Znajdź zawartość

Komórki bakterii potrafią „zapamiętać” krótkotrwałe tymczasowe zmiany w samych sobie i otoczeniu. I mimo że zmiany te nie zostają zakodowane w genomie, mogą być przekazywane potomstwu przez wiele pokoleń. Odkrycie dokonane przez naukowców z Nortwestern University i University of Texas nie tylko rzuca wyzwanie naszemu rozumieniu biologii najprostszych organizmów oraz sposobom, w jaki przekazują i dziedziczą cechy fizyczne. Może również zostać wykorzystane w medycynie. Podstawowe założenie z dziedziny biologii bakterii mówi, że dziedziczne zmiany fizyczne są u nich kodowane w DNA. Jednak, z perspektywy bardziej złożonych organizmów, wiemy, że informacja może być też przechowywana w sieci regulacyjnej genów. Chcieliśmy więc sprawdzić, czy istnieją cechy przekazywane przyszłym pokoleniom nie za pomocą DNA. Odkryliśmy, że czasowe zmiany w regulacji genów odciskają trwałe ślady, które zostają przekazane następnym pokoleniom, stwierdzają badacze. Nauka przez kilkadziesiąt lat uważała, że cechy organizmu są przekazywane przede wszystkim, jeśli nie wyłącznie, w DNA. Jednak w 2001 roku, po ukończeniu Human Genome Project, założenie to trzeba było zmienić. Obecnie wiemy, że nie tylko zmiany w DNA wchodzą tutaj w grę. Niedawne badania wykazały na przykład, że dzieci holenderskich mężczyzn, którzy w życiu płodowym doświadczyli wraz z matkami głodu w czasie II wojny światowej, są bardziej narażone na otyłość jako dorośli. Wiemy, że przyczyną nie są tutaj zmiany genetyczne. Jednak u ludzi znalezienie podstawowej przyczyny takiego niegenetycznego dziedziczenia jest bardzo trudne. Profesor Adilson Motter i jego zespół zaczęli się zastanawiać, czy nie łatwiej byłoby śledzić takie zmiany u prostszych organizmów. Przyjrzeli się więc Escherichii coli. W przypadku E. coli cały organizm to pojedyncza komórka. Ma ona mniej genów, około 4000, w porównaniu z ludzkimi 20 000. Brak jej też wewnątrzkomórkowych struktur będących podstawą trwałości DNA u drożdży oraz różnorodności rodzajów komórek u wyżej rozwiniętych organizmów. E. coli to dobrze zbadany organizm modelowy, do pewnego stopnia znamy też jej sieć regulacyjną genów (GRN), stwierdza współautor badań, Thomas Wytock. Naukowcy wykorzystali model matematyczny GRN do czasowego wyłączania i włączania genów E. coli. Okazało się, że takie przejściowe zaburzenia mogą powodować trwałe zmiany, które są przekazywane przez wiele pokoleń. Teraz uczeni przygotowują się do eksperymentów laboratoryjnych, podczas których będą weryfikowali swoje odkrycie. Jeśli mają rację i zmiany są kodowane raczej w GRN niż w DNA, powstaje pytanie o przekazywanie ich kolejnym pokoleniom. Autorzy badań zaproponowali hipotezę, zgodnie z którą odwracalne zmiany wywołują nieodwracalne zaburzenia w sieci regulacyjnej genów. Wyłączenie jednego genu, wpływa na gen sąsiadujący, to zaś wpływa na kolejny gen. Gdy pierwszy z genów ponownie zostanie włączony, trwa już reakcja łańcuchowa, która jest odporna na zmiany z zewnątrz. Naukowcy sądzą, że taki wpływ ma nie tylko dezaktywacja i aktywacja genów, ale również różne zmiany środowiskowe. Może to być zmiana temperatury, dostępności pożywienia czy kwasowości. « powrót do artykułu

Struktura społeczna neolitycznej Europy wciąż stanowi dla nas zagadkę. Neolit to jednocześnie okres, w którym powstają wielkie monumenty, jak np. Stonehenge, co sugeruje istnienie organizacji społecznej. Skala i złożoność struktur megalitycznych tego okresu robi wrażenie, szczególnie wspomniane już Stonehenge czy grobowce korytarzowe. Zwykle uważa się, że budowle te zostały wzniesione dzięki dobrowolnej współpracy, jednak zdaniem części badaczy poziom organizacji pracy i ilość wysiłku wskazuje na istnienie hierarchii, a być może nawet na istnienie wąskiej elity kierującej pracą mas. W Nature ukazał się właśnie artykuł, którego autorzy – m.in. Daniel G. Bradley, Lara M. Cassidy czy Ciaran Campbell z Trinity College Dublin – informują o prawdopodobnym zidentyfikowaniu dynastii rządzącej w neolicie. Naukowcy przebadali genomy ponad 40 osób reprezentujących najważniejsze irlandzkie tradycje funeralne neolitu. Analiza wykazała, że ówczesna populacja Irlandii, wraz z ludnością napływową, była na tyle duża, że udało się uniknąć krzyżowania osób spokrewnionych do piątego pokolenia włącznie. Z jednym wszakże wyjątkiem. W grobie korytarzowym w Newgrange, jednej z największych tego typu konstrukcji w Europie, w jego najbardziej bogato ozdobionej części pochowany był dorosły mężczyzna. Obecne badania wykazały, że był on owocem kazirodczego związku pomiędzy krewnymi pierwszego stopnia. Trzeba tutaj przypomnieć, że związki kazirodcze pomiędzy najbliższymi krewnymi są bardzo rzadko sankcjonowane społecznie, a sankcję taką otrzymują niemal wyłącznie elity polityczno-religijne. Zdarza się to szczególnie w poliginicznych patrylinealnych rodzinach królewskich, na których czele stoi król-bóg. Kontekst, w jakim pochowano mężczyznę wskazuje, że jego pochodzenie było najprawdopodobniej usankcjonowane. To jednak nie koniec sensacyjnych odkryć. W odległości około 150 kilometrów na zachód od Newgrange znajdują się wielkie cmentarzyska Carrowmore i Carrowkeel, które o wiele wieków poprzedzają tolos z Newgrange. Okazało się, że najstarszy genom uzyskany w Carrowmore jest daleko spokrewniony zarówno ze wspomnianym mężczyzną z Newgrange, jak i z później żyjącymi ludźmi z Carrowkeel oraz z położonego na północno-wschodnim wybrzeżu megalitu w Millin Bay. Podobnie dalekie pokrewieństwo odkryto pomiędzy mężczyzną z Newgrange a jedną z osób pochowanych w Carrowkeel. Wszystko to wskazuje na istnienie związków rodzinnych pomiędzy najważniejszymi irlandzkimi ośrodkami kultury grobów korytarzowych. Autorzy badań uważają, że uzyskane przez nich wyniki wskazują, iż na znacznym obszarze Irlandii, gdzie budowany grobowce korytarzowe, dochodziło do identyfikowania się i krzyżowania wedle pochodzenia, co wskazuje na celowe działanie. Jednak do osiągnięcia takiego stanu rzeczy konieczne jes istnienie wysoce złożonego społeczeństwa. Widoczne są też różnice w izotopach, wskazujące na większe spożycie mięsa i ryb wśród spokrewnionej ze sobą grupy osób z ośrodków budowy grobów korytarzowych. Również to wskazuje na istnienie elity. Jak stwierdzają autorzy badań, uzyskane przez nich wyniki usprawiedliwiają dalsze próby ponownego przemyślenia struktury społecznej kultur megalitycznych oraz pokazuja przydatność metod genetycznych do badań sposobu przechodzenia kultur rolniczych od małych wspólnot po wielkie cywilizacje. « powrót do artykułu

Amerykańscy lekarze informują o zidentyfikowaniu 17 osób, które odziedziczyły mitochondrialne DNA po obojgu rodzicach. U ssaków dziedziczenie mitochondrialnego DNA odbywa się niemal wyłącznie po matce. Wydaje się, że odnalezione osoby stanowią bardzo rzadki wyjątek od reguły. Prawdopodobnie dlatego, że w ich rodzinach występują mutacje, które zaburzają mechanizm uniemożliwiający przekazywanie mitochondrialnego DNA z ojców na dzieci. Mitochondria to centra energetyczne komórek. Znajdują się w każdej komórce naszego ciała, w tym w jaju i plemnikach. Jednak gdy plemnik wnika do jaja, jego mitochondria są znakowane i niszczone. Dlatego też mitochondrialne DNA dziedziczymy wyłącznie po matce. W 2002 roku doniesiono o zidentyfikowaniu mężczyzny, który odziedziczył mitochondrialne DNA po obojgu rodziców. Jednak, jako że dotychczas nie znaleziono drugiego takiego przypadku, pojawiły się poważne wątpliwości, co do rzetelności tamtych badań. Teraz naukowcy z Cincinnati Children's Hospital Medical Center poinformowali o zdobyciu jednoznacznych dowodów, że 17 osób odziedziczyło mitochondrialne DNA po obojgu rodziców. Pierwszą zidentyfikowaną w Cincinnati osobą był pacjent, który zgłosił się z powodu chronicznego zmęczenia i bólu mięśni. Lekarze podejrzewali, że zostało to spowodowane przez mutację w mitochondriach, wykonali więc odpowiednie badania i odkryli, że pacjent odziedziczył mitochondrialne DNA po obojgu rodziców. Dalsze badania wykazały, że również inni członkowie rodziny mają mieszankę mitochondrialnego DNA po obojgu rodzicach. Następnie lekarze sprawdzili DNA niektórych innych pacjentów z podobnymi bólami mięśni i zmęczeniem. Znaleźli kolejne dwie rodziny z taką mutacją. Prawdziwą niespodzianką jest fakt, że nie znaleziono więcej takich przypadków", mówi Nick Lane z University College London. To autor książki na temat mitochondriów. W ubiegłym roku jego zespół przewidywał, że przedostanie się DNA ojca do mitochondriów dziecka powinno być dość częstym zjawiskiem. Zdaniem Lane'a takie zjawisko może zachodzić, gdyż w grę wchodzą tutaj dwie przeciwne sobie mechanizmy ewolucyjne. W krótkim terminie odziedziczenie mitochondriów również po ojcu może na przykład kompensować szkodliwe mutacje w mitochondriach matki. Jednak w długim terminie mogłoby to uniemożliwić ewolucyjne usuwanie takich mutacji, gdyż byłyby one przykryte przez prawidłowe mitochondria ojca. Lane uważa, że właśnie dlatego ewolucja wypracowała niezwykle dużą liczbę mechanizmów, które miały zapewniać, że mitochondria dziedziczy się tylko po matce. Uważa on, że w toku ewolucji mechanizmy takie wielokrotnie się pojawiały, znikały i ponownie pojawiały. « powrót do artykułu

Pewne cechy wzorca łat żyraf są dziedziczone po matkach. Zoolodzy ujawnili także, że wzorzec ten ma wpływ na przeżywalność młodych. Wzorzec łat żyraf jest złożony, a poszczególne osobniki mogą się bardzo pod tym względem różnić. Tak naprawdę nie wiadomo jednak, do czego jest on dzikim żyrafom potrzebny - opowiada prof. Derek E. Lee z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii i dodaje, że łaty mogą pomagać w unikaniu drapieżników, regulacji temperatury i rozpoznawaniu rodziny oraz innych osobników. [...] W ramach naszych badań analizowaliśmy dane dot. przeżywalności i zdjęcia łat żyraf kenijskich. Wykazaliśmy, że wzorce łat wpływają na przeżywalność cieląt i są dziedziczne - przekazywane z matki na dziecko. Akademicy podkreślają, że wzorzec łat nie zmienia się z wiekiem zwierzęcia, dlatego na tej podstawie można identyfikować poszczególne osobniki. Studium ujawniło, że wskaźnik przeżywalności pierwszych kilku miesięcy jest wyższy u noworodków żyraf z większymi i nieregularnie ukształtowanymi łatami. Zwiększona przeżywalność może być odzwierciedleniem lepszego kamuflażu. Niewykluczone jednak, że wiąże się także z innymi czynnikami sprzyjającymi przetrwaniu, np. lepszą komunikacją wzrokową czy regulacją temperatury. Autorzy publikacji z pisma PeerJ odkryli, że między matkami i cielętami istnieje znaczące podobieństwo w zakresie 2 z 11 analizowanych cech łat: kolistości i zwartości (stopnia, do jakiego krawędzie są ciągłe i gładkie). To sugeruje, że są one dziedziczone przez młode. Dr Anne Innis Dagg [którą często nazywa się żyrafią Jane Goodall] już w 1968 r. zaprezentowała dowody, że kształt, liczba, powierzchnia i barwa łat mogą być dziedziczne, ale jej analizy były przeprowadzone na małej populacji z zoo - wyjaśnia Monica Bond z Uniwersytetu w Zurychu. By potwierdzić jej hipotezy, wykorzystaliśmy dzikie żyrafy i współczesne metody obrazowania/analizy. « powrót do artykułu

W grudniu zeszłego roku w Chinach dziecko urodziło się 4 lata po śmierci swoich rodziców. W 2013 r. para zginęła w wypadku samochodowym. Wcześniej ludzie ci leczyli się z powodu niepłodności i licząc na skuteczność metody in vitro, zdecydowali się na zamrożenie kilku zarodków w szpitalu w Nankinie. Po ich śmierci rodzice obojga walczyli w sądzie o prawo do ich wykorzystania. Ponieważ nie było wcześniej precedensu dziedziczenia embrionów, sprawa ciągnęła się latami. Wreszcie zgoda została wydana. Wbrew pozorom przyznanie praw do zarodków wcale nie zakończyło sprawy. Embriony można było bowiem zabrać z placówki w Nankinie tylko po wykazaniu, że będą przechowywane w innym szpitalu. Ze względu na niejasności prawne związane z nieprzetransferowanymi zarodkami trudno było jednak znaleźć instytucję, która by się na to zgodziła. Zważywszy na to, że macierzyństwo zastępcze jest w Chinach nielegalne, najrozsądniej było poszukać surogatki za granicą. Ostatecznie współpracujący z wyspecjalizowaną agencją dziadkowie zdecydowali się na Laos. Ponieważ żadna z linii lotniczych nie zgodziła się na transport pojemnika z ciekłym azotem, zarodki przewieziono samochodem. Wreszcie w grudniu ubiegłego roku matka zastępcza urodziła chłopca - Tiantiana. Dziecko urodziło się w Chinach, bo korzystając z wizy turystycznej, surogatka przyjechała do Państwa Środka. By udowodnić pokrewieństwo, wszyscy dziadkowie i babcie poddali się testom DNA. « powrót do artykułu