Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego opracowali nową metodę znakowania mRNA. Pozwoli ona na lepsze monitorowanie cząsteczek mRNA zarówno w komórkach, jak i w całym organizmie. Technologia, stworzona przez zespół pracujący pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej, przyspieszy prace nad rozwojem terapii wykorzystujących mRNA. mRNA służą komórkom do produkcji białek. Wytwarzanie białek przez komórki zaczyna się od skopiowania niewielkiego fragmentu DNA, czyli wykonania cząsteczki mRNA. Opuszcza ona jądro komórkowe i przechodzi do cytoplazmy. Tam przechwytują ją enzymy transportujące mRNA do rybosomów. W rybosomach mRNA jest odczytywane i na podstawie zawartych w nim instrukcji produkowane są cząstki białka. Cząstki mRNA są bardzo nietrwałe i szybko ulegają degradacji. Dlatego też naukowcy, pracujący nad wykorzystaniem mRNA w medycynie, musieli przezwyciężyć dwa problemy. Jednym z nich było ustabilizowanie mRNA tak, by zwiększyć jego odporność na obecne w komórkach czynniki degradujące. Z drugiej zaś – konieczne było zwiększenie jego produktywności, zatem by wykorzystywane w terapii mRNA częściej trafiało do rybosomów. Już w 2007 roku obie te trudności udało się przezwyciężyć zespołowi prof. Jemielitego i dr Kowalskiej. Teraz, gdy technologie mRNA zaczynają być stosowane na szeroką skalę – tutaj przykładem są szczepionki przeciwko COVID-19 – i rośnie zainteresowanie tą technologią, pojawiło się kolejne wyzwanie. Naukowcy opracowujący nowe terapie z wykorzystaniem mRNA chcieliby mieć możliwość dokładnego śledzenia losów cząsteczek mRNA podanych do organizmu. Naukowcy z UW dodali właśnie do jednego z końców mRNA, zwanego cap 3', znaczniki fluorescencyjne, pozwalające na monitorowanie cząsteczki w żywych komórkach. Co ważne, zastosowana przez Polaków technologia jest kompatybilna z tą stosowaną do oznaczania drugiego z końców, cap 5'. To zaś oznacza, że dzięki uczonym z Warszawy możliwe jest oznaczanie obu końców mRNA. Co więcej, każdy z nich może zostać oznaczony innym kolorem, a znaczniki mogą wymieniać między sobą energię jeśli znajdą się blisko siebie. Podwójne znakowanie mRNA umożliwia zlokalizowanie tej cząsteczki w żywych organizmach. Nasze badania prowadzone były na organizmie kijanki Danio pręgowanego. W ich trakcie wykazaliśmy, że można prowadzić monitoring, czy i kiedy mRNA ulega degradacji, a także sprawdzać, jak efektywnie powstaje z niego białko. Podwójne wyznakowanie fluorescencyjne utrzymuje w pełni funkcjonalność mRNA, zarówno w liniach komórkowych, jak i żywym organizmie. W naszych badaniach wyznakowane mRNA odpowiadało za produkcję białka GFP. Jest to białko fluorescencyjne, które dawało światło w innym kolorze niż oba znaczniki zastosowane w mRNA. To pozwoliło nam jednocześnie obserwować losy wyznakowanego mRNA i powstającego białka. Co ważne, opracowana przez nas technologia pozwala tworzyć sondy molekularne, które umożliwiają monitorowanie enzymów odpowiedzialnych za metabolizm mRNA w komórkach żywych, stwierdził profesor Jemielity. « powrót do artykułu

Politechnika Wrocławska uruchomiła na terenie kampusu pilotażowy system elektronicznych znaczników, które ułatwiają poruszanie się po terenie osobom z niepełnoprawnościami. Urządzenia zostały zamontowane w trzydziestu miejscach m.in. w gmachu głównym, Bibliotechu i na stacjach Polinki. Od dłuższego czasu zwiększamy dostępność naszej uczelni i kampusu dla osób z niepełnosprawnościami. Dotyczy to nie tylko kwestii architektonicznych, czyli dostosowania budynków do ich potrzeb, lecz także dostępności informacyjnej. Chodzi przede wszystkim o to, żeby osoby odwiedzające Politechnikę Wrocławską mogły bez żadnych problemów sprawdzić, gdzie się znajdują, co jest w danym miejscu oferowane czy gdzie można uzyskać pomoc – mówi Marek Tankielun, kierownik Pracowni Tyfloinformatycznej Politechniki Wrocławskiej. Czujniki można obecnie znaleźć w trzydziestu miejscach na terenie całego kampusu naszej uczelni. Te niewielkie urządzenia zamontowane zostały zarówno wewnątrz budynków, jak i na elewacjach. Posiadają autonomiczne źródło energii, co pozwala na pracę nie krótszą niż trzy lata. Chcąc z nich skorzystać, wystarczy ściągnąć na smartfon lub tablet darmową aplikację Totupoint i mieć ją uruchomioną w trakcie poruszania się po kampusie. Gdy zbliżymy się do znacznika, z zamontowanego w nim głośnika usłyszymy informację o naszym aktualnym położeniu np. wejściu na stołówkę w Strefie Kultury Studenckiej czy na stację „Polinki”. Dodatkowo w aplikacji mobilnej wyświetlają się rozbudowane opisy tekstowe z informacjami o poruszaniu się po obiekcie, dostępności informacyjnej i architektonicznej – wyjaśnia Marek Tankielun, który sam jest osobą niewidomą. W razie potrzeby istnieje również możliwość wezwania asysty, bowiem aplikacja ma zapisane numery telefoniczne np. do Biura Karier, obsługi stołówki czy Sekcji Wsparcia Osób Niepełnosprawnych. Gdy przechodzimy obok stołówki, aplikacja wyświetli nam także aktualne menu. Co ważne, z systemem połączona jest strona internetowa, na której można wcześniej sprawdzić, gdzie rozlokowane są znaczniki i jakie zawierają informacje. Sama aplikacja dostępna jest w języku polskim i angielskim. Jest ona także bardzo prosta w użytkowaniu. Można ją oczywiście konfigurować według własnych potrzeb, ale standardowe ustawienia są dobrane tak, by od samego początku móc z niej korzystać bez najmniejszych problemów – dodaje kierownik. Obecnie urządzenia można znaleźć w budynkach A-1, C-13, C-18, D-21, H-14, a także na obu stacjach kolei linowej „Polinka”. W pierwszym etapie naszego projektu zdecydowaliśmy o umieszczeniu znaczników w kluczowych, naszym zdaniem, miejscach, z których korzystają pracownicy, studenci, a także osoby odwiedzające Politechnikę. I tak np. budynek C-13 został wybrany ze względu na zlokalizowany tam Dział Socjalny, Dział Rekrutacji i naszą sekcję, a gmach główny m.in. ze względu na znajdującą się tam bibliotekę i aulę, w której odbywają się różnego rodzaju uroczystości – tłumaczy Marek Tankielun. Kampus Politechniki Wrocławskiej to jedyne miejsce na Dolnym Śląsku, w którym działają tego typu urządzenia. Jest to też jedyny w Polsce tak rozbudowany system, bowiem najczęściej stosowane rozwiązania ograniczają się do komunikatów tekstowych i dźwiękowych. Oczywiście mamy w planach jego dalszą rozbudowę. Najpierw chcielibyśmy się jednak dowiedzieć, jak nasze rozwiązania oceniają użytkownicy i jakich jeszcze oczekują treści. Może chcieliby na przykład, żeby w aplikacji pojawiła się informacja w języku migowym o tym, jak skorzystać z „Polinki” czy stołówki? Jesteśmy otwarci na wszelkie uwagi, bo możliwości rozwoju są bardzo szerokie. Znaczniki pozwalają na umieszczenie w nich każdej treści tekstowej i multimedialnej – podkreśla Marek Tankielun. « powrót do artykułu

Wargatek czyściciel (Labroides dimidiatus) reaguje na swoje odbicie w lustrze i podczas testów z lustrem próbuje usunąć znaczniki ze swojego ciała. Autorzy artykułu z pisma PLoS Biology uważają, że wyniki sugerują, że ryby mają o wiele bardziej rozwinięte możliwości poznawcze niż dotąd sądzono. Zespół z Instytutu Ornitologii Maxa Plancka i Miejskiego Uniwersytetu Osaki podkreślają, że należy się zastanowić, czy "przejście" testu lustra pokazuje, że ryby rzeczywiście mają samoświadomość, cechę przypisywaną wcześniej naczelnym i niektórym innym ssakom, czy też raczej test lustra można rozwiązać, wykorzystując zupełnie inne procesy poznawcze niż dotąd uważano. Zachowania, jakie obserwujemy, pozostawiają niewiele wątpliwości, czy behawioralnie rybka spełnia kryteria testu lustra [...]. Mniej oczywiste jest jednak to, czy zachowania te można uznawać za dowód samoświadomości ryby; mimo że w przeszłości u wielu innych zwierząt te same zachowania były interpretowane jako samoświadomość - opowiada dr Alex Jordan. By przetestować samoświadomość wargatka, naukowcy umieszczali kolorowy znacznik w takim miejscu, że można go było zobaczyć wyłącznie w odbiciu w lustrze. By uznać test za wykonany, ryba musiała dotknąć lub zacząć badać znacznik. Biolodzy zauważyli, że wargatki próbowały usunąć znacznik, ocierając się o twardą powierzchnię. Ryby nigdy nie "walczyły" za to z przezroczystymi znacznikami. Pod nieobecność lustra kolorowe również były ignorowane. Nieoznakowane wargatki nie próbowały się czyścić, widząc przez przezroczyste przepierzenie oznakowane ryby. Nie obchodziły ich też znaczniki przyklejone do lustra. To oznacza, że nie jest to prosta reakcja na znaczniki przypominające ektopasożyty (jak nazwa wskazuje, wargatek żywi się pasożytami skórnymi innych ryb). Zdając sobie sprawę z kontrowersji wzbudzanych przez studium, wydawcy PLoS Biology poprosili o komentarz profesora Fransa de Waala, prymatologa z Emory University, który badał rozpoznawanie w lustrze u ssaków. De Waal uznał badanie za intrygujące, ale przestrzegł przed zero-jedynkowym postrzeganiem samoświadomości zwierząt. A co jeśli samoświadomość rozwija się jak cebula, tworząc się warstwa po warstwie, a nie pojawiając się w gotowej postaci? By głębiej zbadać samoświadomość, powinniśmy przestać postrzegać reakcje na test lustra jako papierek lakmusowy [samoświadomości]. Tylko z bogatszą teorią ja i większą baterią testów będziemy w stanie określić wszystkie poziomy samoświadomości, w tym ten, na którym plasują się ryby. « powrót do artykułu

Symptomy chorób neurodegeneracyjnych, widoczne lata przed pojawieniem się objawów klinicznych, można wykryć podczas badań próbek medycznych za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej. Warunkiem jest jednak użycie odpowiednio czułych i selektywnych barwników, wiążących się z konkretnymi strukturami amyloidowymi. Krokiem ku spersonalizowanej profilaktyce neuromedycznej przyszłości jest nowy barwnik, zaproponowany przez polsko-amerykańską grupę naukowców. Od zaburzeń pamięci po cieszące się szczególnie złą sławą choroby Creutzfeldta-Jakoba czy Alzheimera – aż kilkadziesiąt chorób ma związek z formowaniem się w komórkach włókien amyloidowych, czyli złogów o skomplikowanych kształtach. Odkładają się one w wyniku niewłaściwego zwijania się białek, głównie białka znanego jako amyloid beta. Są podstawy by sądzić, że już wkrótce w laboratoriach medycznych pierwsze oznaki neurodegeneracji będzie można zidentyfikować na wcześniejszych etapach rozwoju choroby mózgu, a przy tym w sposób znacznie bardziej precyzyjny niż do tej pory. Nowe możliwości detekcyjne otwierają się dzięki osiągnięciom polsko-amerykańskiego zespołu, w którego skład weszli naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie, Politechniki Wrocławskiej, University of Michigan i University of California, Santa Barbara. Wraz ze starzeniem się społeczeństw rośnie znaczenie wczesnego wykrywania chorób neurodegeneracyjnych, z reguły objawiających się u osób w późnym wieku. Stawka jest niebagatelna, co widać choćby po danych dotyczących choroby Alzheimera. O ile wśród osób po 70. roku życia cierpi na nią 3% populacji, o tyle po 90. roku życia choruje już połowa populacji. Wiadomo jednak, że choroba ta prawdopodobnie zaczyna się nawet 20 lat przed wystąpieniem jej pierwszych objawów. W tej sytuacji wczesna i precyzyjna detekcja jej zwiastunów nabiera szczególnie istotnego znaczenia. Zanim laborant obejrzy pobraną od pacjenta próbkę płynu rdzeniowo-mózgowego pod mikroskopem fluorescencyjnym, musi w jakiś sposób oznaczyć poszukiwane związki chemiczne za pomocą świecącego barwnika. Zwykle stosuje się w tym celu cząsteczki niewielkich rozmiarów, tak dobrane, by łączyły się tylko z tropionymi cząsteczkami. My udowodniliśmy, że jako barwnika można z powodzeniem użyć pochodnej politiofenu, kryjącej się pod oznaczeniem PTEBS. To polimer, czyli naprawdę spora struktura atomowa. W praktyce okazało się, że rozmiary cząsteczek PTEBS nie tylko nie są ich wadą, ale wręcz sporą zaletą – mówi dr inż. Piotr Hańczyc (IChF PAN, obecnie Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego), pierwszy autor publikacji w czasopiśmie naukowym Journal of Luminescence. Badania zespołu pozwoliły stwierdzić, że za pomocą barwnika PTEBS można rejestrować obecność zarówno poszukiwanych cząsteczek chemicznych, jak i ich agregatów, na dodatek nawet wtedy, gdy w próbce występują one w istotnie mniejszych stężeniach niż wykrywane przez tioflawinę T, obecnie jeden z najpopularniejszych barwników fluorescencyjnych, stosowanych do znakowania agregatów białkowych. Kolejna ważna zaleta nowego barwnika jest związana z istnieniem form polimorficznych amyloidu, czyli z faktem, że podczas gdy jedna konfiguracja atomów w cząsteczce może odpowiadać za uruchomienie procesów neurodegeneracyjnych, inna okazuje się być niegroźna. Standardowe barwniki to cząsteczki o małych rozmiarach. Nie można z nimi zbyt wiele zrobić, na dodatek są doskonale przebadane i wiele już o nich wiadomo. Cząsteczki naszego barwnika są duże, a do głównego łańcucha mają dołączone liczne grupy podstawnikowe. Grupy te można w szerokim zakresie modyfikować i rozbudowywać, zwiększając powinowactwo barwnika nie tylko do wybranej formy amyloidu, ale nawet do jego konkretnej odmiany polimorficznej. To daje naprawdę spore pole do popisu – podkreśla dr Hańczyc. Nowy barwnik powinien pomóc m.in. w precyzyjniejszym niż dotychczas ustalaniu odmian polimorficznych odpowiedzialnych za przebieg procesów neurodegeneracjynych u pacjentów. Szczególnie obiecująco wyglądają jednak jego zastosowania w badaniach profilaktycznych. Pozwoliłyby one na dobieranie efektywniejszych strategii leczenia, spersonalizowanych pod kątem konkretnego pacjenta. Dzięki takiemu postępowaniu można byłoby znacząco opóźniać rozwój chorób neurodegeneracyjnych, a w dalszej przyszłości być może nawet całkowicie im zapobiegać. Po stronie polskiej badania sfinansowano z grantu International Brain Research Organization (IBRO). « powrót do artykułu