Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Znajdź zawartość

Wyświetlanie wyników dla tagów 'DNA' .



Więcej opcji wyszukiwania

  • Wyszukaj za pomocą tagów

    Wpisz tagi, oddzielając je przecinkami.
  • Wyszukaj przy użyciu nazwy użytkownika

Typ zawartości


Forum

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Szukaj wyników w...

Znajdź wyniki, które zawierają...


Data utworzenia

  • Od tej daty

    Do tej daty


Ostatnia aktualizacja

  • Od tej daty

    Do tej daty


Filtruj po ilości...

Dołączył

  • Od tej daty

    Do tej daty


Grupa podstawowa


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Znaleziono 141 wyników

  1. Zespół z Georgia Health Sciences University (GHSU) opracował metodę na ograniczenie zdolności komórek nowotworu do reperowania śmiertelnych uszkodzeń DNA wywołanych radioterapią. Można w ten sposób zwiększyć skuteczność napromienienia, ograniczając przy tym skutki uboczne. Radioterapia to wspaniała metoda, problemem są efekty uboczne. Uważamy, że [nasz wynalazek] to metoda na wywołanie śmierci tej samej liczby komórek nowotworowych mniejszą dawką promieniowania lub użycie tej samej dawki i być może wyleczenie pacjenta, który wcześniej nie miał szans na wyzdrowienie - tłumaczy dr William S. Dynan. Napromienianie powoduje rozpad podwójnej helisy DNA. Ponieważ jednak z różnym poziomem promieniowania stykamy się praktycznie wszędzie - od jedzenia po powietrze i glebę - wszystkie komórki, w tym nowotworowe, dysponują mechanizmami zapobiegającymi śmiertelnemu rozbiciu DNA. Naukowcy z GHSU przezwyciężyli te naturalne mechanizmy, opakowując przeciwciała folanami, które z łatwością dostają się do większości komórek, zwłaszcza nowotworowych. Sporo komórek nowotworowych, w tym badanych przez Amerykanów komórek raka płuc, dysponuje dużą liczbą receptorów folanów, przez co to do nich trafia gros "ładunku". Wcześniej badania nad ograniczeniem szkodliwości radioterapii koncentrowały się na receptorach na powierzchni. Dynanowi zależało jednak na stworzeniu konia trojańskiego o bardziej bezpośrednim działaniu. Akademicy połączyli fragment przeciwciała ScFv 18-2 z folanami. Po związaniu z receptorem folanowa główka opakowania nakierowuje się na jądro komórkowe. Zmiana warunków chemicznych we wnętrzu komórki prowadzi do rozerwania wiązania między ScFv 18-2 a folanem, dzięki czemu przeciwciało może zaatakować regulatorowy region kinazy białkowej zależnej od DNA - enzymu przeprowadzającego naprawę uszkodzeń DNA. Łączymy docelową molekułę z transporterem - tłumaczy Dynan. Strategia ta obiera na cel jeden z kluczowych enzymów, dlatego naprawa staje się trudniejsza - uzupełnia Shuyi Li. Naukowy duet podkreśla, że w ten sposób bezpośrednio do komórek nowotworowych można dostarczyć dowolną ilość i liczbę leków. W przyszłości panowie zamierzają poszukać innych punktów dostępu do komórek oraz najskuteczniejszych form opakowania. Ponieważ zakończył się etap badań na hodowlach komórkowych, teraz rozpoczną się eksperymenty na zwierzętach. Podejście Dynana i Li naśladuje endocytozę. Pozwala ona na przetransportowanie do komórki np. białek, które ze względu na rozmiary nie dostałyby się tu inną drogą, muszą więc polegać na tworzeniu się wakuol.
  2. Jak monitorować zwierzęta żyjące w jakimś akwenie wodnym? Można je wyławiać, określać prawdopodobną wielkość stada/populacji czy zliczać (także w nowocześniejszy sposób, np. znakując obrożami z GPS-em), ale najnowsze badania zespołu z Muzeum Historii Naturalnej w Kopenhadze demonstrują, że wystarczy nabrać kieliszek wody. Okazuje się, że w próbce o pojemności ok. 20 ml znajdują się ślady DNA wszystkich zwierząt zamieszkujących jezioro czy staw. Metoda okazała się tak skuteczna nie tylko w określaniu, jakie istoty zamieszkują wody, ale także ile ich jest, że Duńczycy przypuszczają, że w ten sposób będzie się kiedyś zliczać ryby. "W próbce wody znaleźliśmy DNA tak odmiennych zwierząt, jak wydra i ważka. Wykazaliśmy, że metoda wykrywania materiału genetycznego działa w szerokim spektrum rzadkich gatunków zamieszkujących wody słodkie - wszystkie one zostawiają w środowisku ślady DNA, które można wykryć nawet w niewielkiej ilości wody z habitatu" - opowiada doktorant Philip Francis Thomsen. Zespół z Kopenhagi badał faunę 100 jezior i strumieni europejskich. Posłużono się zarówno zliczaniem, jak i techniką bazującą na DNA. Okazało się, że 2. z metod jest skuteczna nawet w przypadku bardzo rozrzedzonej i nielicznej populacji. Poza tym udowodniono, że ilość DNA w środowisku koreluje z zagęszczeniem osobników, czyli można w ten sposób określić wielkość populacji.
  3. Czemu samce owadów starają się pozostać w pobliżu samic po spółkowaniu? Do tej pory przeważał pogląd, że monitorując zachowanie partnerki i uniemożliwiając jej kolejne akty płciowe, samiec zwiększa prawdopodobieństwo, że to on będzie ojcem. Tymczasem ostatnie badania nad świerszczami polnymi pokazują, że nie ma tu mowy o agresji czy dominacji, a rycerskie samce ryzykują wręcz życie, gdy ochraniając swoje wybranki, pozwalają im pierwszym wejść do norki. Samice owadów kopulują z wieloma samcami, a ostatni partner z największym prawdopodobieństwem zapładnia jaja. Utrudnianie kontaktów z innymi samcami wydaje się więc dobrym sposobem na zapewnienie sobie ojcostwa. Gdy jednak entomolodzy z Uniwersytetu w Exeter przeprowadzili eksperymenty na dzikich świerszczach polnych (Gryllus campestris), okazało się, że taka interpretacja sytuacji daleka jest od rzeczywistości. Brytyjczycy badali owady w ciągu 2 sezonów rozrodczych. Przeanalizowali ponad 200 godzin nagrań z kamery na podczerwień. Badali też DNA świerszczy i znakowali je. Dr Rolando Rodríguez-Muñozof nie zauważył żadnych oznak agresji samców wobec samic ani prób ograniczania ruchu samicy do lub z norki. Przepuszczając wybranki przodem, samce często narażały się na niebezpieczeństwo, np. atak ptaków. Relacje między świerszczami są inne od tego, co zakładaliśmy. Zamiast być tyranizowane, samice są raczej ochranianie przez samce. Możemy nawet powiedzieć, że samce są rycerskie. Żyjąc w pojedynkę, samce i samice równie często padają ofiarą drapieżników, gdy jednak połączą się w pary, samce są zabijane o wiele częściej, a samice zawsze przeżywają atak. Nie jest to jednak całkowicie altruistyczne - samce nadal odnoszą korzyści. Nawet jeśli zginą, przeżywająca samica nosi ich plemniki. W ten sposób samce upewniają się, że ich materiał genetyczny przetrwa. Zespół z Exeter wykorzystał 96 kamer i mikrofonów. Monitorowano populację świerszczy polnych z północnej Hiszpanii. Na grzbiecie każdego osobnika umieszczano miniaturową tabliczkę z numerem. By zbadać DNA, pobierano wycinek odnóża. Naukowcy sprawdzali, które osobniki ze sobą spółkowały, ile czasu samiec i samica spędzili razem, ile czasu każdy samiec poświęcił na zwabienie samic oraz ile odbyło się walk, kiedy jeden samiec próbował podejść do norki, w której znajdował się inny samiec. Samce bardzo chronią swoje partnerki, ale wykazują dużą agresję w stosunku do potencjalnych rywali. Samce zamieszkujące z samicami wygrywają więcej walk ze zbliżającymi się rywalami niż w sytuacji, gdy walczą na własną rękę [tylko dla siebie] - podsumowuje profesor Tom Tregenza.
  4. Zapadając w torpor (stan kontrolowanego obniżenia temperatury przez zwierzęta stałocieplne), chomiki dżungarskie wydłużają sobie telomery, czyli ochronne sekwencje z nukleotydów, które zabezpieczają przed skracaniem chromosomów po ich podwojeniu w czasie podziału komórki. Chomiki dżungarskie są szare, a ich grzbiet przecina ciemna pręga. Gdy dni ulegają skróceniu, futro staje się białe, zwierzę traci na wadze i jego narządy rozrodcze się kurczą. Gryzonie te zapadają w torpor, a nie w hibernację, gdyż temperatura ich ciała spada na mniej niż dobę. Im dłużej trwa zima, tym częściej chomiki wprowadzają się w stan odrętwienia. Christopher Turbill z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej w Wiedniu prowadził eksperymenty na 25 chomikach dżungarskich. Przez 180 dni wystawiał je na oddziaływanie światła dziennego tylko przez 8 godzin na dobę. Część zwierząt trzymano w temperaturze 20°C, a część w 9. Jako że skrócenie okresu dostępu do światła sugerowało rozpoczęcie zimy, zwierzęta zaczęły chudnąć i zapadały w torpor. Chomiki z grupy hodowanej w niższej temperaturze robiły to częściej, "spały" też głębiej. Austriacy stwierdzili, że zmiany relatywnej długości telomerów (ang. relative telomere length, RTL) najlepiej wyjaśnić częstością torporu, zwłaszcza gdy temperatura ciała jest niska. Jednym słowem – torpor wydłużał telomery, a największy wzrost długości następował u zapadających częściej w odrętwienie chomików z niższą temperaturą ciała. Zespół Turbilla podkreśla też, że na zmiany RTL wpływał spadek wagi. Można jednak przypuszczać, że jedno wiąże się z drugim: chłodniejsze gryzonie częściej zapadają w torpor, a przy okazji bardziej chudną, w obu przypadkach wydłużając sobie telomery. Na razie nie wiadomo, czy sprytny wybieg chomików zapewnia im dłuższe życie.
  5. W ramach finansowanych przez NASA badań dowiedziono, że część elementów potrzebnych do budowy DNA może pochodzić z kosmosu. "Cegiełki" tworzące DNA znajdowano w meteorytach już w latach 60. ubiegłego wieku, jednak dotychczas nie było pewności, czy powstały one w kosmosie czy też są ziemskimi zanieczyszczeniami. Po raz pierwszy mamy trzy różne dowody wskazujące, że ten budulec dla DNA powstał w kosmosie - mówi doktor Michael Callahan z Goddard Space Fligh Center. Uczeni badali próbki 12 bogatych w węgiel meteorytów, z których 9 znaleziono na Antarktydzie. Każdą z próbek rozpuszczono w kwasie mrówkowym i poddano badaniu za pomocą chromatografu, a następnie spektrometrii masowej. Naukowcy znaleźli w nich adeninę i guaninę oraz hypoksantynę i ksantynę. Natomiast w dwóch meteorytach odkryto, po raz pierwszy, trzy molekuły związane z zasadami nukleinowymi: purynę, 2,6-diaminopurynę oraz 6,8-diaminopurynę. Te dwie ostatnie niemal nie występują w ziemskiej biologii, a zatem zanieczyszczenie materiałem pochodzenia ziemskiego jest praktycznie niemożliwe. Nie sądzimy, byśmy znaleźli te analogi zasad nukleinowych jeśli doszłoby do zanieczyszczenia na Ziemi, ponieważ niemal nie występują one w biologii. Dysponujemy tylko jednym raportem o znalezieniu 2,6-diaminopuryny u jednego z wirusów [to cyjanofag S-2L- red.] - mówi Callahan. Jeśli przyjmiemy, że asteroidy są chemicznymi ‚fabrykami', to musimy też przyjąć, ze mogą powstawać w nich bardzo różne zasady nukleinowe, nie tylko takie, które spotykamy na Ziemi. Będzie to zależało od składu asteroidów i warunków w nich panujących - dodaje uczony. Drugi dowód zdobyto podczas badań, mających na celu sprawdzenie, czy nie doszło do zanieczyszczenia. Naukowcy zbadali lód, który otaczał znalezione meteoryty. Okazało się, że zawartość dwóch zasad nukleinowych oraz hypoksantyny i ksantyny, jest w lodzie o rząd wielkości mniejsza. Liczyć je należy w częściach na bilion, podczas gdy w meteorytach - w częściach na miliard. Co więcej, żaden z analogów zasad nukleinowych nie został znaleziony w lodzie, a to znaczy, że musiał znajdować się w meteorycie w chwili upadku. Analiza meteorytu znalezionego w Australii oraz otaczającego go gruntu również nie wykazała w gruncie obecności zasad znalezionych w meteorycie. Trzeci dowód to odkrycie, że wszystkie zasady, zarówno te, które występują w ziemskich organizmach żywych, jak i te, które w nich nie występują, powstały w wyniku reakcji nie mających żadnego związku z organizmami żywymi. W laboratorium identyczny zestaw zasad i ich analogów powstaje w reakcji, w której biorą udział cyjanek wodoru, amoniak i woda. To wspiera teorię, że są one pochodzenia pozaziemskiego - stwierdza Callahan.
  6. Badania szwajcarskiej organizacji iGENEA wykazały, że połowa europejskich mężczyzn i 70% Brytyjczyków jest genetycznie spokrewniona z faraonem Tutanchamonem. Na potrzeby kanału Discovery uczeni mieli za zadanie odtworzyć DNA władcy. Okazało się, że profil DNA Tutanchomona należał do haplogrupy R1b1a2. Tę samą haplogrupę ma ponad 50% europejskich mężczyzn, mają oni zatem wspólnego przodka z faraonem. Co ciekawe, profil genetyczny 70% hiszpańskich i 60% francuskich mężczyzn jest podobny do profilu władcy, a jednocześnie mniej niż 1% współczesnych Egipcjan jest genetycznie spokrewnionych z Tutanchamonem. Uczeni uważają, że haplogrupa R1b1a2 powstała około 9500 lat temu w okolicach Morza Czarnego i rozprzestrzeniła się po Europie wraz z rozwojem rolnictwa. Nie wiadomo kiedy i w jaki sposób ludzie z tą haplogrupą trafili do Egiptu. iGENEA postanowiła wykorzystać wyniki swoich badań i oferuje usługę w ramach której można sprawdzić w jaki sposób jest się spokrewnionym z Tutanchamonem. Badania kosztują od 139 do 399 euro i cieszą się sporym zainteresowaniem.
  7. Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego wykazali, że molekularne klatki z DNA, w których w przyszłości będzie się umieszczać choćby leki, mogą wnikać do żywych komórek i w nich przetrwać. Raport z badań na ten temat ukazał się właśnie w internetowym wydaniu pisma ACS Nano. Klatki wyprodukowano z czterech krótkich nici syntetycznego DNA, które zaprojektowano w taki sposób, by spontanicznie splatały się w czworościan o wysokości ok. 7 nanometrów. Wcześniej naukowcy z Oksfordu wykazali, że da się obudować takim czworościanem cząsteczki białka, a pułapki na proteiny otwierają się dopiero po napotkaniu określonych molekuł występujących wewnątrz komórki. W ramach najnowszego eksperymentu Brytyjczycy wprowadzili do hodowlanych ludzkich komórek embrionalnych nerek fluorescencyjnie znakowane czworościany DNA. Następnie komórki zbadano pod mikroskopem. Okazało się, że klatki z DNA pozostały zasadniczo nietknięte, przeżywając atak enzymów komórkowych przez przynajmniej dwie doby. Akademicy uważają to za duży postęp, ponieważ by spełniać funkcję transportera leków, klatka z DNA musi skutecznie wnikać do komórek i uwalniać ładunek dopiero po dotarciu na wybrane miejsce. Wcześniejsze badania pokazały, że rozmiary cząstek są istotnym czynnikiem określającym, czy cząstka łatwo wniknie do komórki [...]. Cząstki o promieniu poniżej 50 nanometrów częściej skutecznie szturmują komórki niż cząstki większe. Przy 7 nanometrach średnicy nasze czworościany z DNA są na tyle kompaktowe, by bez problemów dostać się do komórek, a jednocześnie na tyle duże, by pomieścić w sobie ładunek. Potrzeba dalszych badań, aby sprawdzić, jak klatki z kwasu dezoksyrybonukleinowego odnajdują drogę w żywych komórkach - opowiada prof. Andrew Tuberfield.
  8. Grupa uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco (UCSF) opracowała sposób na szczegółowe badanie ewolucji nowotworów u ludzi, co pozwala na stwierdzenie kolejności występowania mutacji genetycznych prowadzących do pojawienia się choroby. Praca uczonych podobna jest do pracy archeologów. Na podstawie badań DNA komórek nowotworowych starają się określić kolejność pojawiania się mutacji. Dermatolog Raymond Cho i współpracujący z nim uczeni z Oregon University, University of California, Berkeley i Samsung Advanced Institute of Technology określili już kolejność pojawiania się mutacji w przypadku raka kolczystokomórkowego skóry, który charakteryzuje się największą liczbą mutacji, oraz raka jajnika. Badania nagromadzenia kopii genu TP53, związanego z pojawieniem się obu tych nowotworów, dowiodły, że duże zmiany w tym genie zachodzą na wczesnych etapach rozwoju choroby. Określenie kolejności mutacji jest bardzo istotne, gdyż pozwoli stwierdzić, które zmiany odpowiadają za który etap choroby. „Mimo że z nowotworami związane są liczne mutacje, to te, do których zawsze dochodzi wcześniej, wywołują kolejne anomalie" - mówi Cho.
  9. W Lawrence Berkeley National Laboratory powstały pierwsze trójwymiarowe linijki plazmonowe, za pomocą których można mierzyć liczone w nanometrach zmiany przestrzenne w systemach makromolekularnych. Amerykanom w ich stworzeniu pomagali naukowcy z niemieckiego Uniwersytetu w Stuttgarcie. Linijki takie pozwolą na precyzyjne pomiary np. interakcji DNA z enzymami, zaginania protein czy ruchu peptydów. Zademonstrowaliśmy trójwymiarowe plazmonowe linijki bazujące na plazmonowych oligomerach i spektroskopii plazmonowej. Pozwalają nam one na uzyskanie dokładnego obrazu ułożenia przestrzennego złożonych makromolekularnych procesów biologicznych oraz śledzenie ich ewolucji - stwierdził Paul Alivisatos, szef zespołu badawczego. W miarę jak badamy coraz mniejsze struktury, koniecznie jest opracowanie narzędzi, pozwalających na ich mierzenie. Dlatego też amerykańsko-niemiecki zespół postanowił wykorzystać plazmony, czyli fale tworzone przez wzbudzone elektrony, powstające wskutek interakcji światła z metalem. Dwie nanocząsteczki metali szlachetnych, znajdujące się blisko siebie, sprzęgną się za pomocą rezonansu plazmonów i powstanie rozpraszająca światło struktura, a jej właściwości będą ściśle zależały od odległości pomiędzy nanocząsteczkami. Ten efekt rozpraszania światła został przez nas wykorzystany do stworzenia linijek plazmonowych, których użyliśmy do mierzenia odległości pomiędzy komórkami - mówi Alivisatos. Dotychczas do tego typu pomiarów używano linijek bazujących na barwnikach chemicznych i zjawisku FRET, czyli mechanizmie przenoszenia energii pomiędzy dwoma chromoforami. Użycie plazmonów ma tę przewagę, że w ich przypadku nie mamy do czynienia z blaknięciem czy migotaniem. Są one ponadto bardzo jasne i stabilne. Do niedawna używano wyłącznie dwuwumiarowych linijek plazmonowych, gdyż uczeni nie potrafili sobie poradzić ze zbyt dużym rozpraszaniem światła, do jakiego dochodziło gdy wiele nanocząsteczek metali znajdowało się blisko siebie i poruszały się one w trzech wymiarach. W tak uzyskiwanym obrazie spektrum rozpraszanego światła było bardzo szerokie i niemożliwe było wyłonienie poszczególnych elementów, które można byłoby przypisać położeniu konkretnej nanocząsteczki. Teraz uczeni poradzili sobie z tym problemem stosując pięć złotych nanopręcików, z których każdy ma indywidualnie kontrolowaną długość i orientację. Pręciki ułożone są w literę H - dwa znajdują się na dole, dwa na górze, a pomiędzy nimi, prostopadle do reszty, ułożono piąty pręcik. Dzięki takiemu ułożeniu pomiędzy pojedynczym pręcikiem, a dwoma równoległymi powstaje silne sprzężenie, które pozwala na uzyskanie ostrego obrazu i umożliwia wykonanie pomiarów. Dodatkową zaletą takiej struktury jest duża swoboda ruchu wszystkich pręcików, co umożliwia dokładne badania zmian w strukturze badanych systemów. http://www.youtube.com/watch?v=dgdWrMaAxd4
  10. Izoflawony z soi zwiększają wpływ radioterapii na komórki raka płuc. Podczas badań naukowcy posłużyli się preparatem, w którym znalazły się 3 główne izoflawony ziaren soi: genisteina, daidzyna oraz glicytyna (Journal of Thoracic Oncology). Aby ulepszyć radioterapię dla komórek raka płuc, badamy potencjał naturalnych nietoksycznych składników soi izoflawonów w zakresie zwiększania efektów promieniowania w przypadku komórek nowotworowych, przy jednoczesnej ochronie normalnych komórek płuca przed uszkodzeniem – wyjaśnia dr Gilda Hillman z Wydziału Naświetlania Onkologicznego Wayne State University. Naturalne izoflawony sojowe mogą uwrażliwiać komórki nowotworowe na działanie radioterapii, hamując mechanizmy przeżycia, które uruchamiają, by się chronić [ostatnio naukowcy zademonstrowali, że blokują mechanizmy naprawy DNA uszkodzonego przez promieniowanie]. W tym samym czasie związki te działają w prawidłowej tkance jak przeciwutleniacze, chroniąc ją przed niepożądanym uszkodzeniem przez radioterapię. Komórki linii A549 niedrobnokomórkowego raka płuc, które w ramach eksperymentu potraktowano przed radioterapią izoflawonami, wykazywały więcej uszkodzeń DNA i mniej aktywności naprawczej od komórek poddanych wyłącznie napromienianiu. Wcześniej akademicy wykazali, że czysta genisteina wykazuje w liniach ludzkich komórek niedrobnokomórkowego raka płuc efekt przeciwnowotworowy, ale jak pokazano ostatnio, w przypadku zastosowania mieszanki z soi jest on silniejszy.
  11. Albatros amsterdamski (Diomedea amsterdamensis), uważany przez niektórych za podgatunek albatrosa wędrownego (Diomedea exulans), jest odrębnym gatunkiem. Potwierdziły to badania genetyczne. Albatrosy amsterdamskie rozmnażają się wyłącznie na leżącej na południowym Oceanie Indyjskim Wyspie Amsterdam. Należy ona do Francji i stanowi część Francuskich Terytoriów Południowych i Antarktycznych. W Czerwonej Księdze Gatunków Zagrożonych Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody i Jej Zasobów D. amsterdamensis widnieją jako gatunek skrajnie zagrożony. Po raz pierwszy opisano je w 1983 roku. Ptaki łączą się w pary na całe życie i co dwa lata składają jedno jajo. Młody wykluwają się po 80 dniach wysiadywania przez oboje rodziców. Rocznie na lęgowisku na pojedynczym płaskowyżu (Plateau des Tourbières) w centrum Wyspy Amsterdam pojawia się od 18 do 26 par; cała populacja to 130-170 osobników. Testy zespołu dr Theresy Burg z Uniwersytetu w Lethbridge wykazały, że DNA albatrosów amsterdamskich znacząco różni się od genomu najbliższych krewnych, czyli albatrosów wędrownych. Wszystko wskazuje na to, że jako gatunek D. amsterdamensis wyodrębniły się ok. 265 tys. lat temu. Od momentu odkrycia ornitolodzy spierali się o taksonomię D. amsterdamensis. Amerykańska Unia Ornitologiczna (American Ornithologists' Union, AOU) twierdziła, że albatrosy amsterdamskie to gatunek, a np. dr James Clements, autor Birds of the World, A Check List, nie. Burg postanowiła zakończyć tę dyskusję, analizując genom. Wyniki prac jej zespołu ukazały się w piśmie branżowym Journal of Avian Biology. Wg Kanadyjki, nawet z wyglądu albatrosy amsterdamskie, zwane też białolicymi, są inne od albatrosów wędrownych. Są nieco mniejsze [ważą do 8 kg, a rozpiętość ich skrzydeł sięga 3,4 m, podczas gdy masa ich kuzynów może sięgać 12 kg, a rozpiętość skrzydeł 3,7 m]. Składają jaja w innym czasie, a ich pióra są nieco bardziej brązowe niż u pozostałych wędrownych albatrosów. Ornitolodzy podkreślają, że mimo imponującej rozpiętości skrzydeł i zdolności do przebywania dużych odległości, w okresie lęgowym albatrosy amsterdamskie zawsze powracają na położony na wysokości 500-600 m n.p.m. płaskowyż na Wyspie Amsterdam. Nie dzielą tego obszaru z żadnymi innymi albatrosami wędrownymi. Ta izolacja doprowadziła prawdopodobnie do wyodrębnienia się gatunku.
  12. Powstał pierwszy molekularny silnik, którego efekty pracy można wykorzystać w praktyce. Dotychczas tego typu urządzenia były jedynie ciekawostkami, gdyż nie istniało żadne połączenie pomiędzy nimi a światem zewnętrznym. Tymczasem Martin McCullagh, Ignacio Franco, Mark A. Ratner i George C. Schatz z Northwestern University wykorzystali molekułę DNA do zamiany światła w pracę mechaniczną. Wyniki swoich badań opublikowali w Journal of the American Chemical Society. Wspomniana molekuła to fragment DNA o strukturze spinki do włosów, w skład której wchodzą dwie pary zasad guanina-cytozyna połączone azobenzenem. Końcówka jednej pary zasad jest przytwierdzona do podłoża, a końcówka drugiej - do dźwigni mikroskopu sił atomowych. To właśnie mikroskop służy za interfejs łączący molekularny silnik ze światem zewnętrznym. Urządzenie działa dzięki temu, że azobenzen pod wpływem światła przechodzi izomeryzację, zmieniając się pomiędzy izomerami trans i cis. Jest ona związana ze zmianą kształtu azobenzenu, co prowadzi do poruszania się całego silnika. Proces jest odwracalny, można więc przeprowadzać go wielokrotnie. Naukowcy wiedzą, w jaki sposób uzyskać pracę netto z całego systemu. Najpierw molekułę znajdującą się w trybie cis rozciągają za pomocą końcówki mikroskopu sił atomowych, następnie światło zmienia izomer cis w bardziej sztywny izomer trans. Teraz izomer trans jest ściskany do oryginalnej wielkości silnika, po czym drugie źródło światła zmienia strukturę w izomer cis. Jako, że molekuła jest bardziej sztywna podczas jej ściskania niż rozciągania, uzyskujemy pracę netto. Energia włożona w rozciągnięcie jest bowiem mniejsza, niż energia uzyskana ze ściśnięcia. Całość działa dzięki indukowanym światłem zmianom w molekule z DNA i azobenzenu. Ze względu na konstrukcję, integralną częścią silnika jest mikroskop sił atomowych. Praca musi być wykonana na molekule i dźwigni podczas rozciągania, a energia jest pozyskiwana w czasie ściskania. Jeśli molekuła jest sztywniejsza w czasie ściskania, uzyskujemy energię netto - mówi Schatz. Naukowcy oszacowali pozyskaną energię na maksymalnie 3,4 kcal/mol przy maksymalnej wydajności 2,4%. Można to porównać z 7,3 kcal/mol pozyskiwanej z hydrolizy ATP, która jest głównym źródłem energii dla procesów biologicznych. Pozyskaliśmy obiecującą ilość energii, ale prawdziwym celem tych badań jest poszukiwanie nowych sposobów na jej konwersję. Zaproponowany przez nas silnik to punkt wyjścia do dalszych usprawnień. Pozwoli nam on ocenić możliwości maszyn zbudowanych z pojedynczej molekuły. To z kolei jest bardzo ważnym krokiem w kierunku zmiany takich maszyn z naukowej ciekawostki w źródło energii dla procesów odbywających się w nanoskali - dodaje Schatz.
  13. Po raz pierwszy w historii zauważono włączenie fragmentu ludzkiego DNA do genomu bakterii. Naukowcy z Northwestern University stwierdzili, że Neisseria gonorrhoeae, bakteria powodująca rzeżączkę, stosunkowo niedawno zaczęła korzystać z naszego DNA. Odkrycie pozwoli zbadać ewolucję bakterii, obserwować jej zdolność do ciągłego dostosowywania się do przebywania w ludzkim organizmie. Rozprzestrzeniająca się za pośrednictwem kontaktów seksualnych rzeżączka to jedna z najstarszych trapiących ludzkość chorób i jedna z niewielu, która występuje tylko i wyłącznie u Homo sapiens. Bakteria przyjęła część DNA gospodarza. Ma to olbrzymie ewolucyjne znaczenie, gdyż pozwala jej się adaptować do gospodarza - mówi profesor mikrobiologii i immunologii Hank Seifert z Northwestern University. Dotychczas wiedzieliśmy, że bakterie mogą wymieniać materiał genetyczny pomiędzy sobą oraz z drożdżami. Przyjęcie ludzkiego DNA to dla bakterii olbrzymi skok. Musiała ona pokonać wiele przeszkód, by tego dokonać - stwierdził główny autor badań, Mark Anderson. Naukowcy jeszcze nie wiedzą, czy przyjęcie naszego DNA daje bakterii jakieś szczególne korzyści. Przypuszczają, że mogą dzięki temu powstać nowe jej szczepy. Na całym świecie corocznie na rzeżączkę choruje 50 milionów osób. Jest ona uleczalna, jednak obecnie działa na nią tylko jeden antybiotyk. Na wcześniejsze się uodporniła. Profesort Sifert zauważa, że już w Biblii wspomniano o chorobie, której opis pasuje do rzeżączki.
  14. Nowe studium naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego rzuca nieco światła na ludzką zdolność przystosowania się do niedotlenienia. Dobierając przez 200 pokoleń muszki owocowe (Drosophila melanogaster) odporne na hipoksję, specjaliści zademonstrowali towarzyszące temu trwałe zmiany w genomie. Niedotlenienie wiąże się nie tylko z przebywaniem na dużych wysokościach (chorobą wysokościową) czy schodzeniem głęboko pod wodę. Występuje też przy zawale, udarze czy schorzeniach układu oddechowego, które ograniczają ilość tlenu docierającego do narządów wewnętrznych. Akademicy zdecydowali się na badanie owocówek, ponieważ ich mechanizmy molekularne są bardzo podobne do ludzkich. Uzyskane po 200-pokoleniowej hodowli owady tolerowały śmiertelne w normalnych warunkach niedotlenienie. Co więcej, przekazywały tę cechę potomstwu. Utrzymywała się ona nawet przy braku stresu wywołanego niedotlenieniem. Sugeruje to, że w grę wchodzi mechanizm genetyczny, a nie fizjologiczny. Zespół doktora Gabriela G. Haddada porównywał genomy specjalnie dobieranych D. melanogaster i grupy kontrolnej. W ten sposób wskazano specyficzne regiony DNA, głównie na chromosomie X, które odpowiadały za oporność na niedotlenienie. Kilka z tych regionów zawierało geny kontrolujące szlak sygnalizacyjny Notch. Jest on wykorzystywany przez różnorodne organizmy do regulowania przeznaczenia linii komórkowych. Wcześniej wykazano, że szlak ten jest nadmiernie aktywowany zarówno u niedotlenionych owocówek, jak i myszy. Aby potwierdzić, że rzeczywiście korzystne zmiany dotyczą właśnie Notch, Amerykanie zastosowali inhibitor gamma-sekretazy o nazwie DAPT. Zabieg ten znacznie zmniejszył przeżywalność przedstawicieli tolerującego hipoksję szczepu. Naukowcy stwierdzili również, że muszki bez mutacji lub z mutacjami prowadzącymi do ubytku funkcji (ang. loss-of-function mutation) wykazywały znaczny spadek tolerancji na hipoksję. Dla odmiany mutacje polegające na nabyciu funkcji (ang. gain-of-function mutation) bardzo zwiększały zdolność tolerowania niedotlenienia. Potwierdziliśmy, że wynikiem długoterminowego wystawienia na wpływ niedotlenienia są zmiany w DNA, a nie tylko w ekspresji genów – podsumowuje Haddad.
  15. Do związanych z nowotworami uszkodzeń DNA dochodzi już wkrótce po wypaleniu papierosa – dowodzą naukowcy z University of Minnesota. Efekt jest widoczny tak szybko, że stanowi odpowiednik wstrzyknięcia substancji bezpośrednio do krwiobiegu. W studium wzięło udział 12 ochotników. Akademicy skupili się zwłaszcza na tym, co dzieje się we krwi z jednym z wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) - fenantrenie. Dodawano go do wypalanych przez badanych papierosów. By WWA zadziałały kancerogennie na płuca, muszą zostać poddane metabolicznej aktywacji. W 3-stopniowej sekwencji tworzą się addukty - w tym wypadku połączenia dwóch substancji chemicznych, czyli DNA i epoksydów dioli (ang. diol epoxide) – które mogą powodować mutacje i rozpoczynać proces nowotworzenia. Co ciekawe, naukowcy po raz pierwszy zbadali ten szlak u ludzi narażonych na kontakt z WWA w wyniku palenia papierosów. W eksperymentalnych papierosach wykorzystano stabilną izotopowo pochodną fenantrenu, najprostszego WWA z regionem zatokowym, z wchodzącym w jej skład deuterem (ang. [D10]phenanthrene fenantren). Specjaliści podkreślają, że metabolity WWA wiążą się kowalencyjnie z DNA lub RNA komórki. Szczególne możliwości w tym zakresie mają powstające w I fazie metabolizmu epoksydy dioli, a zwłaszcza te z nich, u których wiązanie epoksydowe znajduje się we wspomnianym wcześniej rejonie zatokowym cząsteczki. Dzieje się tak, ponieważ cechuje go podwyższona reaktywność zarówno biologiczna, jak i chemiczna. Po wypaleniu papierosów przez 12 ochotników w osoczu poszukiwano tetraolu [D10]PheT - głównego końcowego związku metabolicznej ścieżki fenantrenu. Okazało się, że trzystopniowa ścieżka prowadząca do powstawania epoksydioli była aktywowana dosłownie w mgnieniu oka. Poziom [D10]PheT w osoczu wszystkich badanych był maksymalny w najwcześniejszych uwzględnianych punktach czasowych (15-30 min po paleniu), a potem spadał.
  16. By się rozmnażać, wirusy wprowadzają swój materiał genetyczny do komórek atakowanego organizmu. W przebiegu odwiecznej wojny między bakteriami a wirusami te pierwsze wykorzystały metodę przeciwnika, by wykształcić jeden z pierwszych na Ziemi prymitywnych układów odpornościowych. Artie McFerrin Texas A&M University wyjaśnia, że wojna bakteryjno-wirusowa toczy się od milionów lat, zaś bakterie rozwinęły antybiotykooporność dzięki wirusowemu DNA, które uległo zmutowaniu. Po przebiciu błony komórkowej wirus wprowadza do cytoplazmy swój kwas nukleinowy. Potem następuje przejęcie kontroli nad metabolizmem gospodarza, tak że bakteria pracuje już na użytek wirusa i kopiuje jego materiał genetyczny i białka kapsydu. Z powodu licznych przypadkowych mutacji w chromosomie bakterii wszystko może jednak pójść nie po myśli najeźdźcy. Ponieważ materiał genetyczny wirusa stał się już częścią chromosomu bakterii, także ulega zmutowaniu. W ten sposób bakteria nie tylko nie pada ofiarą swojego naturalnego wroga, ale i radzi sobie lepiej od pobratymców bez obcego kwasu nukleinowego. Zyskuje nowe triki, nowe geny, nowe białka i nowe umiejętności. Odkryliśmy, że z wirusowym DNA schwytanym na miliony lat w chromosomie komórka wytworzyła nowy układ immunologiczny. Pozyskała nowe białka, które pozwoliły odeprzeć napór antybiotyków i innych szkodliwych czynników próbujących ją utlenić, takich jak np. nadtlenek wodoru. Te komórki, które dysponują nowy wirusowym zestawem trików, nie umierają lub nie umierają tak szybko. By dojść do takich wniosków, zespół Wooda musiał najpierw przeprowadzić eksperymenty na pewnym szczepie pałeczek okrężnicy (Escherichia coli). Z ich chromosomów usunięto całe wirusowe DNA. Za pomocą "enzymatycznych nożyc" z 9 lokalizacji wycięto w sumie 166 tys. nukleotydów. Okazało się, że po tej operacji znacznie wzrosła wrażliwość bakterii na antybiotyki. To konkretne studium dotyczyło E. coli, ale niemal u wszystkich bakterii można znaleźć wirusowy materiał genetyczny, a u niektórych szczepów wirusowe DNA stanowi aż 20% chromosomu. U niektórych bakterii 1/5 chromosomu pochodzi od ich wroga, a do czasu naszego studium ludzie przeważnie nie podejmowali prób badania tych 20%, uznając, że to DNA jest bierne i nieistotne, nie ma więc większego wpływu na komórkę. A jak widać, bez tego typu analiz nie uda się prawdopodobnie opracować skutecznych antybiotyków.
  17. Mimo dekad rozwoju genetyki, sekwencjonowanie DNA jest procesem kosztownym i uciążliwym. Pierwsze pełne zsekwencjonowanie całego ludzkiego genomu odbyło się w 2001 roku kosztem trzech miliardów dolarów, mimo ciągłego udoskonalania metod i redukcji ceny jeszcze w roku 2007 taka procedura kosztowała milion dolarów. Brytyjscy naukowcy z Imperial College London opatentowali technologię, która ma w ciągu dziesięciu lat obniżyć cenę sekwencjonowania pełnego genomu do kilku dolarów i skrócić czas do kilku minut. Obecnie odczytanie sekwencji DNA jest kosztowne i wyjątkowo długotrwałe (przeciętne tempo odczytu to około 10 par zasad na sekundę, a trzeba ich odczytać ponad trzy miliardy), ponieważ wymaga najpierw cięcia - przy pomocy odpowiednich enzymów - nici DNA na mniejsze fragmenty, namnażaniu ich, a dopiero potem odczytywaniu i składaniu na powrót w całość. Cały proces jest dodatkowo podatny na błędy. Naukowcy z Imperial College London pokonują kolejne bariery na drodze do skonstruowania czytnika, który będzie odczytywał pary zasad w tempie 10 milionów na sekundę, nie wymagając żadnych zabiegów przygotowawczych, cięcia czy składania na powrót nici DNA. Sztuka polega na przeciąganiu nici DNA z dużą prędkością (z zastosowaniem ładunku elektrycznego) przez otwór o średnicy 50 nanometrów w specjalnym silikonowym chipie. Po drugiej stronie otworu znajdują się dwie nanoelektrody w odstępie zaledwie 2 nanometrów. Przechodzące między nimi pary zasad (A, C, T, G) są odczytywane z wykorzystaniem „tunelowego połączenia elektrod". Odczytywaniem i składaniem informacji w całość miałby zająć się odpowiednio szybki komputer. Do tej pory problemem była precyzja wykonania takiego instrumentu, obecnie jednak udało się osiągnąć oczekiwane rezultaty, dzięki zastosowaniu platynowych elektrod. Stworzenie w pełni działającego zestawu ma zająć jeszcze dziesięć lat, ale technologia już została opatentowana. Możliwość poznania indywidualnego genomu przez każdego człowieka, szczególnie w połączeniu z coraz lepszym rozumieniem jego funkcjonowania, bez wątpienia stanowić będzie postęp w naukach biologicznych i medycznych. Nieodległy wydaje się czas, kiedy każdy natychmiast będzie mógł poznać swoje „słabe strony" - podatność na określone choroby, czas życia, itd. Autorzy pracy „DNA Tunneling Detector Embedded in a Nanopore" opublikowanej w NanoLetters to Aleksandar P. Ivanov, Emanuele Instuli, Catriona M. McGilvery, Geoff Baldwin, David W. McComb, Tim Albrecht i Joshua B. Edel. Łatwość taka może jednak rodzić zagrożenia. Po takie narzędzie bez wątpienia sięgnęłyby na przykład firmy ubezpieczeniowe, albo wywiady, które z radością dowiedziałyby się na przykład, kto z inwigilowanych dyplomatów ma wrodzoną skłonność do nałogów. Wizję takiego świata niósł amerykański film s-f Gattaca z 1997 roku. W świecie tym każde dziecko już przed urodzeniem miało opracowany profil zdrowotny, ludzi identyfikowano po ich DNA szybciej niż dzięki odciskom palców. W filmowym świecie łatwość ta doprowadziła niestety do smutnych efektów: pojawienia się „genowego rasizmu" i podzielenia ludzi na kasty.
  18. Akademicy z Binghamton University ożywili bakterie, uwięzione przez tysiące lat w inkluzjach fluidalnych (kroplach wody) z kryształów soli. Geolodzy od dawna zastanawiali się, czy schwytane w taką pułapkę mikroby można jakoś uwolnić. Inkluzje znajdowano w kryształach o bardzo różnym wieku – od paru tysięcy do kilkuset milionów lat. Zawsze też specjaliści mieli wątpliwości, czy wyhodowane z nich organizmy miałyby charakter prehistoryczny, czy w grę wchodziłyby raczej współczesne zanieczyszczenia. Geolog Tim Lowenstein i antropolog, a zarazem biolog J. Koji Lum twierdzą, że udało im się rozstrzygnąć ten problem – wg nich, materiał jest jak najbardziej prehistoryczny. Muszą w to również wierzyć przedstawiciele Narodowej Fundacji Nauki, ponieważ przeznaczyli na kontynuację kilkuletnich badań amerykańskiego zespołu kwotę 400 tys. dolarów. Wszystko zaczęło się od oglądania inkluzji pod mikroskopem. Odkryliśmy nie tylko bakterie, ale i kilka rodzajów glonów. Algi mogły de facto być pokarmem, na którym baterie przeżyły dziesiątki tysięcy lat – wyjaśnia Lowenstein. Potem zaczęto myśleć o DNA tych wszystkich organizmów. Co ważne, nawet jeśli jakaś istota nie przeżywała, jej materiał genetyczny się przecież zachowywał. Krithivas Sankaranarayanan, student Luma, przejrzał literaturę przedmiotu i zaproponował odpowiednią metodę ożywiania organizmów z próbek Lowensteina. W jednym konkretnym miejscu mieliśmy próbki datowane na ponad 100 tys. lat. Na podstawie zasolenia Lowenstein odtworzył prehistoryczne klimaty, a teraz my analizujemy DNA bakterii, grzybów i glonów, które żyły w tych wodach i ustalamy, jak wszystko zmieniało się w czasie. Dysponujemy oglądem wszystkich organizmów występujących w jeziorach w czasie, gdy tworzyły się inkluzje. Naukowcy zsekwencjonowali DNA i wyhodowali odkryte bakterie. Teraz żywią wobec nich wielkie nadzieje. Możliwe, że ujrzymy ewoluujące organizmy i zaobserwujemy, jak reagują na zmiany klimatu w perspektywie geologicznej – marzy Lum. Badane próbki pochodziły m.in. z Doliny Śmierci w Kalifornii oraz stanowisk w Michigan, Kansas i we Włoszech. Temperatury sięgały tam kiedyś 54,4 st. Celsjusza, przez co wody z inkluzji były mocno zasolone. Uwięzione organizmy były jednak bardzo odporne, a opisane warunki pozwalały na idealne zachowanie materiału genetycznego. Krople zadziałały jak kapsuły czasu – podsumowuje Lowenstein.
  19. Hitler nie byłby zadowolony - stwierdził genetyk Ronny Decorte, który na zlecenie flamandzkiego magazynu Knack badał DNA krewnych wodza III Rzeszy. Wszystko wskazuje bowiem na to, że wśród przodków Hitlera byli "podludzie". Dziennikarz Jean-Paul Mulders przeprowadził poszukiwania żyjących krewnych Hitlera. Znalazł ich w Austrii i USA. Od osób tych pobrano próbki śliny i poddano analizie ich DNA. Jak poinformował Mulders, dominującą haplogrupą - a to właśnie haplogrup używa się do identifikowania migracji populacji - okazała się E1b1b. Rzadko występuje ona wśród mieszkańców Europy Zachodniej. Ma ją za to około 25% Greków i Sycylijczyków, którzy nabyli ją od ludności afrykańskiej. E1b1b najczęściej występuje w Afryce Północnej wśród Berberów z Maroko, Algierii, Tunezji i Somalijczyków. Niezwykle często haplogrupę tę mają również... Żydzi. Najprawdopodobniej zatem wśród przodków Adolfa Hitlera byli zarówno mieszkańcy Afryki Północnej jak i Żydzi. Pogłoski o żydowskich korzeniach wodza krążyły od dawna. Rodzicami twórcy III Rzeszy byli Alois Hitler (urodzony jako Alois Schicklgruber) i Klara Hitler. Część historyków od dawna utrzymywała, że Alois Schicklgruber był nieślubnym dzieckiem Marii Schicklgruber i młodego Żyda nazwiskiem Frankenberger. Pochodzenie Aloisa nie jest jasne. Z części źródeł wynika bowiem, że ksiądz odmówił ochrzczenia Aloisa jako dziecka z nieprawego łoża, a jego akt chrztu został sfałszowany.
  20. Wirusy kojarzą się z chorobami. Okazuje się jednak, że w niższych partiach naszych jelit znajduje się wiele dość słabo poznanych, lecz z pewnością łagodnych wirusów. Skład tej "menażerii" jest charakterystyczny dla danej osoby, pod tym względem różnią się nawet bliźnięta jednojajowe. Naukowcy ze Szkoły Medycznej Washington University badali bliźniaczki jednojajowe i ich matki. Ustalili, że większość jelitowych wirusów to nowe gatunki, które chowają się w przewodzie pokarmowym w pożytecznych dla nas bakteriach. Bez mikroflory jelit nie poradzilibyśmy sobie z trawieniem różnych składników diety, np. błonnika. Amerykanie zauważyli, że rezydujące w przewodzie pokarmowym wirusy wpływają na aktywność bakterii i dzięki nim można stwierdzić, w jakim są one stanie po przebytej chorobie i leczeniu antybiotykami. Większość naszych informacji o żyjących razem wirusach i bakteriach pochodzi ze studiów dotyczących takich habitatów zewnętrznych jak ocean. Tamtejszy tryb życia wirusów można opisać w kategoriach dynamiki związku drapieżnik-ofiara, czyli jako nieustanną bitwę ewolucyjną na genetyczne zmiany wirusów i ich bakteryjnych gospodarzy. My chcieliśmy poznać naturę wirusów i ich styl życia w najliczniejszej populacji mikrobiologicznej naszego ciała – jelitach – wyjaśnia dr Jeffrey Gordon, dyrektor Centrum Badań nad Genomem i Systematyki. W najnowszym badaniu Alejandro Reyes i zespół analizowali DNA wirusów wyizolowanych z próbek kału 4 par bliźniaczek jednojajowych i ich matek. Próbki zbierano w 3 różnych okresach tego samego roku, co pozwoliło ocenić ewentualne fluktuacje w składzie populacji. Poza tym Amerykanie zbadali DNA pozostałych mieszkańców jelita i sporządzili tzw. mikrobiom. Dzięki temu mogli porównać flory bakteryjną i wirusową niższych partii jelita. Co ważne, ponad 80% wirusów z próbek naukowcy dotąd nie znali. Nawet u identycznych genetycznie osób skład flory wirusowej był zupełnie inny. Pod tym względem różniły się one prawie tak bardzo jak niespokrewnieni ze sobą ludzie. Dokładnie na odwrót miały się sprawy z bakteriami jelitowymi. Członkinie jednej rodziny dzieliły ze sobą pewną część gatunków bakteryjnych. Mimo że zestawy wirusowe poszczególnych osób były zupełnie różne, dominujące u nich gatunki wirusów nie zmieniały się w ciągu roku. Wśród bakterii zmienność była za to większa. Oznacza to, że znajdowane w odchodach wirusy DNA nie prowadzą w przewodzie pokarmowym typowych dla środowiska zewnętrznego podchodów drapieżnik-ofiara. Znaleziono w nich ewoluujące geny bakterii, które kodowały funkcje przynoszące korzyści zarówno bakteryjnym gospodarzom, jak i innym gatunkom bakteryjnym obecnym w jelicie. W najbliższym czasie akademicy zamierzają rozpocząć badanie wirusowych genomów z rozwijających się przewodów pokarmowych jedno- i dwujajowych bliźniąt w wieku niemowlęcym z różnych rodzin. Chcą w ten sposób ustalić, jak wirusy odnajdują się w ekosystemie ludzkich jelit i jak oddziałuje na nie status żywieniowy gospodarza. By lepiej zrozumieć wszelkie zachodzące procesy, zespół wprowadzi te same wirusy do przewodu pokarmowego myszy (będą się w nim znajdować wyłącznie ludzkie bakterie).
  21. Uczeni z J. Craig Venter Institute po 15 latach badań stworzyli pierwszą w historii komórkę kontrolowaną przez sztucznie utworzony genom. Po raz pierwszy informacja z genomu została przywrócona do życia. To bardzo ważny krok - powiedział Chris Voigt z University of California, San Francisco. Uczeni zsyntetyzowali genom bakterii Mycoplasma mycoides, a następnie wszczepili go bakterii Mycoplasma capricolum. Gdy tylko komórka otrzymała nowy genom, natychmiast rozpoczęła wykonywanie zawartych w nim instrukcji. Zaczęła produkcję protein właściwych dla Mycoplasma mycoides. Kilka generacji później z komórek zniknęły wszelkie ślady Mycoplama capricolum. Naukowcy, by odróżnić zsyntetyzowany genom od jego wersji naturalnej, zawarli w nim kilka "znaków wodnych". Zakodowali w nim swoje nazwiska, kilka cytatów i adres witryny WWW. Opisane osiągnięcie to jedynie pokazuje, że być może w przyszłości posuniemy się dalej. Obecnie uczeni tylko wprowadzili do naturalnego genomu "znaki wodne" i usunęli geny, które mogłyby wywołać choroby. Jednak Craig Venter ma nadzieję, że w przyszłości, dzięki podobnym badaniom, będzie możliwe tworzenie nowych organizmów. Obecnie Venter pracuje m.in. na zlecenie NIH i firmy Novartis starając się udoskonalić proces tworzenia szczepionek antygrypowych tak, by do opracowywania nowej szczepionki wystarczyło pobranie kilku genów nowego szczepu. Z kolei na zlecenie ExxonMobil próbują zamienić komórki alg w wydajne fabryki zmieniające dwutlenek węgla w węglowodory, które trafiałyby do rafinerii i opuszczały ją jako paliwo. Inne potencjalne zastosowania najnowszego osiągnięcia to stworzenie syntetycznych mikroorganizmów oczyszczających wodę czy produkujących żywność. Uczeni mówią, że największym wyzwaniem genetyki jest obecnie rozdźwięk pomiędzy naszymi umiejętnościami syntetyzowania genomu - które są dość spore - a możliwościami zaprojektowania całego DNA.
  22. Nie kończą się nowe pomysły i koncepcje na zastosowanie grafenu - pojedynczej warstwy atomów węgla - w nanotechnologii. Do listy jego wielu atrakcyjnych cech trzeba dodać jeszcze jedną: dobrze współpracuje z DNA. Stworzenie nowych bioczujników, pozwalających na szybkie i bezbłędne identyfikowanie przyczyn chorób, to zajęcie wielu naukowców i laboratoriów na świecie. Narodowe Laboratorium Północno-Zachodniego Pacyfiku, należące do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych oraz Uniwersytet Princeton osiągnęły w tej dziedzinie wymierny sukces, łącząc grafen z ludzkim DNA. Podczas badań okazało się, że pojedyncza spirala DNA silnie i trwale łączy się z powłoką grafenową. To podsunęło myśl do sporządzenia czujnika, wykrywającego konkretne DNA w badanych próbkach. Pojedyncza spirala DNA z genu poszukiwanego czynnika chorobotwórczego jest umieszczana na powierzchni grafenu. Ponieważ naturalnym stanem cząstek DNA jest podwójna spirala, oddzielona nitka „poszukuje" odpowiadającej sobie pary. Zatem kiedy taki czujnik zanurzymy w krwi, lub innym płynie ustrojowym, umocowana na grafenie pojedyncza nić DNA będzie działać jak bardzo wybiórczy haczyk, łapiący swój odpowiednik. Jeśli poszukiwany czynnik „złapie przynętę" i przyczepi się do czujnika, ten generuje sygnał, który można zarejestrować. Sprawdzono, jaka jest czułość i wybiórczość projektowanego bioczujnika. Podczas prób z dołączanymi do wolno pływających nici DNA fluorescencyjnymi molekułami wykazano, że „łapanie" dokładnie poszukiwanych fragmentów jest dwukrotnie silniejsze niż łapanie fragmentów jedynie podobnych, które mogłyby fałszować wyniki. Zbadano też trwałość takiego czujnika - i tu dokonano kolejnego rewelacyjnego odkrycia. Okazało się, że grafen stanowi doskonałą ochronę nici DNA. Podczas prób z DNAzą - enzymem trawiącym DNA - okazało się, że podczas gdy wolno pływające nici są rozkładane natychmiast, nici DNA przytwierdzone do grafenowej powierzchni unikają zniszczenia przez 60 minut. Prostota działania i wykonania, oraz wysoka trwałość i skuteczność mogą sprawić, że rozpowszechnienie się tego typu czujników stanie się przełomem w diagnostyce medycznej. Nie koniec to jednak planów zespołu badawczego związanych z odkrytymi właściwościami grafenu. Skoro grafen tak dobrze współdziała z DNA, chcą poszukać sposobu na jej wykorzystanie do dostarczania leków bezpośrednio do chorych komórek, a może nawet wykorzystanie jej w terapii genowej.
  23. Chris Dwyer, profesor z Duke University uważa, że w przyszłości magistrant w uniwersyteckim laboratorium będzie w stanie w ciągu jednego dnia wyprodukować więcej układów scalonych niż obecnie wynosi światowa miesięczne produkcja krzemowych chipów. Ma to być możliwe dzięki zastosowaniu DNA do wytwarzania układów. Podczas swoich najnowszych eksperymentów Dwyer wykazał, że mieszając odpowiednio przygotowane fragmenty DNA z innymi molekułami można stworzyć miliardy niewielkich, identycznych struktur przypominających wyglądem gofry. Ze struktur tych można następnie budować urządzenia. Gdy potraktujemy chromofory światłem, zaabsorbują je wzbudzając elektrony. Uwolniona energia przechodzi do innego typu chromoforu położonego obok, który ją absorbuje i emituje światło o innej długości fali. Światło wejściowe różni się zatem od światła wyjściowego, a różnica ta może być z łatwością wykryta - mówi uczony. W ten sposób możemy uzyskać odpowiednik elektronicznych zer i jedynek. W DNA zamiast ładunku elektrycznego można użyć światła, by otrzymać taki sam efekt, a całość działa znacznie szybciej. Zdaniem profesora Dwyera możliwość szybkiego i taniego produkowania olbrzymiej liczby obwodów jest logicznym krokiem w dalszym rozwoju technologii. Fragmenty DNA można w łatwy i tani sposób przystosowywać do własnych celów, a uczony wykorzystał naturalną tendencję kwasu dezoksyrybonukleinowego do przyczepiania się w odpowiednie miejsca innych fragmentów. To jak wrzucenie puzzli do pudełka i wstrząsanie nim, co pozwala puzzlom samodzielnie odnaleźć właściwe sobie miejsce. My wzięliśmy miliardy puzzli, umieściliśmy je w jednym miejscu i uzyskaliśmy miliardy kopii jednego puzzla - powiedział uczony. Podczas eksperymentów stworzono "puzzla" z 16 części z chromoforami ulokowanymi na krawędziach "puzzla". Możliwe jest oczywiście tworzenie fragmentów z większej liczby części. Dwyer zauważa, że DNA można będzie używać nie tylko do tworzenia układów obliczeniowych. Jego technika sprawdzi się też np. w biomedycynie, gdyż nanostruktury są czujnikami, a zatem możliwe jest tworzenie z nich np. bloków odpowiedzialnych za wykrywanie konkretnych białek, towarzyszących konkretnym chorobom.
  24. Kiedy na podstawie DNA syberyjskich okazów mamutów sprzed 43-25 tys. lat międzynarodowy zespół naukowców odtworzył hemoglobinę, okazało się, że w toku ewolucji u zwierząt tych wykształciło się specjalne przystosowanie do chłodnego klimatu. Pozwalało ono kopalnym słoniom ochładzać kończyny, by zminimalizować utratę ciepła (Nature Genetics). Przywrócenie do życia złożonych białek wymarłych gatunków, takich jak mamuty włochate, było nadzwyczajnym osiągnięciem. To prawdziwa paleobiologia, ponieważ możemy badać i mierzyć funkcjonowanie tych zwierząt, jakby dziś nadal żyły obok nas – opowiada prof. Alan Cooper, dyrektor Australijskiego Centrum Badania Starożytnego DNA (Australian Centre for Ancient DNA, ACAD) na Uniwersytecie w Adelajdzie. To w kierowanej przez niego instytucji udało się zsekwencjonować mamucią hemoglobinę. Podobnego zdania jest prof. Kevin Campbell z University of Manitoba, który cieszy się, że udało się odtworzyć fizjologiczne cechy zwierzęcia nieistniejącego od wielu tysięcy lat. Nasze podejście otwiera drogę do badania biomolekularnych i fizjologicznych charakterystyk wymarłych gatunków, nawet jeśli chodzi o właściwości, które nie pozostawiły śladu w zapisie kopalnym. Wszystko zaczęło się 7 lat temu, gdy Campbell skontaktował się z Cooperem i zasugerował, że warto byłoby odtworzyć hemoglobinę mamutów. Mimo wątpliwości, Cooper przyjął propozycję. Zespół przełożył sekwencje odpowiadające hemoglobinie Mammuthus primigenius na RNA i wprowadził je do bakterii E. coli. To właśnie pałeczki okrężnicy ostatecznie wyprodukowały żądane białko. Campbell cieszy się, że pozyskane w ten sposób cząsteczki hemoglobiny są takie same jak te, które ukazałyby się oczom i szkiełkom naukowców, gdyby cofnęli się w czasie i pobrali krew od mamuta przemierzającego tundrę. Członkowie ekipy przeprowadzili szereg testów fizjologicznych oraz modelowanie chemiczne. Trzy niezwykłe zmiany w sekwencji białka pozwoliły mamuciej krwi dostarczać tlen do komórek nawet przy bardzo niskich temperaturach. Wskazuje to na przystosowanie do środowiska arktycznego – przekonuje prof. Roy Weber z Uniwersytetu w Århus.
  25. Badacze na całym świecie nie ustają w pracach nad rozwojem nanotechnologii. Nanomateriały o nieosiągalnych dotąd strukturach już rewolucjonizuję naukę i technologię, ale ambicje są większe. Mikroskopijnej, nanometrowej wielkości urządzenia to niełatwy cel, ale jego osiągnięcie będzie kolejną rewolucją. Od dawna duże nadzieje pokładane są w specyficznych związkach chemicznych, zwanych rotaksanami, które mogą stanowić „trybiki" nanourządzeń. Rotaksanami od dawna zajmowała się chemia organiczna. Są to związki będące połączeniem dwóch cząsteczek, ale połączeniem nie chemicznym, a mechanicznym. Jedna z nich stanowi jak gdyby oś ze zgrubieniami, „stoperami" na końcach, na niej umieszczona jest druga cząsteczka na podobieństwo koła na osi, które nie spada dzięki stoperom. Podobieństwo do znanych nam układów mechanicznych daje nadzieje na wykorzystanie ich do budowy bardziej skomplikowanych struktur i urządzeń. Zbudowaniem nowych, lepszych rotaksanów zajęli się naukowcy z Life & Medical Sciences Institute (LIMES) na uniwersytecie w Bonn: dr Damian Ackermann oraz prof. Michael Famulok. Ich pomysł na udoskonalenie tych związków to wykorzystanie do ich budowy znanych nam samoorganizujących się cegiełek: DNA. Ale nie interesowała ich tym razem zdolność DNA do przenoszenia informacji genetycznej. Skupili się na szczególnych mechanicznych właściwościach helisy DNA: jej podwójna spirala jest wyjątkowo stabilną i trwałą strukturą. Można nią operować niemal dowolnie: rozdzielenie dwóch strun w dowolnym miejscu pozwala utworzyć punkty połączeń z innych fragmentami i związkami, pełniącymi inne funkcje. W ten sposób można teoretycznie utworzyć bardzo złożoną strukturę, czy maszynerię. Badacze porównują to do budowania z klocków, dających szerokie możliwości. Tak właśnie prezentuje się nowy rodzaj rotaksanu, stworzony przez niemieckich biochemików. Osadzone na „ośce" kółko może się swobodnie obracać. Skoro mamy już oś i koło, to pora, żeby zaczęło się obracać, mamy na to kilka pomysłów. - mówią autorzy sukcesu - Naszym następnym celem jest skonstruowanie systemów, w których będzie można kontrolować ruch w nanoskali. Możliwe będzie także łączenie tych mechanicznych „trybików" z systemami biologicznymi, jak białkami. Jakie będą ostateczne rezultaty - jeszcze nie wiadomo, przed badaczami długa droga. Ale jest to znaczący przełom i fundamenty pod projektowanie różnych nanomechanicznych systemów opartych na mechanicznych właściwościach podwójnej spirali DNA. Mechanizmów, które do tej pory wydawały się nie możliwe.
×
×
  • Dodaj nową pozycję...