomembno raziskovalno področje, ki bo lahko prineslo velike spremembe v zdravljenju nekaterih najtežjih bolezni. Zanimivo je, da ZDA kljub dosedanji prepovedi financiranja raziskav embrionalnih izvornih celic ni zaostala za drugimi državami, ki takih omejitev niso uvedle. Razlogov za to je več: delo na starih celičnih linijah izvornih celic je bilo mogoče skraj brez omejitev, prepoved financiranja ni veljala za privatni sektor, nekatere zvezne države so intenzivno podpirale raziskave z lastnimi sredstvi, po drugi strani pa tudi v ostalih razvitih državah niso v tovrstne raziskave vlagali toliko, kot bi lahko.
Ankete med Američani so pokazale, da večina podpira predsednikovo odločitev. Spletni portal AOL News je v dobrih dveh dneh po objavi novice sprejel več kot 7000 komentarjev svojih bralcev, ki so povedali, kaj mislijo o izvornih celicah.
Kontroverznost in potencial raziskav izvornih celic naj bi 16.3. obravnavala tudi oddaja Studio city na 2. programu TVS.
Odpiranje poti raziskavam izvornih celic je znak, da gre za pomembno raziskovalno področje, ki bo lahko prineslo velike spremembe v zdravljenju nekaterih najtežjih bolezni. Zanimivo je, da ZDA kljub dosedanji prepovedi financiranja raziskav embrionalnih izvornih celic ni zaostala za drugimi državami, ki takih omejitev niso uvedle. Razlogov za to je več: delo na starih celičnih linijah izvornih celic je bilo mogoče skraj brez omejitev, prepoved financiranja ni veljala za privatni sektor, nekatere zvezne države so intenzivno podpirale raziskave z lastnimi sredstvi, po drugi strani pa tudi v ostalih razvitih državah niso v tovrstne raziskave vlagali toliko, kot bi lahko.
Ankete med Američani so pokazale, da večina podpira predsednikovo odločitev. Spletni portal AOL News je v dobrih dveh dneh po objavi novice sprejel več kot 7000 komentarjev svojih bralcev, ki so povedali, kaj mislijo o izvornih celicah.
Kontroverznost in potencial raziskav izvornih celic naj bi 16.3. obravnavala tudi oddaja Studio city na 2. programu TVS.
5. mar. 2009
Določanje prostorske zgradbe proteinov v živih celicah
Določitev prostorske strukture proteina je v proteinski biokemiji (še vedno) raziskovalni dosežek, ki daje odgovore na številna vprašanja o delovanju proteina, omogoča racionalno načrtovanje molekul, ki bi zavrle aktivnost proteina in podobno. Doslej je veljalo, da je za določanje strukture treba pripraviti zadostne količine proteina v povsem čisti obliki. Zadostne količine pomeni pogosto vsaj 10 mg... kar se mogoče marsikomu zdi zelo malo, saj je komaj mogoče stehtati. Vendar pa si morate predstavljati, da so proteini v celicah lahko izredno aktivni in za normalno delovanje celic zadošča že nekaj deset ali nekaj sto kopij nekega proteina v posamezni celici. Zdaj pa malo matematike:
Ena bakterijska celica vsebuje približno 10E(-10) mg proteinov in v 1 litru bakterijske kulture je približno 10E9 celic. To pomeni, da iz enega litra bakterijske kulture lahko dobimo okrog 100 mg proteinov. Toda gre za vse bakterijske proteine skupaj. Če nek protein, ki nas zanima, predstavlja 0,1 % od vseh proteinov v celici (kar niti ni tako malo), potem iz enega litra, če ne bi bilo nobenih izgub pri izolaciji, lahko dobimo 0,1 mg tega proteina. Z drugimi besedami: za 10 mg tega proteina bi morali pripraviti 100 litrov bakterijske kulture. Lahko si predstavljate, da so raziskovalni laboratoriji večinoma opremljeni za delo z največ par litri kulture hkrati. Problem je nadalje v tem, da pri izolaciji proteinov iz celičnih lizatov vedno prihaja do izgub. Izpleni, ki dosežejo več kot 20-30 %, veljajo za visoke, kar spet pomeni, da bi morda izolacijo morali začeti iz 300 litrov bakterijske kulture - nepredstavljivo za veliko večino laboratorijev, razen industrijskih.
Ta dolg uvod je bil potreben, da bi bolje razumeli pomen dveh člankov, ki sta objavljena v današnji izdaji revije Nature. Raziskovalcem je uspelo določiti prostorsko strukturo proteina, ki ni bil izoliran. V bakterijah so pripravili rekombinantni protein na tak način, da so bakterije med rastjo v proteine vgrajevale z izotopoma N-15 in C-13 označene hidrofobne aminokisline, protein pa so prekomerno izrazili (to pomeni, da je protein dosegel v celici >20 % mase vseh celičnih proteinov). Z jedrsko magnetno resonanco (NMR) so nato določili spektre proteina, ko je bil ta še v celici, torej brez izolacije.
Pomen tovrstnih eksperimentov je vsaj dvojen. Prvič, ni potrebno včasih zahtevno čiščenje proteina iz celičnih lizatov, in drugič, proteini v celicah imajo lahko nekoliko drugačno prostorsko strukturo, ko so v naravnem okolju in vstopajo v interakcije z drugimi molekulami, kot pa v izolirani obliki.
Eden od člankov opisuje delo z bakterijami, drugi pa določitev treh struktur v živih človeških celicah. Čeprav se zdi, da so s tem odprte poti za enostavno in hitro določanje strukture kateregakoli proteina v živi celici, pa temu ni tako, saj je predpogoj, da so signali proteina, ki ga preučujemo, dovolj močni in da meritve lahko opravimo v dovolj kratkem času, da celice preživijo. Do rutinskega določanja novih struktur poljubnih proteinov v živih celicah bo preteko še precej vode.
Predstavitev dosežka je na straneh revije Nature, opis ene od raziskav pa tudi na EurekAlert.
Ena bakterijska celica vsebuje približno 10E(-10) mg proteinov in v 1 litru bakterijske kulture je približno 10E9 celic. To pomeni, da iz enega litra bakterijske kulture lahko dobimo okrog 100 mg proteinov. Toda gre za vse bakterijske proteine skupaj. Če nek protein, ki nas zanima, predstavlja 0,1 % od vseh proteinov v celici (kar niti ni tako malo), potem iz enega litra, če ne bi bilo nobenih izgub pri izolaciji, lahko dobimo 0,1 mg tega proteina. Z drugimi besedami: za 10 mg tega proteina bi morali pripraviti 100 litrov bakterijske kulture. Lahko si predstavljate, da so raziskovalni laboratoriji večinoma opremljeni za delo z največ par litri kulture hkrati. Problem je nadalje v tem, da pri izolaciji proteinov iz celičnih lizatov vedno prihaja do izgub. Izpleni, ki dosežejo več kot 20-30 %, veljajo za visoke, kar spet pomeni, da bi morda izolacijo morali začeti iz 300 litrov bakterijske kulture - nepredstavljivo za veliko večino laboratorijev, razen industrijskih.
Ta dolg uvod je bil potreben, da bi bolje razumeli pomen dveh člankov, ki sta objavljena v današnji izdaji revije Nature. Raziskovalcem je uspelo določiti prostorsko strukturo proteina, ki ni bil izoliran. V bakterijah so pripravili rekombinantni protein na tak način, da so bakterije med rastjo v proteine vgrajevale z izotopoma N-15 in C-13 označene hidrofobne aminokisline, protein pa so prekomerno izrazili (to pomeni, da je protein dosegel v celici >20 % mase vseh celičnih proteinov). Z jedrsko magnetno resonanco (NMR) so nato določili spektre proteina, ko je bil ta še v celici, torej brez izolacije.
Pomen tovrstnih eksperimentov je vsaj dvojen. Prvič, ni potrebno včasih zahtevno čiščenje proteina iz celičnih lizatov, in drugič, proteini v celicah imajo lahko nekoliko drugačno prostorsko strukturo, ko so v naravnem okolju in vstopajo v interakcije z drugimi molekulami, kot pa v izolirani obliki.
Eden od člankov opisuje delo z bakterijami, drugi pa določitev treh struktur v živih človeških celicah. Čeprav se zdi, da so s tem odprte poti za enostavno in hitro določanje strukture kateregakoli proteina v živi celici, pa temu ni tako, saj je predpogoj, da so signali proteina, ki ga preučujemo, dovolj močni in da meritve lahko opravimo v dovolj kratkem času, da celice preživijo. Do rutinskega določanja novih struktur poljubnih proteinov v živih celicah bo preteko še precej vode.
Predstavitev dosežka je na straneh revije Nature, opis ene od raziskav pa tudi na EurekAlert.
1. mar. 2009
Pluripotentnost s pomočjo transpozonov
Mogoče se kdo še spomni zgodbe o izvornih celicah, ki se lahko diferencirajo v katerikoli tip celic in bi bile lahko zelo uporabne pri zdravljenju bolezni in posledic poškodb. Kako so včasih mislili, da jih lahko dobimo samo iz zarodkov, potem pa so ugotovili, da zelo podobne celice najdemo tudi v tkivih odraslih ljudi (a jih je malo in jih je težko dobiti). Nato so ugotovili, da je somatske celice (na primer kožne) mogoče spremeniti v pluripotentne preprosto tako, da vanje spravimo štiri gene, ki zapisujejo za transkripcijske aktivatorje. Pred petimi meseci je bila velika novica, da pri pripravi induciranih pluripotentnih celic (iPS) namesto retrovirusov lahko uporabijo adenoviruse. S tem so zmanjšali nevarnost pretvorbe celic v rakave.
Današnja novica dneva pa je, da so uspeli potrebne gene v celice vstaviti brez posredovanja virusov, s transpozoni. Novico je Reuters povzel po najavi članka (pravzaprav dveh) v reviji Nature, o njej pa piše tudi EurekAlert. Čeprav agencije navajajo, da je stari način vnosa aktivnih genov z virusi neustrezen, ker lahko pride do aktivacije virusnih genov, je to le delno res. Na začetku je bil večji problem prekomerna aktivnost vstavljenih genov, pri retrovirusih pa tudi, da je lahko prišlo do vgradnje v genom na takih mestih, da se je spremenilo izražanje nekih drugih genov. Tega pri adenovirusnih vektorjih ne bi pričakovali. Zato pa je vprašljivo, ali nova tehnologija, pri kateri uporabljajo transpozone, res povsem varna.
Transpozoni so sicer zelo heterogena skupina genetskih elementov, za katere je značilno, da se lahko premikajo po genomu - lahko se izrežejo z nekega mesta na kromosomu in se vstavijo drugje na istem ali drugem kromosomu. Nekateri se kopirajo in se na novo mesto preseli kopija, drugi pa ne. Nakateri se vstavljajo v znana zaporedja, drugi pa naključno. Zelo verjetno so kot vektor tokrat izbrali transpozon, ki se vstavlja v znano zaporedje, vseeno pa transpozone štejemo med mutagene, saj se pri svoji selitvi lahko tudi spreminjajo, pa tudi s tem, ko se vgradijo v neko zaporedje, lahko spremenijo izražanje posameznih ali skupine genov. Dokler poskusi potekajo na ravni celičnih kultur človeških in mišjih celic, se morda zdi vse v redu, kasneje pa se zna izkazati, da uporaba transpozonov vendarle ni tako uporabna in nenevarna, kot so to napisali danes. Vseeno pa bo več jasnega že, ko bosta na voljo celotna članka. Glede na aktualnost raziskav se zna zgoditi, da bomo že čez pol leta lahko prebrali še kaj bolj uporabnega in vsekakor zanimivega o induciranih pluripotentnih celicah.
Današnja novica dneva pa je, da so uspeli potrebne gene v celice vstaviti brez posredovanja virusov, s transpozoni. Novico je Reuters povzel po najavi članka (pravzaprav dveh) v reviji Nature, o njej pa piše tudi EurekAlert. Čeprav agencije navajajo, da je stari način vnosa aktivnih genov z virusi neustrezen, ker lahko pride do aktivacije virusnih genov, je to le delno res. Na začetku je bil večji problem prekomerna aktivnost vstavljenih genov, pri retrovirusih pa tudi, da je lahko prišlo do vgradnje v genom na takih mestih, da se je spremenilo izražanje nekih drugih genov. Tega pri adenovirusnih vektorjih ne bi pričakovali. Zato pa je vprašljivo, ali nova tehnologija, pri kateri uporabljajo transpozone, res povsem varna.
Transpozoni so sicer zelo heterogena skupina genetskih elementov, za katere je značilno, da se lahko premikajo po genomu - lahko se izrežejo z nekega mesta na kromosomu in se vstavijo drugje na istem ali drugem kromosomu. Nekateri se kopirajo in se na novo mesto preseli kopija, drugi pa ne. Nakateri se vstavljajo v znana zaporedja, drugi pa naključno. Zelo verjetno so kot vektor tokrat izbrali transpozon, ki se vstavlja v znano zaporedje, vseeno pa transpozone štejemo med mutagene, saj se pri svoji selitvi lahko tudi spreminjajo, pa tudi s tem, ko se vgradijo v neko zaporedje, lahko spremenijo izražanje posameznih ali skupine genov. Dokler poskusi potekajo na ravni celičnih kultur človeških in mišjih celic, se morda zdi vse v redu, kasneje pa se zna izkazati, da uporaba transpozonov vendarle ni tako uporabna in nenevarna, kot so to napisali danes. Vseeno pa bo več jasnega že, ko bosta na voljo celotna članka. Glede na aktualnost raziskav se zna zgoditi, da bomo že čez pol leta lahko prebrali še kaj bolj uporabnega in vsekakor zanimivega o induciranih pluripotentnih celicah.
Naročite se na:
Objave (Atom)