Znajdź zawartość

Predyspozycja do choroby wieńcowej może być przekazywana z ojca na syna. Jest bowiem dziedziczona za pośrednictwem chromosomu płciowego Y (The Lancet). Naukowcy z University of Leicester analizowali dane 3233 niespokrewnionych mężczyzn, którzy wzięli udział badaniach British Heart Foundation Family Heart Study (BHF-FHS) i West of Scotland Coronary Prevention Study (WOSCOPS). Okazało się, że 90% brytyjskich chromosomów Y należy do dwóch haplogrup (grup podobnych ze względu na pochodzenie haplotypów, a więc serii alleli położonych w określonym miejscu chromosomu): 1) haplogrupy I i 2) R1b1b2. Międzynarodowy zespół zajął się 11 markerami pewnego rejonu chromosomu Y. Na tej podstawie każdy z 3233 chromosomów Y przypisywano do którejś z 13 linii - haplogrup (w sumie zidentyfikowano 9 haplogrup). Następnie prześledzono związek między rodzajem haplogrupy a ryzykiem choroby wieńcowej. Ponadto prowadzono funkcjonalne analizy oddziaływania chromosomu Y na transkryptom (ogół cząsteczek mRNA) monocytów i makrofagów mężczyzn biorących udział w jeszcze jednym studium: Cardiogenics Study. Ryzyko choroby wieńcowej u mężczyzn z chromosomem z haplogrupą I było o 50% wyższe niż u innych mężczyzn, przy czym pozostawało ono niezależne od tradycyjnych czynników ryzyka, takich jak podwyższony poziom cholesterolu, wysokie ciśnienie i palenie. Naukowcy uważają, że haplogrupa I oddziałuje na układ odpornościowy i pojawienie się/przebieg stanu zapalnego. Analiza transkryptomu pokazała, że mężczyźni z haplogrupą I różnią się od pozostałych pod względem ekspresji 19 szlaków molekularnych. Jesteśmy podekscytowani uzyskanymi wynikami, ponieważ umieszczają chromosom Y na mapie genetycznej podatności na chorobę wieńcową. Mamy nadzieję, że uda się głębiej przeanalizować chromosom Y, by znaleźć specyficzne geny i ich warianty, które odpowiadają za ten związek - zaznacza dr Maciej Tomaszewski. Co istotne, odkrycie może doprowadzić do opracowania nowych sposobów zapobiegania i leczenia chorób serca u mężczyzn.

Wariant genu, który zwiększa jednostkowe ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera, sprawia, że w młodości jego posiadacze są inteligentniejsi, lepiej wykształceni i mają lepszą (!) pamięć od rówieśników. Nosiciele allelu ε4 genu apolipoproteiny E (apoE4) korzystają z jego obecności na wcześniejszych etapach życia. Dzięki temu rozmnażają się i przekazują go dalej, zanim pojawią się jakiekolwiek oznaki choroby. Z ewolucyjnego punktu widzenia ma to sens – przekonuje Duke Han z Rush University Medical Center w Chicago. Jedna kopia allelu ε4 czterokrotnie zwiększa ryzyko alzheimeryzmu, a dwie aż 12-krotnie, w porównaniu do posiadaczy innych wersji genu apolipoproteiny E. Pod koniec 2006 roku po raz pierwszy zaczęto podejrzewać, że u młodych ludzi allel epsilon 4 może zapewniać jakieś korzyści. Wtedy to zespół Hana badał 78 amerykańskich żołnierzy. Wszyscy odnieśli uraz śródczaszkowy, wielu z nich w Iraku. U 16 wykryto przynajmniej jedną kopię epsilon 4. Biorąc pod uwagę wcześniejsze studia, w ramach których stwierdzano, że starsi pacjenci z allelem ε4 czuli się gorzej po urazie mózgu, Amerykanie spodziewali się, że podobnie będzie w przypadku młodszych nosicieli. Tak się jednak nie stało, ponieważ mogli się oni pochwalić zarówno lepszą pamięcią, jak i szerszym zakresem uwagi. W 2000 roku wykazano, że młode kobiety z wariantem epsilon 4 mają o kilka punktów wyższy iloraz inteligencji od pań zupełnie go pozbawionych – w skali bezsłownej zdobywały bowiem o 7 punktów więcej. Rok później w Czechach zademonstrowano, że 87% posiadaczy allelu idzie na studia, w porównaniu do 55% osób wyposażonych w inny wariant. W 2009 roku Jenny Rusted z University of Sussex i Natalie Marchant z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley wpadły na trop przewagi innego rodzaju. Badając osoby w wieku 18-30 lat, panie zauważyły, że ludzie wyposażeni przez naturę w allel epsilon 4 wypadają lepiej od pozostałych w zadaniach angażujących płaty czołowe, siedlisko wyższych funkcji psychicznych. Gdy byli zajęci innym zadaniem, sprawniej radzili sobie z grą karcianą – zapamiętywaniem planów. Wg Rusted, epsilon 4 pomaga skoncentrować się na ważnych informacjach. Czemu w starszym wieku apoE4 zaczyna oddziaływać negatywnie? Clare MacKay z Uniwersytetu Oksfordzkiego podsunęła w zeszłym roku interesującą hipotezę. Jej zespół poprosił 20-35-latków o zapamiętanie widzianych wcześniej zdjęć zwierząt i krajobrazów. W tym czasie wykonywano im funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI). Zadanie było łatwe, wszyscy wypadli więc jednakowo dobrze. Okazało się jednak, że u posiadaczy wariantu epsilon 4 bardziej uaktywniał się hipokamp. Co więcej, działał on nawet w stanie spoczynku, co z powodzeniem "podpada" pod trwonienie energii. Można więc zaryzykować stwierdzenie, że dochodzi u nich do przedwczesnego zużycia czy przepracowania mózgu.

Dużo osób z autyzmem boryka się również z zaburzoną pracą jelit, np. chronicznymi biegunkami, zatwardzeniami lub nietolerancją różnych pokarmów. Naukowcy z Vanderbilt University wpadli ostatnio na trop wariantu genu, który stanowi pomost łączący obie jednostki chorobowe (Pediatrics). Zespół Daniela Campbella zaczął podejrzewać, że istotną rolę może odgrywać gen MET, który w przeszłości powiązano z autyzmem. Skądinąd wiadomo, że odpowiada on także za naprawę uszkodzonej tkanki jelit. Amerykanie przyjrzeli się genomowi członków ponad 200 rodzin. Okazało się, że w 118 rodzinach, w których przynajmniej jedno dziecko miało zarówno autyzm, jak i problemy z układem pokarmowym, pewien szczególny wariant genu MET znacznie częściej występował u chorych maluchów niż u ich rodziców. Badacze stwierdzili, że to właśnie on (przynajmniej częściowo) odpowiada za zdiagnozowane zaburzenie rozwojowe. W 96 rodzinach, gdzie dzieci z autyzmem nie miały biegunek ani zaparć, nie zaobserwowano podobnego rozwarstwienia w częstości występowania allelu. Należy zatem zakładać, że ich autyzm ma inną przyczynę.

Ludzie, którzy są wiecznymi optymistami i nigdy nie powiedzą, że szklanka jest do połowy pusta, to prawdziwi szczęściarze. Okazuje się bowiem, że natura wyposażyła ich w warianty genu, związane z tendencją do unikania negatywnych obrazów i zwracania uwagi na pozytywne informacje. To coś w rodzaju genetycznych różowych okularów. Badacze z Uniwersytetu w Essex uważają, że ich odkrycie pozwala wyjaśnić, czemu niektórzy są tak odporni na stres, a inni w ogóle sobie z nim nie radzą. Brytyjczycy zebrali grupę 97 zdrowych ochotników. Udało im się wykazać, że posiadacze pewnego zestawu wariantów genu transportera serotoniny upodobali sobie pozytywne obrazy, a trzymali się z dala od tych o negatywnym wydźwięku emocjonalnym. 5-HTTLPR odpowiada za mózgowy poziom serotoniny – neuroprzekaźnika odgrywającego ważną rolę w regulacji nastroju. Każdy człowiek może mieć 1) parę krótkich wersji tego genu (SS), 2) parę długich wariantów (LL) lub 3) po jednym allelu z każdego rodzaju (SL). Przedstawiciele drugiej grupy przejawiają owe zacięcie optymistyczne. Wykazaliśmy po raz pierwszy, że wariant genu może być związany z tendencją do ustawicznego spoglądania na życie z humorem. To kluczowy mechanizm, który leży u podłoża odporności na stres. Brak ochrony w innych konfiguracjach genomu [czyli w obecności allelu S: SS i SL] prowadzi do podwyższonej lękowości i depresyjności – podsumowuje profesor Elaine Fox. Na początku wolontariusze uczestniczyli w badaniu wybiórczej uwagi. Pokazywano im pary slajdów z obrazami zaczerpniętymi ze standardowego testu International Affective Picture Set: jeden z nich był pozytywny (np. o wydźwięku erotycznym) lub negatywny (groźny pająk, ktoś myślący o samobójstwie), a drugi neutralny. Psycholodzy sprawdzali, na co kieruje swoją uwagę dana osoba. Od wszystkich pobrano też i przeanalizowano próbki DNA. Obecnie zespół Fox próbuje określić, czy modyfikowanie czyjegoś nastawienia może wzmocnić odporność na negatywne bądź zagrażające wydarzenia.

Co by się stało, gdybyśmy mogli cofnąć czas i sprawdzić, czy ewolucja jest procesem niepowtarzalnym, czy też warunki środowiska pozwalają na istnienie kilku rozwiązań tego samego problemu? Okazuje się, że można to stwierdzić - materiału do eksperymentu dostarcza wieloletnia hodowla zwierząt w warunkach laboratoryjnych. Interesujące doświadczenie zostało przeprowadzone przez badaczy z portugalskiego Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) in Portugal oraz dwóch amerykańskich uniwersytetów: Nowojorskiego oraz Kalifornijskiego. Akademicy wykorzystali swoją kolekcję muszek owocowych (Drosophila melanogaster), które zostały schwytane na wolności w 1975 roku i od tamtego czasu były hodowane w laboratorium. Różnorodne warunki, do których musiały się dostosować owady, spowodowały liczne zmiany częstotliwości występowania określonych wariantów genów, czyli alleli. Kiedy jednak wypuszczono je z powrotem na wolność na okres pięćdziesięciu pokoleń, stwierdzono wyraźną tendencję do mutacji w "odwrotnym kierunku" do tych, które zaszły podczas pobytu w laboratorium. W 2001 roku pokazaliśmy, że ewolucja jest odwracalna, gdy patrzy się na fenotypy [czyli zestaw cech wynikających z czynników genetycznych, a nie samych genów - przyp. red.], ale nawet wtedy [proces ten zachodził] tylko do pewnego stopnia. Mówiąc dokładniej, nie wszystkie cechy wracały do stanu wyjściowego. Co więcej, niektóre cechy ewoluowały powrotnie w sposób bardzo nagły, zaś innym zajmowało to więcej czasu - tłumaczy główny autor badań, Henrique Teotónio. Na podstawie eksperymentu badacz podkreśla też, jak ważna dla ewolucji jest zmiana dystrybucji (częstotliwości występowania) poszczególnych alleli. Dotychczas uważano, że najważniejszym czynnikiem odpowiedzialnym za dostosowanie się do warunków otoczenia są pojedyncze mutacje w określonych allelach Najnowsze badania pokazują, że powrót do pierwotnych warunków bytowania spowodował przywrócenie częstotliwości występowania poszczególnych alleli dla około 50% spośród genów objętych analizą. Jak ocenia Teotónio, może to oznaczać, że adaptacja trwa tak długo, aż owady dostosują się do warunków panujących w naturalnym otoczeniu. Od tego momentu pula alleli stabilizuje się, gdyż pod względem genetycznym populacja muszek osiąga stan optymalny dla danych warunków środowiska. Przeprowadzone doświadczenie może mieć istotny wpływ na badania nad bioróżnorodnością. Jego wyniki są ważne także z punktu widzenia zabiegów mających na celu powtórne uwolnienie okazów zwierząt przechowywanych w niewoli z nadzieją na odtworzenie ich pierwotnych populacji. Jeżeli badanie na niepozornych muszkach wykazało, że "odwrócenie" biegu ewolucji jest możliwe, być może podobny efekt uda się osiągnąć w przypadku znacznie większych zwierząt.

Zaledwie dwa geny mogą zwiększyć ryzyko łysienia u mężczyzn aż siedmiokrotnie - twierdzą specjaliści. Czy zbliżyliśmy się dzięki temu o krok do skutecznej metody przeciwdziałania tej przypadłości? Seria testów genetycznych umożliwiła badaczom zidentyfikowanie u mężczyzn odmiany kaukaskiej (zwanej potocznie, choć niezbyt poprawnie, "rasą białą") wariantów dwóch genów, które mogą prowadzić do przedwczesnego wypadania włosów. O swoim odkryciu eksperci informują na łamach prestiżowego czasopisma Nature Genetics. Zaobserwowane warianty genów, zwane fachowo allelami, prowadzą do rozwoju tzw. męskiego łysienia androgenowego. Jest to charakterystyczny sposób utraty owłosienia głowy powodowany przez męskie hormony płciowe, rozpoczynający się od powstawania "zakoli" nad skroniami i postępujący w kierunku tyłu głowy. Szacuje się, że aż jeden na trzech mężczyzn w wieku do 40 lat utraci w wyniku tego procesu przynajmniej część włosów. Badania poprowadziło trzech badaczy: dr Vincent Mooser pracujący dla jednego z potentatów rynku farmaceutycznego, firmy GlaxoSmithKline, a także dr Brent Richars z Uniwersytetu McGill oraz dr Tim Spector z londyńskiego King's College. Dzięki współpracy z jednostkami naukowymi z Islandii, Szwajcarii i Holandii przeprowadzono szeroko zakrojone badania w poszukiwaniu sekwencji DNA powiązanych z łysieniem. Efektem analiz było zidentyfikowanie dwóch nieznanych wcześniej alleli położonych na chromosomie 20, które wyraźnie zwiekszały ryzyko wystąpienia męskiego łysienia androgenowego. Badanie kolejnych 1650 mężczyzn, tym razem skierowane wyłącznie na identyfikację alleli położonych w podejrzewanych fragmentach genomu, potwierdziło przypuszczenia badaczy. Ocenia się, że obie niekorzystne sekwencje posiada w swoim DNA około 14% mężczyzn. Jeszcze niedawno uważano, że genetyczne predyspozycje do utraty włosów są przez panów dziedziczone razem z chromosomem X, pochodzącym, paradoksalnie, od matki. Najświeższe badania pokazują jednak, że jest to tylko element większej całości. Przypuszczam, że męskie łysienie androgenowe wynika z tego samego zróżnicowania genetycznego także u osób spoza odmiany kaukaskiej, ocenia dr Richards. Dodaje jednak: nie zbadaliśmy jeszcze tych populacji, więc nie możemy powiedzieć tego z całą pewnością. Naukowiec zastrzega też, że droga do ewentualnego opracowania "leku na łysienie" może być daleka: zidentyfikowaliśmy jedynie przyczynę. Leczenie męskiego łysienia androgenowego będzie wymagało dalszych badań, ale, oczywiście, pierwszym krokiem do odnalezienia sposobu na wyleczenie większości chorób jest zidentyfikowanie przyczyny.

Wielu z nas słyszało wielokrotnie o sytuacji, gdy określony wariant genu (zwany allelem) może zwiększać lub zmniejszać ryzyko wystąpienia danej choroby. Wybitne osiągnięcia na tym polu ma m.in. polski naukowiec, prof. Jan Lubiński z Pomorskiej Akademii Medycznej, światowy autorytet w dziedzinie genetyki nowotworów. Okazuje się jednak, że są sytuacje, w których samo stwierdzenie obecności danego allelu nie wystarcza, by dokładnie przewidzieć reakcję organizmu na określone warunki. Naukowcy z Uniwersytetu Chicago oraz firmy Affymetrix odkryli, że nawet posiadacze identycznych alleli mogą wykazywać różną reakcję m.in. na podawanie niektórych leków oraz na pewne rodzaje infekcji. W badaniu wzięło udział 180 zdrowych osób. Grupa ta składała się z 60 trzyosobowych rodzin (rodzice plus dziecko). Połowa badanych rodzin należała do populacji kaukaskiej zamieszkującej stan Utah, a druga pochodziła z miasta Ibadan w Nigerii. Celem analiz było zmierzenie intensywności ekspresji genów, tzn. liczby cząsteczek białka, które powstaje w komórce na matrycy jednego genu. Pod lupę wzięto niemal połowę wszystkich genów, które posiadamy. Okazuje się, że aż pięć procent z nich wykazuje wyraźne różnice w stopniu ekspresji pomiędzy populacją kaukaską (do której należą m.in. Europejczycy) i afrykańską. Znaczącą liczbę różnic odkryto przede wszystkim w genach odpowiedzialnych za produkcję przeciwciał - cząsteczek niezwykle istotnych dla skuteczności naszej obrony przed mikroorganizmami. Profesor Eileen Dolan, specjalistka w dziedzinie genetyki nowotworów i główna autorka badań, tłumaczy: Naszym głównym obiektem zainteresowań był sposób, w jaki geny regulują skuteczność odpowiedzi na lekarstwa, przede wszystkim na chemioterapię nowotworów. Chcemy zrozumieć, dlaczego różne populacje wykazują odmienną intensywność efektów ubocznych przy przyjmowaniu leków. Chcielibyśmy także umieć przewidzieć, czy dany pacjent jest zagrożony wystąpieniem niepożądanej reakcji na określony lek. Jeszcze przed rozpoczęciem analiz badacze spodziewali się kilku różnic. Wiedziano już na przykład, że Afrykanie znacznie słabiej reagują na bakterie powodujące zapalenie przyzębia i potwierdzono to odkrycie dzięki badaniom genetycznym. W trakcie analiz odkryto jednak także kilka innych różnic pomiędzy populacjami. Okazało się na przykład, że liczne geny odpowiedzialne za wiele procesów związanych z podstawowymi funkcjami komórek również różnią się znacząco stopniem ekspresji. Jednak najwięcej istotnych różnic znaleziono wśród genów regulujących funkcje układu odpornościowego. Może to mieć ogromny wpływ na liczne procesy, od odporności na infekcje po rozwój takich chorób, jak stwardnienie rozsiane czy jeden z rodzajów cukrzycy. Dopiero zaczynamy badać różnice pomiędzy populacjami obejmujące pomiar ekspresji genów. Wierzymy jednak, że mogą one być fundamentalne dla podatności poszczególnych osób na określone choroby oraz sposobu reakcji na podanie określonych leków. W następnym etapie badań skupimy się na tym, jakie geny i w jaki sposób regulują reakcję człowieka na chemioterapię stosowaną w leczeniu nowotworów - tłumaczy prof. Dolan. Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Chicago i firmy Affymetrix potwierdza, że "geny to za mało". Okazuje się bowiem, że nawet korzystne dla człowieka allele mogą nie dawać korzyści, gdy są mało aktywne, tzn. gdy ich ekspresja jest mała. Działa to także odwrotnie: niekorzystne allele można by hipotetycznie "uśpić" i w ten sposób zmniejszyć ich negatywny wpływ na organizm. Do tego jednak daleko, choć naukowcy pracują intensywnie, by poszerzyć wiedzę w tej dziedzinie. Dogłębniejsze zrozumienie wspomnianych mechanizmów pozwoli także dobrać optymalny rodzaj leczenia wielu chorób, przewidzieć przebieg terapii oraz poprawić jej jakość i skuteczność.