Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'białka' .
Znaleziono 52 wyników
-
Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham odkryli, jak działa pierwszy pozyskiwany z dziko rosnących pasożytniczych grzybów lek przeciwnowotworowy. Rzadki kordyceps chiński (Cordyceps sinensis), zwany też maczużnikiem chińskim, pochodzi z Tybetu i atakuje gąsienice pewnego gatunku motyla. Brytyjczycy mają nadzieję, że dzięki ich badaniom lek stanie się skuteczniejszy i będzie użyteczny w leczeniu większej liczby nowotworów. Kordycepina jest powszechnie wykorzystywana w medycynie chińskiej. Naukowcy interesują się jej właściwościami już od ponad 50 lat. Pierwsza praca na ten temat ukazała się w 1950 r. Niestety, choć lek wydawał się obiecujący, był szybko rozkładany w organizmie. By temu przeciwdziałać, podawano go w połączeniu z inną substancją, lecz ta z kolei powodowała skutki uboczne. Naukowcy zaczęli więc szukać zastępników dla drugiej połowy tandemu i zainteresowali się mechanizmem działania samej kordycepiny. Nasze odkrycia pozwolą wytypować szereg różnych nowotworów, które można by leczyć kordycepiną. Będzie można przewidzieć, czy będą wrażliwe na tę substancję i stwierdzić, z jakimi lekami przeciwnowotworowymi warto ją sparować – tłumaczy dr Cornelia de Moor. Badacze z Nottingham opracowali metodę pozwalającą ocenić skuteczność nowych receptur kordycepiny i jej połączeń z innymi lekami. To spora korzyść, która pozwala wykluczyć nieprzydatnych kandydatów jeszcze przed testami na zwierzętach. Podczas eksperymentów Brytyjczycy zaobserwowali, że niskie dawki kordycepiny hamują niekontrolowany wzrost i podział komórek, a wysokie ograniczają ich gromadzenie się w jednym miejscu i również wzrost. Oba zjawiska bazują najprawdopodobniej na tym samym mechanizmie, ponieważ kordycepina oddziałuje na produkcję białek w komórce. Niskie jej dozy zaburzają powstawanie matrycowego RNA (mRNA), które zawiera informację genetyczną o sekwencji poszczególnych polipeptydów. Wysokie dawki oddziałują bardziej bezpośrednio na proces powstawania białek.
-
Napoje białkowe lepsze u starszych sportowców
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
U starszych osób, które chcą spowolnić starzenie się organizmu, dbając o ruch i odpowiednie odżywianie, po ćwiczeniach aerobowych, kiedy mięśnie pozyskują energię przy wykorzystaniu procesów tlenowych, bardziej wskazane są napoje białkowe niż węglowodanowe. Efekty widać już po 6 tygodniach, w dodatku wystarczy niewielka dawka białek, bo tylko 20 gramów (FASEB Journal). Zespół doktora Benjamina F. Millera z Uniwersytetu Stanowego Kolorado zwerbował grupę 16 ochotników w wieku 37 lat i starszych. Badanych podzielono na dwie grupy i zalecono, by przez 6 tygodni 3 razy w tygodniu biegali po 45 min na bieżni. Po ćwiczeniach jedna z grup piła napój białkowy, a druga węglowodanowy. Aby ocenić ilość nowo powstałych struktur mięśniowych, napoje przygotowywano na bazie ciężkiej wody. Była ona włączana w procesy metaboliczne (syntezę), trafiając w końcu do mięśni. Po 6 tygodniach naukowcy pobrali próbki mięśni i posługując się spektrometrią mas, ustalali, jaka część białek, DNA oraz błon komórkowych mięśni powstała w badanym okresie. Okazało się, że napoje białkowe sprzyjały większym zmianom w strukturze mięśni szkieletowych. -
Siarkowodór ogranicza włóknienie nerek cukrzyków
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Zdrowie i uroda
Siarkowodór, który kojarzy się raczej ze smrodem zgniłych jaj, może zostać agentem do zadań specjalnych w nerkach osób chorych na cukrzycę. Okazuje się bowiem, że w warunkach wysokiego poziomu cukru ogranicza w komórkach nerek produkcję białek związanych z bliznowaceniem (Journal of Biological Chemistry). Zauważyliśmy, że gdy dodaliśmy wodorosiarczek sodu, substancję, z której wydziela się siarkowodór, w komórkach nerek wystawionych na oddziaływanie wysokich stężeń glukozy zmniejszała się produkcja odpowiadających za powstawanie blizn białek macierzy [pozakomórkowej] - opowiada dr B.S. Kasinath z University of Texas Health Science Center. Zgadzałoby się to z wcześniejszymi ustaleniami, że u myszy z cukrzycą typu 1. i 2. występuje mniej enzymów ułatwiających produkcję siarkowodoru. By określić, jak skuteczny i na ile bezpieczny jest H2S w zapobieganiu zwłóknieniu i zeszkliwieniu kłębuszków nerkowych w przebiegu cukrzycy, trzeba przejść od badań na hodowlach komórkowych do modelu zwierzęcego. -
Orangutany robią zapasy tłuszczu jak ludzie
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
W czasach obfitości orangutany z Borneo przejadają się owocami. Tworzą zapasy tłuszczu, by skorzystać z nich przy niedoborach preferowanego pożywienia. Poza naszym gatunkiem, tworzenie zapasów tkanki tłuszczowej nie występuje u naczelnych, dlatego spokrewnione z nami orangutany wydają się dobrym modelem do badania ludzkich zaburzeń odżywiania i otyłości. Mimo dzisiejszej pandemii otyłości tak naprawdę nie rozumiemy podstaw otyłości lub tego, jak działają diety wysoko- czy niskobiałkowa - podkreśla prof. Erin Vogel z Rutgers University. W swojej pracy pt. "Borneańskie orangutany na krawędzi proteinowego bankructwa" Amerykanka zaprezentowała, w jaki sposób orangutany, które bazują na niskobiałkowych owocach, wytrzymują wahania zawartości protein w swoim pożywieniu. Sądzę, że badanie menu niektórych naszych najbliższych krewnych [...] może pomóc w zrozumieniu zagadnień związanych z naszą współczesną dietą. Badania specjalizującej się w antropologii ewolucyjnej Vogel wykazały, że orangutany przybierały na wadze wyłącznie w okresach spożywania kalorycznych i białkowych pokarmów (fakt ten jest często ignorowany przez osoby walczące ze zbędnymi kilogramami, które zakładają, że najlepszym sposobem na schudnięcie jest dieta niskowęglowodanowa z dużą zawartością białka). Tylko podczas spożywania niewielkiej liczby kalorii organizm sięgał po zapasy tłuszczu, a wreszcie białka mięśni. Akademicy analizował próbki moczu pobierane w ciągu 5 lat przez dr Cheryl Knott z Uniwersytetu w Bostonie i jej współpracowników. Określano zawartość metabolitów oraz stabilnych izotopów azotu. Okazało się, że podczas utrzymujących się deficytów białka (gdy brakowało niskobiałkowych owoców) orangutany jadały zawierające więcej białek liście oraz wewnętrzną część kory. Energię zapewniały im tkanka tłuszczowa, a później mięśnie. Odkryliśmy, że dzienna dawka białek przyjmowana przez orangutany, gdy nie ma owoców, jest niewystarczająca dla ludzi i stanowi 1/10 ilości spożywanej przez goryle górskie. To jednak wystarczy, by uniknąć poważnego niedoboru protein. Biolodzy opowiadają, że orangutany żyjące w tym wymagającym środowisku wykorzystują okresy obfitości, kiedy na drzewach dojrzewa 80% owoców. Wtedy jedzą, jedzą i tyją. Później muszą przetrwać okresy znacznego ograniczenia owocowania, które mogą potrwać nawet 8 lat. Przy diecie składającej się z liści i kory w moczu wzrasta stężenie ketonów - to znak, że organizm zużywa tłuszcze. Podniesiony poziom izotopów azotu należy zaś interpretować jako wskazówkę rozkładania mięśni. Amerykańskie studium unaocznia, że zdolność orangutanów do tworzenia zapasów tłuszczu zwiększa ich szanse na przeżycie, ale stanowi zgubę dla ludzi, którzy w wielu przypadkach ich nie potrzebują. W przyszłości Vogel zamierza prześledzić wahania poziomu greliny, leptyny oraz cytokin. -
Niektóre kobiety są uczulone na spermę. To bardzo rzadka dolegliwość, ale staje się udziałem niektórych pań — mówi alergolog i immunolog David Resnick z New York Presbyterian Hospital. W zwalczeniu tej przykrej dolegliwości pomaga regularne współżycie i terapia nasieniem. Objawy alergii na spermę to, m.in.: świąd, zaczerwienienie i opuchlizna genitaliów. W najpoważniejszych przypadkach pokrzywka lub opuchlizna mogą się pojawić w jakiejkolwiek części ciała i kobieta może mieć problemy z oddychaniem. Zazwyczaj objawy [uczulenia — przyp. red.] pojawiają się w ciągu 30 min, ale w rzadkich przypadkach występują kilka godzin, a nawet dzień po stosunku — wyjaśnia Resnick. Studium 1073 kobiet, które, zakłopotane reakcjami własnego organizmu, szukały informacji dotyczących alergii na spermę, wykazało, że 130 z nich rzeczywiście cierpiało na tę rzadką postać alergii. Niektóre panie były uczulone na spermę tylko jednego mężczyzny, inne na nasienie wszystkich partnerów. Nie we wszystkich przypadkach kobiety są uczulone na samą spermę, w niektórych sytuacjach chodzi o jej składniki pochodzące z pokarmów, napojów czy leków przyjmowanych przez mężczyznę (są one bardzo różne: od penicyliny poczynając, na związkach z orzechów włoskich kończąc). Taka postać alergii jest jeszcze rzadsza od prostego uczulenia na spermę. Jak mówi Resnick, ok. 1/2 kobiet z alergią na nasienie ma także inne postaci alergii, np. katar sienny czy alergie skórne. Większość uczulonych ma do 20 do 30 lat. Czterdzieści jeden procent doświadcza objawów alergii podczas pierwszego stosunku. W większości przypadków przy kolejnych ekspozycjach na alergen symptomy stopniowo się nasilają i pojawiają się szybciej. Odczulanie polega na aplikowaniu do pochwy co 20 minut rozcieńczonej spermy. Stężenie nasienia w roztworze stopniowo wzrasta, a cały zabieg trwa kilka godzin. Druga procedura desensytyzacji polega na podawaniu przez kilka tygodni zastrzyków z małą ilością spermy. W obu przypadkach kobieta musi współżyć 2-3 razy w tygodniu, by układ odpornościowy mógł sobie utrwalić zdobyte podczas odczulania informacje. Część przedstawicielek płci pięknej po prostu "wyrasta" z alergii bez żadnego leczenia. Tym, co wywołuje reakcję uczuleniową, są najprawdopodobniej białka z wydzieliny prostaty. Obecnie trwają prace na terapia odczuleniową z ich udziałem.
-
Ptasie mleczko to płynna substancja wydzielana przez komórki błony śluzowej wola i przełyków gołębi, czerwonaków oraz samców pingwina cesarskiego. Służy do karmienia piskląt i zawiera białka i tłuszcze. Najnowsze australijskie badania pokazały, jakie geny i białka biorą udział w wytwarzaniu mleczka. Stwierdzono także, że znajdują się w nim przeciwutleniacze i proteiny wzmacniające odporność. Specjaliści z CSIRO Livestock Industries i Deakin University porównali profile ekspresji genów wola 8 gołębic: 4 wytwarzających i 4 niewytwarzających mleczka. Ponieważ genom gołębi nie został dotąd zsekwencjonowany, w czasie badań wykorzystano kurze mikromacierze. Dzięki temu ustalono, że w czasie karmienia młodych dochodzi do nadekspresji genów zaangażowanych w stymulowanie wzrostu komórek, wytwarzanie przeciwutleniaczy oraz odpowiedź immunologiczną. Jako że uaktywniają się geny związane z produkcją trójglicerydów, tłuszcze występujące w gołębim mleczku pochodzą najprawdopodobniej z wątroby. Główna autorka badań doktorantka Meagan Gillespie podkreśla, że ptasie mleczko z przeciwutleniaczami i białkami odpornościowymi bezpośrednio wzmacnia odporność piskląt [po tym względem bardzo przypomina mleko ssaków], a także zabezpiecza tkankę wola rodziców. W ramach omawianego studium przyglądano się procesom występującym we w pełni ukształtowanym i przechodzącym "laktację" wolu dorosłych osobników. W przyszłości biolodzy chcieliby się jednak zająć wczesnymi etapami różnicowania i rozwoju wola. Ptasie wole jest zwykle wykorzystywane do przechowywania pokarmu. U gołębi pod wpływem hormonów [prolaktyny] przygotowuje się ono do laktacji i po zakończeniu karmienia wraca do swojego nielaktacyjnego stanu. Całkiem jak gruczoł mlekowy ssaków. Wcześniejsze badania dotyczyły właściwości odżywczych gołębiego mleczka, niewiele jednak wiedziano o mechanizmach jego powstawania. Ptaki różnią się od innych zwierząt brakiem gruczołów potowych, ale potrafią akumulować tłuszcz w keranocytach, które działają jak gruczoły potowe. Odkryliśmy, że ewolucja gołębiego mleczka wydaje się skutkiem zdolności tych komórek naskórka do gromadzenia tłuszczu.
-
Klatki ze sztucznego DNA przechodzą testy w żywych komórkach
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Medycyna
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. -
Wysokobiałkowe śniadanie ogranicza zachcianki
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Zjedzenie śniadania, a zwłaszcza śniadania bogatego w białka zwiększa sytość i zmniejsza głód odczuwany w ciągu dnia. Za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) naukowcy z University of Missouri ustalili, że taki posiłek ogranicza sygnały z mózgu kontrujące apetyt oraz jedzenie motywowane nagrodą. Każdy wie, że jedzenie śniadania jest ważne, ale wiele osób wydaje się tym nie przejmować. Nasze badanie dostarcza dowodów na to, że śniadanie jest użytecznym sposobem kontrolowania apetytu i regulowania ilości spożywanych pokarmów – przekonuje prof. Heather Leidy. Podczas eksperymentu Leidy oceniała fizjologiczny głód i sytość, mierząc wrażenia związane z apetytem oraz poziom markerów hormonalnych, a także związaną z nagrodą motywację do jedzenia. Czemu do badań wybrano młodzież niejedzącą śniadań? Stało się tak z dwóch powodów. Po pierwsze, niejedzenie śniadań jest silnie związane z niezdrowymi przekąskami między posiłkami, przejadaniem się (zwłaszcza nocą) oraz przyrostem wagi i otyłością. Po drugie, ok. 60% nastolatków nagminnie pomija śniadania. Naukowcy utworzyli 3 grupy. Przez 3 tygodnie jedna miała nadal pomijać śniadania, druga zjadać posiłek o wartości energetycznej 500 kilokalorii (w jego skład wchodziły płatki i mleko z normalną zawartością białka), a trzecia tak samo kaloryczne śniadanie o zwiększonej zawartości białka: gofry belgijskie z syropem i jogurtem. Pod koniec każdego tygodnia badani wypełniali kwestionariusze dotyczące apetytu i sytości. Tuż przed lunchem zespół Leidy wykonywał fMRI. W porównaniu do pomijających pierwszy posiłek, obie grupy jedzące śniadanie doświadczały silniejszej sytości i zmniejszenia uczucia głodu przez cały poranek. Skany z fMRI pokazały, że ograniczeniu uległa aktywacja rejonów mózgu kontrolujących motywację do jedzenia oraz odczuwanie nagrody. Co ciekawe, w grupie jedzącej śniadanie bogatsze w proteiny zmiany w zakresie apetytu, sytości i jedzenia motywowanego nagrodą były mocniej zaznaczone. -
Od jakiegoś czasu poszukuje się związków chemicznych wspomagających obrazowanie, które sprawdziłyby się w ramach monitoringu pacjentów zażywających heparynę, czyli lek zapobiegający krzepnięciu krwi. Wg Włochów, do tego celu świetnie nadaje się lucyferaza - enzym odpowiadający za świecenie robaczków świętojańskich (Bioconjugate Chemistry). Zespół Bruce'a Branchiniego wskazywał na potrzebę wynalezienia takich związków wspomagających obrazowanie, które emitowałyby promieniowanie w bliskiej podczerwieni. Głębiej penetruje ono tkankę, pozwalając lekarzom wykryć białka zaangażowane w krzepnięcie. Podczas testów naukowcy połączyli proteinę pozyskiwaną z lucyferazy świetlików z gatunku Photinis pyralis ze specjalnym fluorescencyjnym barwnikiem. Umożliwia on białku emitowanie promieniowania w bliskiej podczerwieni. Okazało się, że pozwala to wykryć niewielkie ilości aktywnego czynnika X (Xa). Inhibitory tego związku wykorzystuje się w zapobieganiu zdarzeniom zakrzepowo-zatorowym. Czynnik Xa bierze udział m.in. w aktywacji VIII czynnika krzepnięcia. Bioluminescencja i rezonansowe przeniesienie energii wzbudzenia bioluminescencji (ang. bioluminescence resonance energy transfer, BRET) to dwa naturalnie występujące zjawiska emisji promieniowania, które wykorzystano do różnych celów, np. obrazowania in vivo. Kluczowym elementem takich aplikacji jest lucyferaza, dająca żółtozielone światło. Opisywane technologie można ulepszyć, bazując na potencjale promienowania w bliskiej podczerwieni (nIR). Włosi zademonstrowali, że da się uzyskać emisję spektralną z maksimami 705 i 783 nm, wiążąc kowalencyjnie wariant lucyferazy z fluorescencyjnym barwnikami nIR. Akademicy zwracają uwagę na znaczenie wybiórczego znakowania fluorescencyjnymi barwnikami i skuteczność zapewnianą przez proces międzycząsteczkowego BRET. Włochom udało się też skonstruować wspomniane już wcześniej biotynylowane (oznakowane) białko fuzujące, czyli zlewające się, które emitowało promieniowanie w podczerwieni. Nowy materiał unieruchomiono na podłożu/macierzy zawierającej streptoawidynę - stosowaną w biotechnologii do oczyszczania białek - pokazując, że rozwiązanie można by uwzględnić w obrazowaniu z wykorzystaniem receptorów. To samo białko zastosowano do określenia aktywności czynnika Xa przy fizjologicznych stężeniach we krwi. W badanym układzie emisja w podczerwieni była możliwa tylko w sytuacji, kiedy cząsteczka lucyferazy była ściśle powiązana z barwnikiem fluorescencyjnym. Autorzy studium wykorzystali to zjawisko i połączyli obie te molekuły za pomocą krótkiego łańcucha aminokwasowego podatnego na trawienie przez czynnik Xa. W tej sytuacji aktywacja czynnika X powodowała nie tylko powstawanie skrzepu, ale też rozpad kompleksu lucyferazy z fluorochromem i tym samym spadek emisji nIR w próbce. Dokładny pomiar tempa tego zaniku pozwolił tym samym na ustalenie aktywności enzymatycznej czynnika Xa.
-
Masło shea, czyli tłuszcz otrzymywany z owoców masłosza Parka, zwanego też drzewem karite (Vitellaria paradoxa), jest stosowane w wielu produktach: od kremu pod pieluszkę do pielęgnacji dziecięcych pośladków, przez balsamy do pielęgnacji brodawek sutkowych matek karmiących, aż po chusteczki higieniczne. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) zaczęła traktować wspomniane owoce jak orzechy drzewne, czyli zaliczyła je do tej samej grupy, co orzechy laskowe, włoskie czy brazylijskie. Jako takie miałyby stanowić potencjalne źródło alergenów. Najnowsze badania ujawniły jednak, że jeśli w ogóle, owoce masłowca stanowią niewielkie zagrożenie. W przypadku innych orzechów drzewnych i orzeszków ziemnych alergię wyzwalają białka. Dr Kanwaljit K. Chawla z Mount Sinai School of Medicine ujawnia, że zainteresowała się możliwością uruchamiania reakcji alergicznej na orzechy przez masło shea, badając bezpieczeństwo różnych produktów dla dzieci. Widziałam, że FDA umieściła masło shea na liście produktów do unikania, jeśli ma się alergię na orzechy drzewne. Jak go jednak unikać, skoro jest wszędzie? Owoce masłosza składają się głównie z tłuszczów, mimo to zespół Chawli próbował wyekstrahować z nich białka i sprawdzić, czy wyzwalają one jakąś reakcję immunologiczną. Koniec końców Amerykanom udało się oddzielić tłuszcz. Pozostały im śladowe ilości białek (porównali je do mniej niż 1/30 tego, co ekstrahuje się z orzechów nerkowca; białek było też mniej niż w orzechach ziemnych). Jako że odczyny anafilaktyczne mogą być wywołane śladowymi ilościami orzechów, akademicy postanowili sprawdzić, co stanie się w przypadku białek owoców masłowca. Wykorzystali krew pobraną od kilku ochotników ze stwierdzoną alergią na orzechy. Okazało się, że immunoglobuliny E (IgE) przeciw orzechom z rzadka wiązały się z białkami masła shea. Oznacza to, że układ odpornościowy nie rozpoznaje ich jako białek orzechów, przez co nie dochodzi do uruchomienia charakterystycznej kaskady reakcji. Badania prowadzono na Amerykanach, którzy zazwyczaj nie jedzą masła shea, jednak w Europie i Azji może ono stanowić składnik czekolady (od pewnego czasu zastępuje się nim masło kakaowe). Producenci zdecydowali się na ten ryzykowny bądź co bądź krok, ponieważ masło karite zapobiega topieniu się czekolady. W 1999 r. naukowcy z prywatnej firmy badawczej POS Pilot Plant z Saskatoon w Kanadzie zajęli się z kolegami z Burkina Faso poszukiwaniem sposobów na ulepszenie przetwarzania i oczyszczania tłuszczu z owoców V. paradoxa. Tradycyjnie wszystko rozpoczyna się od wysuszenia i odseparowania nasion od reszty owocu. Następnie nasiona rozciera się, a do proszku dodaje wodę. Późniejsza obróbka przypomina klarowanie zwykłego masła. W czasie podgrzewania z wierzchu zdejmuje się wszelkie zanieczyszczenia. Zawartość naczynia trzeba cały czas mieszać. Czynności powtarza się aż do uzyskania kremowej konsystencji i bladożółtej barwy. Wyniki najnowszego studium specjalistów z Mount Sinai zamieszczono w piśmie Journal of Allergy and Clinical Immunology.
-
Bakterie stosują toksyczne "rzutki", które unieszkodliwiają konkurencyjne szczepy bądź gatunki patogenów. Zaobserwowali to i opisali na łamach pisma Nature naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Odkrycie toksycznych rzutek może ostatecznie prowadzić do nowych sposobów kontrolowania wywołujących choroby patogenów. To ważne, zważywszy na zjawisko narastającej antybiotykooporności – wyjaśnia dr Stephanie K. Aoki. Elie J. Diner, drugi z autorów badania, podkreśla, że najpierw musimy określić reguły bakteryjnej walki. Okazuje się, że istnieje wiele metod zabijania sąsiadów; bakterie dysponują sporym wachlarzem toksycznych kolców. Amerykanie analizowali wiele gatunków bakterii, w tym istotne z epidemiologicznego i zdrowotnego punktu widzenia patogeny. Zauważyli, że na powierzchni komórek znajdują się pałeczkowate białka ze spiczastymi czubkami. Przy dotyku rzutki zostają wbite w sąsiednie organizmy i tam już pozostają. Proces stykania i wstrzykiwania toksycznych rzutek nazwano "zależną od kontaktu inhibicją wzrostu" (ang. contact dependent growth inhibition, CDI). Niektóre bakterie dysponują ochronną tarczą z białka, które dezaktywuje trujące strzałki (w tym kontekście mówi się o odporności na zależne od kontaktu zahamowanie wzrostu, ang. contact dependent growth inhibition immunity). Zespół z Santa Barbara odkrył ok. 50 unikatowych rodzajów białek z toksycznymi kolcami. Każda komórka bakteryjna musi być niewrażliwa na swoją własną broń, inaczej posługiwanie się toksyną, a nawet jej zwykłe przechowywanie zakończyłoby się samobójstwem mimo woli. Gdy bakteria zostaje zaatakowana toksyną, niekoniecznie umiera. Często ogranicza wzrost. Na podobnej zasadzie działa wiele antybiotyków. Nie uśmiercają one patogenów, ale hamują ich wzrost. Potem organizm usuwa po prostu "uśpione" komórki. Pewne toksyczne strzałki działają wewnątrz ustrzelonej komórki, tnąc RNA wroga. Wskutek tego nie może on syntetyzować białek i rosnąć. Inne rzutki rozbijają z kolei DNA, uniemożliwiając namnażanie. Białka z toksycznymi kolcami występują m.in. u E. coli czy Gram-ujemnych bakterii Yersinia (wystarczy przypomnieć, że jeden z 12 gatunków należących do tego rodzaju - Yersinia pestis – wywołuje dżumę). Bakterie mogą używać systemów CDI, współzawodnicząc ze sobą w glebie, na roślinach i zwierzętach. To niesamowicie zróżnicowany świat – podsumowuje prof. David Low.
-
Po 4 latach intensywnych obliczeń, do których wykorzystano superkomputer MareNostrum z Barcelona Supercomputing Center, zespół Modesta Orozco z Instytutu na rzecz Badań Biomedycznych (IRB Barcelona) zaprezentował największą na świecie bazę ruchów białek MoDEL. Uwzględniono w niej ponad 1700 protein. Część z nich można zobaczyć za pośrednictwem Internetu. MoDEL ma usprawnić badanie biologii białek oraz przyspieszyć projektowanie nowych leków. Obecnie projektujemy leki, jakby białka, przeciwko którym mają działać, były statyczne. Ponieważ to nieprawda, wyjaśnienie przyczyn niepowodzenia nowych terapii zajmuje dużo czasu. Z MoDEL problem ten zostaje rozwiązany, gdyż zapewnia on użytkownikowi od 10.000 do 100.000 zdjęć na białko, co pozwala przekazywać ruch tych struktur i projektować trafniejsze rozwiązania – wyjaśnia Orozco. Szef grupy modelowania molekularnego i bioinformatyki na IRB zaznacza, że zaledwie kilka firm farmaceutycznych wykorzystuje strategię MoDEL do opracowania pierwszych leków na choroby onkologiczne i zapalne (niewykluczone, iż będą one dostępne jeszcze w tym roku). Naukowcy, którzy stworzyli MoDEL, posługiwali się międzynarodowym katalogiem statycznych białek Protein Data Bank (PDB). Może się wydawać, że 1700 plików wideo białek z 40-tysięcznej bazy PDB to niewielki odsetek, ale wiele struktur z PDB jest do siebie podobnych. Stąd też, postępując w zgodzie z ustalonymi na arenie międzynarodowej kryteriami podobieństwa, reprezentujemy ok. 40% białek o znanej budowie. Co więcej, jak wspomina Orozco, MoDEL zawiera ponad 30% ludzkich białek, którymi interesuje się przemysł farmaceutyczny. Zespół szacuje, że w ciągu 2-3 lat uda się dobić do 80%. Z przykładowym nagraniem ruchu białka można się zapoznać na witrynie IRB.
-
Badania nad funkcjonowaniem żywych komórek trwają od dawna. I choć mogłoby się wydawać, że wiemy dużo, wciąż zaskakują nas najbardziej elementarne rzeczy. Ostatnie zaskoczenie dla naukowców to sposób, w jaki proteiny w komórkach komunikują się ze sobą. Komórki żywych organizmów, również nasze, mogą działać dzięki produkowanym przez siebie białkom, które tworzą wewnętrzną, chemiczną „maszynerię". Badaniem sposobu, w jaki te poszczególne białka porozumiewają się między sobą, zajmuje się międzynarodowy zespół naukowców, między innymi dr Victor Neduva z Uniwersytetu Edynburskiego. Zespół wykorzystuje do badań unikalną, zaawansowaną technikę, pozwalającą rozpoznać setki białek i zbadać połączenia między nimi przy wykorzystaniu metod statystycznych. Badając komórki drożdży - które mają wiele białek analogicznych do ludzkich - wykonano mapę prawie dwóch tysięcy indywidualnych połączeń. Do tej pory sądzono, że proteiny wysyłając sygnały chemiczne komunikują się w prosty sposób: jeden na jednego. Takich też wyników spodziewano się po nowym badaniu. Jednak próbując zanalizować pojedyncze połączenia, naukowcy ze zdumieniem odkryli, że białka porozumiewają się nie indywidualnie, ale komunikują się grupowo, tworząc złożoną sieć chemicznych powiązań. Jak uważają zgodnie dr Neduva oraz profesor Mike Tyers, kierownik zespołu, odkrycie będzie mieć znaczący wpływ na medycynę. Złożony sposób komunikacji wewnątrzkomórkowej oznacza, że lekarstwa, aby działać skuteczniej, powinny oddziaływać na całe grupy białek jednocześnie, zamiast - jak dotychczas - na pojedyncze proteiny. Opracowanie takich leków będzie wymagać znacznie bardziej zaawansowanych technik i badań, ale w rezultacie pozwoli na otrzymanie lekarstw nie tylko bardziej skutecznych, ale również bezpieczniejszych.
-
Pazurnice (Onychophora) to stary typ lądowych bezkręgowców, które wykazują cechy zarówno stawonogów, jak i pierścienic. Pierwsi przedstawiciele tych zwierząt pojawili się na Ziemi już w kambrze. Dr Victoria Haritos z Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) poszukuje nowych klejów, dlatego zwróciła uwagę na krzepnące nici wytwarzane przez pazurnicę Euperipatoides rowelli. Łatwo odtworzyć ich skład, a zakres potencjalnych zastosowań jest ogromny, włączając w to choćby kleje medyczne. Bazując na podobieństwie wyglądu, można by się doszukiwać analogii między wydzieliną E. rowelli a nicią jedwabników. Okazuje się jednak, że obie substancje mają zgoła odmienną budowę. U jedwabników wydzielina gruczołów przędnych ma uporządkowany charakter, a kształt cząsteczki białka jest określany przez ułożenie aminokwasów. U pazurnic, przynajmniej na początku polowania, próżno szukać jakiejkolwiek strukturyzacji. Gęsty i niezwykle szybko tężejący płyn jest wystrzeliwany z otworów umieszczonych po bokach jamy gębowej. Z biegiem czasu staje się on coraz twardszy i twardszy, kompletnie unieruchamiając ofiarę – tłumaczy Haritos. Głównym składnikiem kleistej substancji jest woda (90%), a białko stanowi jedynie małą jej część, bo od 3 do 5%. Tak długo, jak białka są pokryte wodnym filmem, pozostają nieczynne chemicznie. Otoczka z wody pozwala całości zachować otwartą i przypadkową strukturę. To zapobiega wchodzeniu cząsteczek białka w interakcje. Kiedy jednak wydzielina zetknie się z ciałem zdobyczy, woda szybko odparowuje, umożliwiając zmieszanie białek i utworzenie wiązań chemicznych. Na nieszczęście przyszłego posiłku E. rowelli, proces odparowania jest katalizowany przez woskową wodoodporną powłokę oskórka.
-
Wyczerpujące ćwiczenia fizyczne zatrzymują programowaną śmierć komórkową apoptozę. Naukowcy badali krwinki jednojądrzaste krwi obwodowej, wyizolowane z krwi pobranej od ludzi, którzy ukończyli maraton. Okazało się, że po biegu zmienił się układ sił między ekspresją genów pro- i antyapoptycznych (BMC Physiology). Zespół Gabrielli Marfe z Università degli Studi di Roma Tor Vergata badał po ukończeniu maratonu 10 biegaczy amatorów. Apoptoza jest normalną funkcją fizjologiczną, zależną od całego wachlarza sygnałów. Wiele z nich może być modulowanych przez wyczerpujące ćwiczenia. Tutaj po raz pierwszy wykazaliśmy, że ćwiczenia modulują ekspresję pewnych białek – sirtuin [...]. Włosi uważają, że wspomniana rodzina białek, a zwłaszcza SIRT1 z cytoplazmy, odpowiada za ochronny (antyapoptyczny) efekt aktywności fizycznej. Sirtuiny mogą odgrywać kluczową rolę mediatorów/efektorów w podtrzymywaniu szkieletowej i sercowej tkanki mięśniowej, a także neuronów. To wyjaśniałoby wspólny korzystny wpływ ćwiczeń fizycznych oraz ograniczenia liczby przyjmowanych kalorii na przeżycie i starzenie. Marfe dodaje, że by ćwiczenia mogły służyć zdrowiu, muszą być wykonywane poprawnie. Inaczej wyczerpujący wysiłek wyrządzi sporo szkód.
-
Pająki żywiące się wyłącznie mrówkami nie rzucają się na ofiarę i nie pochłaniają jej od byle jakiej strony. Okazuje się, że wyspecjalizowane drapieżniki wykształciły w toku ewolucji zachowania, które pozwalają im uzupełnić konkretne brakujące składniki odżywcze. Dlatego też nasze stawonogi rozpoczynają zwykle swój posiłek od przednich części zdobyczy. Zespół Stano Pekára, ekologa i zoologa z Uniwersytetu Masaryka, wykazał, że zjadając mrówki, przedstawiciele gatunku Zodarion rubidum stale rozpoczynali posiłek od obfitujących w białka przednich części owada, a dopiero potem przechodzili do konsumpcji tłustego odwłoka. Okazało się też, że pająki karmione tylko przednimi częściami mrówek rosły szybciej, były większe i żyły dłużej od osobników, którym podawano wyłącznie odwłoki, a nawet całe mrówki. Kiedy Z. rubidum dano wybór, nadal jadły odwłoki, zamiast przestawić się na same przody, co sugeruje, że odwłok zawiera substancje niewystępujące nigdzie indziej. Na potrzeby eksperymentu Czesi urządzili polowanie na 60 okazów pająka, który występuje na terenie Europy - także w Polsce - i USA. Podczas polowania zwierzęta te wstrzykują mrówkom paraliżujący w ciągu kilku minut silny jad. Przebijają egzoszkielet owada i wstrzykują rozpuszczające wnętrzności enzymy. Następnie wysysają płynną papkę i przesuwają się do innych rejonów ciała ofiary. Uczta trwa od 2 do 4 godzin. By sprawdzić, jak miewają się pająki żywione poszczególnymi kawałkami mrówek, entomolodzy podzielili 60 drapieżników na 3 grupy: 1) bazującą wyłącznie na częściach przednich, czyli głowie, odnóżach i tułowiu, 2) zjadającą odwłok i 3) żerującą na całych mrówkach. Wszystkie grupy dostawały identyczną wagowo porcję. Z. rubidum, które jadały wyłącznie odwłoki, nie wiodło się dobrze. Wszystkie zmarły w ciągu 6 tyg. od daty rozpoczęcia studium. Do samego końca eksperymentu, a trwał on 3 miesiące, dotrwało osiem pająków z 1. i trzy z 3. grupy. Stawonogi żywiące się odwłokami początkowo rozwijały się dobrze, ale potem dosłownie marniały w oczach. Zwierzęta żerujące na głowach, odnóżach i tułowiach rozkwitały, a niektóre potrajały swą wagę. Pająki zjadające całe mrówki również miały się dobrze, lecz nie rosły tak szybko ani takie duże jak miłośnicy przednich części ofiary. Czesi chcieli sprawdzić, czy pająki wykazują preferencje w stosunku do jakichś części ciała mrówek. W tym celu dali im małe, średnie i duże mrówki. Gdy zapewniliśmy dostęp do całej zdobyczy, reagowały, stale zaczynając posiłek od głowy i tułowia. Nawet w przypadku wielkich mrówek, gdzie sama głowa zawierała więcej niż dostateczną ilość pokarmu, prawie wszystkie pająki spędzały co najmniej godzinę na konsumowaniu tłustego odwłoka. Dla Pekára oznacza, że tu i tylko tu znajdują się jakieś cenne składniki odżywcze, ale białka zawsze odgrywają rolę pierwszoplanową. Czesi podejrzewają, że na dłuższą metę Z. rubidum na "całościowej" diecie radzą sobie lepiej od jedzących tylko głowę. Podczas krótkiego eksperymenty pająki dysponujące całą ofiarą najadały się już samą przednią częścią, ale nie poprzestawały na tym i napychały się jeszcze odwłokiem, co nie wychodziło im, niestety, na dobre. Pekár przekonuje, że podobnie jak opisany gatunek pająka zachowują się też inne drapieżniki, np. gepardy, które celowo zjadają określone mięśnie zdobyczy.
-
Autorzy najnowszego studium dotyczącego wyboru pokarmu u pszczół zidentyfikowali gen, który odpowiada za podejmowanie decyzji o przyniesieniu do kolonii białek (pyłku) lub węglowodanów (nektaru). Kontrolując gen kodujący substrat receptora insuliny (ang. Insulin Receptor Substrate), akademicy z Uniwersytetu Stanowego Arizony i Norweskiego Uniwersytetu Nauk o Życiu stworzyli owady, które gustowały w węglowodanach i białkach albo wyłącznie w proteinach. Sygnały insulinowe pochodzące ze zgromadzonych głównie w odwłoku pszczelich komórek tłuszczowych pozwalały stwierdzić, czy owady będą żerować na pyłku, czy na nektarze. Zmniejszając aktywność genu IRS, naukowcy powodowali, że zwierzęta decydowały się głównie na pyłek. Tym samym udało się wykazać, że gen, który wpływa na absorpcję cukru przez komórki, reguluje nie tylko sposób pozyskiwania energii ze składników odżywczych, ale także preferencje dot. tego, na jaki pokarm zdecydować się w pierwszym rzędzie. Zespół Gro Amdama ustalił, że obniżenie aktywności IRS w adipocytach i tak zmieniało zachowanie pszczół, mimo iż odpowiedni gen w mózgu funkcjonował normalnie. Oznacza to, że gen skłania komórkę tłuszczową do wysłania chemicznego sygnału, który sugeruje mózgowi, jakiego rodzaju pokarmu należy szukać. W zwykłych okolicznościach pszczoły zbierają i potrzebny do wykarmienia larw pyłek, i nektar – materiał wyjściowy do produkcji miodu. Badacze wyhodowali w laboratorium owady z wysokim bądź niskim zapotrzebowaniem na pyłek. W ten sposób zademonstrowali, że w porównaniu do owadów kontrolnych, u osobników z zamiłowaniem do pyłku występowała słabsza aktywność IRS. Biolodzy posłużyli się też techniką zwaną interferencją RNA (RNAi, ang. RNA interference). By wyciszyć ekspresję genów z cienkiej warstewki tłuszczu wyściełającej jamę brzuszną, do odwłoków pszczół wstrzyknięto kwas rybonukleinowy. Następnie porównano zachowania pszczół ze zmniejszoną tą metodą aktywnością IRS i owady, którym wykonano zastrzyk placebo. Jako grupa Apis mellifera otrzymujące hamujące gen zastrzyki zebrały więcej pyłku niż zwierzęta kontrolne. Zespół wykazał, że owady z zaburzoną sygnalizacją insulinową lubią cukier tak samo, jak pszczoły z prawidłową sygnalizacją (mają podobną wrażliwość na sacharozę). Ponieważ towarzyszy temu prawidłowa aktywność IRS w mózgu, oznacza to, że tajemnica zmiany zachowania kryje się w komunikacie wysyłanym przez adipocyty do mózgu. W ten oto sposób Amerykanie i Norwegowie wpadli na trop nowej ścieżki molekularnej. Choć badania prowadzono na owadach, uzyskane wyniki są bardzo cenne dla ludzi, ponieważ pewne nawyki żywieniowe prowadzą do rozmaitych zaburzeń metabolicznym, w tym cukrzycy i otyłości.
-
Nepenthes khasiana to roślina owadożerna z rodziny dzbanecznikowatych. Jest endemitem i występuje wyłącznie na wzgórzach Khasi w indyjskim stanie Assam. Tubylcy tradycyjnie wypijają ciecz wypełniającą liście pułapkowe, wierząc w jej właściwości lecznicze. Okazuje się, że praktyka wcale nie jest pozbawiona sensu, ponieważ roślina zawiera naturalne substancje przeciwgrzybiczne. Autorzy artykułu opublikowanego na łamach Journal of Experimental Biology uważają, że związki te zapobiegają rozwojowi grzybów w dzbankach i podbieraniu przez nie substancji odżywczych ze świeżo rozpuszczonych w sokach trawiennych ofiar. Szczególnie cenne są węgiel i azot, które ciężko zdobyć na glebach określonego rodzaju. W tropikach rywalizacja o pożywienie jest zażarta, a gorący, wilgotny klimat to idealne warunki do rozwoju grzybów, które z chęcią również zjadłyby posiłek z owada. Szefowa zespołu badawczego, Aviah Zilberstein z Uniwersytetu w Tel Awiwie, sądzi, że fitozwiązki można by wykorzystać w terapii grzybic, m.in. stóp, u ludzi. To ważne, ponieważ choroby te są trudne do wyeliminowania i często prowadzą do szpitalnych zakażeń wtórnych. Po wstępnych testach białek i enzymów endemicznego dzbanecznika, które rozpuszczają chitynę grzybów, profesor Zilberstein zakłada, że we właściwych warunkach klinicznych wtórne metabolity rośliny uda się wykorzystać do uzyskania nowej klasy skutecznych leków przeciwgrzybicznych. Członkowie zespołu wytypowali konkretne związki, które zwalczają grzyby. Dzbanek wytwarza je w strefie gruczołowej. Sądzimy, że metabolity działają wspólnie, by odstraszyć grzyby. Naukowcy przymierzają się do testów przedklinicznych na zwierzętach. Muszą tylko zdobyć fundusze, a wtedy okaże się, czy cenne substancje sprawdzają się w walce z dwoma grzybami, sprawiającymi najwięcej problemów szpitalnych. Już teraz jednak wiadomo, że nie są one toksyczne dla ludzi. Ze względu na brak jakichkolwiek grzybów we wnętrzu dzbanków należy się spodziewać, że gatunki atakujące naszą skórę również będą miały nie lada kłopot z wykształceniem oporności na wyprodukowane dzięki N. khasiana medykamenty.
-
Oleokantal, związek występujący naturalnie w oliwie z oliwek, zmienia budowę neurotoksycznych białek przyczyniających się do wystąpienia choroby Alzheimera. Zmiana strukturalna uniemożliwia im uszkadzanie neuronów (Applied Pharmacology). Rozpuszczalne ligandy pochodzące z beta-amyloidów (ang. amyloid-beta derived diffusible ligands, ADDLs) wiążą się z synapsami i zaburzają przewodzenie impulsów pomiędzy neuronami. Prowadzi to do utraty pamięci, śmierci komórek i globalnej dezorganizacji działania mózgu. Łączenie ADDLs z synapsami wydaje się kluczowym krokiem w zainicjowaniu choroby Alzheimera. Oleokantal zmienia strukturę ADDLs w taki sposób, że ligandy nie mają się jak związać z synapsami – wyjaśnia dr William L. Klein z Northwestern University, który współpracował z Paulem Breslinem, szefem projektu z Monell Center. Podkreśla on jednak, że trzeba jeszcze przełożyć to odkrycie na konkretne metody interwencji klinicznej. Zespół przeprowadził szereg testów in vitro. Zauważono, że inkubacja z oleokantalem zmieniała budowę ADDLs przez zwiększenie rozmiarów białka. Wiedząc, że się tak dzieje, międzyuczelniana ekipa sprawdzała, czy wpływa to na zdolność przyłączenia się ligandów do synaps w obrębie hodowli neuronów hipokampa. Jako struktura odpowiadająca za uczenie i pamięć, hipokamp jest jednym z pierwszych rejonów niszczonych przez chorobę Alzheimera. Mierząc wiązanie ADDLs z i bez oleokantalu, Amerykanie stwierdzili, że niewielkie ilości składnika oliwy skutecznie zmniejszały zdolność ligandów do przyłączania. Dalsze badania ujawniły, że oleokantal chroni synapsy przed powodowanymi przez ADDLs uszkodzeniami strukturalnymi. Co ważne, udowodniono, że przez potraktowanie oleokantalem rozpuszczalne ligandy pochodzące z beta-amyloidów znajdowały się pod silniejszym "obstrzałem" przeciwciał. Jako cel stawały się dla nich bardziej widoczne. Jeśli efekt leczenia alzheimeryzmu przeciwciałami jest wzmacniany przez oleokantal, łączne działanie antytoksyczne i odpornościowe owej substancji może doprowadzić do wynalezienia skutecznej metody leczenia tej choroby – zaznacza Breslin. W przyszłości zespół zamierza rozszyfrować dokładny mechanizm działania oleokantalu.
-
W warunkach mikrograwitacji w komórkach macierzystych dochodzi do ekspresji innych białek niż przy normalnym ciążeniu. Naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii wierzą, że to właśnie to zjawisko stanowi przyczynę części tzw. chorób kosmicznych, w tym zmniejszenia gęstości kości czy zaniku mięśni. Dr Brendan Burns, Elizabeth Blaber i Helder Marcal posłużyli się bioreaktorem opracowanym przez NASA (ang. rotating-wall vessel, RWV), dzięki któremu można symulować mikrograwitację z niskiej orbity okołoziemskiej. Australijczycy wyizolowali i zidentyfikowali białka powstające w takich warunkach. Okazało się, że 75% białek mikrograwitacyjnych nie występowało w komórkach hodowanych w warunkach typowo ziemskich. Wiele prac poświęcono badaniu mikrograwitacji na poziomie układowym, np. wpływowi na układ odpornościowy, jednak nikt tak naprawdę nie przyglądał się jej oddziaływaniom na poziomie molekularnym i myślimy, że to spora luka. Naukowcy zaobserwowali np. nasilone powstawanie białek powodujących obniżenie gęstości kości (pewnego rodzaju białek morfogenetycznych kości, ang. bone morphogenic proteins, BMPs). Choć od dawna wiadomo było, że mikrograwitacja oddziałuje na gęstość kości, dotąd nikt nie miał pojęcia, na jakie konkretnie geny i białka wpływa. Akademicy z Nowej Południowej Walii wpadli też na trop innego ważnego zjawiska. Osłabione ciążenie ograniczało wytwarzanie przez komórki przeciwutleniaczy, które chronią przed uszkodzeniami DNA.
-
Aby dokładnie scharakteryzować komórki nowotworowe, wystarczą prawdziwie mikroskopijne ilości tkanki - przekonują badacze z Uniwersytetu Stanforda i prezentują aparat do niezwykle czułej analizy protein. Dzięki aparatowi możliwa jest szczegółowa ocena stopnia aktywacji białek biorących udział w rozwoju choroby. Opracowana metoda działa w oparciu o elektroforezę kapilarną, czyli badanie ruchu białek wewnątrz bardzo cienkiej rurki (kapilary). Ich przemieszczanie jest wymuszane przez pole elektryczne, i jest ściśle zależne od ładunku elektrycznego poszczególnych cząsteczek. Oznacza to, że możliwa jest identyfikacja białek na podstawie róznic w szybkości ich przemieszczania wewnątrz kapilary. Jak pokazują liczne badania, odnalezienie białka w tkance nowotworowej nie daje pełnej informacji na temat jego roli. Wiele protein może bowiem zostać poddanych tzw. fosforylacji, czyli przyłączaniu grup fosforanowych -PO43-. Proces ten wywiera istotny wpływ na aktywność białek, co oznacza, że pomiar stopnia fosforylacji może dostarczać istotnych informacji na temat komórek, z których wyizolowano dane białko. Ponieważ grupy fosforanowe posiadają silnie ujemny ładunek elektryczny, ich przyłączenie lub odłączenie prowadzi do zmiany ładunku elektrycznego całej cząsteczki białka. Zmienia się przez to szybkość ich migracji podczas elektroforezy kapilarnej. W swoim doświadczeniu badacze z amerykańskiej uczelni wykorzystali dwa warianty białka: jeden ufosforylowany i drugi pozbawiony reszt -PO43-. Ich mieszankę umieszczono w kapilarze, a następnie poddano działaniu prądu elektrycznego. Zmierzono w ten sposób szybkość przemieszczania się obu wariantów białka. Udowodniono także, że możliwe jest wykonanie odwrotnego testu, tzn. wykrywania białek o różnym stopniu fosforylacji w pobranej próbce. Technika opracowana przez badaczy z Uniwersytetu Stanforda jest jedną z pierwszych, która pozwala na określenie stopnia fosforylacji bez konieczności wykonywania czasochłonnych testów. Równie istotna jest jej czułość, do wykonania testu wystarcza bowiem zaledwie 1 pg (pikogram, czyli 10-12 grama) białka. Przeprowadzone dotychczas testy wykazały, że metoda opracowana na amerykańskiej uczelni charakteryzuje się wysoką skutecznością w diagnostyce białaczek i chłoniaków. Obecnie planowana jest kolejna seria badań, dzięki której możliwe będzie stwierdzenie, czy jest ona równie użyteczna w ustalaniu charakterystyki innych nowotworów.
-
Białka grochu zwyczajnego być może już wkrótce staną się popularnym dodatkiem żywnościowym i suplementem, ponieważ pomagają zwalczać nadciśnienie i przewlekłą chorobę nerek (PChN). Jak podkreślają naukowcy, to pierwszy naturalny produkt, który usuwa objawy PChN. U ludzi z wysokim ciśnieniem krwi nasze białko może potencjalnie opóźnić początek lub zapobiec wystąpieniu uszkodzenia nerek. Z kolei u pacjentów, u których już wystąpiła choroba nerek, jest w stanie podtrzymać normalne ciśnienie, pozwalając im żyć dłużej – opowiada dr Rotimi Aluko, chemik żywności z University of Manitoba. Nadciśnienie to główny czynnik ryzyka przewlekłej choroby nerek, która występuje u coraz większej liczby osób. PChN trudno leczyć i może ona prowadzić do niewydolności nerek, co wiąże się z koniecznością dializowania i przeszczepu nerek. Aluko i Harold Aukema, inny naukowiec z University of Manitoba, oczyścili mieszaninę niskocząsteczkowych białek z żółtego grochu i w ten sposób otrzymali hydrolizat. Następnie codziennie podawali niewielką ilość preparatu szczurom laboratoryjnym z torbielowatością nerek. Po dwóch miesiącach u zwierząt tych odnotowano 20-proc. spadek ciśnienia krwi. Ich wyniki porównywano z dokumentacją gryzoni na zwykłej diecie. To bardzo ważne, gdyż większość pacjentów z PChN umiera z powodu komplikacji sercowo-naczyniowych, które wynikają z nadciśnienia powiązanego z niewłaściwym działaniem nerek – zaznacza Aluko. I u szczurów, i u ludzi torbielowatość nerek ogranicza wydalanie moczu, a więc i toksyn z organizmu. Akademicy z University of Manitoba wykazali, że u gryzoni ekstrakt z grochu wzmaga wytwarzanie uryny aż o 30%. W przyszłym roku w uniwersyteckim centrum żywności funkcjonalnej rozpoczną się testy z udziałem osób z lekkim nadciśnieniem. Na razie nie wiadomo, na jakiej zasadzie działa ekstrakt, ale badacze sądzą, że wzmaga on produkcję cyklooksygenazy-1 (COX-1), która m.in. korzystnie oddziałuje na pracę nerek. Aluko podkreśla, że jedzenie grochu w naturalnej postaci nie zapewni tego samego efektu. Interesujące naukowców białka występują tam bowiem w nieaktywnej formie i należy je najpierw potraktować enzymami. Ekstrakt nie powoduje wzdęć, ponieważ w jego skład nie wchodzą złożone cukry roślinne. Co ważne, wyciąg nie ma nieprzyjemnego smaku czy zapachu. Jeśli dalsze testy wypadną dobrze, ekstrakt trafi na rynek w ciągu 2-3 lat. Najprawdopodobniej będzie mieć postać proszku lub tabletek.
-
Golec (Heterocephalus glaber), zwany także nagim szczurem, nie jest być może najpiękniejszym ze zwierząt, lecz jego długowieczność jest godna pozazdroszczenia, podobnie jak doskonała kondycja starzejących się osobników. Okazuje się, sekretem jego wyjątkowej fizjologii jest wybitna dbałość o jakość białek wytwarzanych przez jego organizm. Nagie szczury potrafią przeżyć aż do 30 lat, co jest wartością prawdziwie imponującą, jeśli porówna się je np. z myszami, żyjącymi zwykle około trzech lat. Co więcej, wyjątkowo rzadko chorują na nowotwory, starzenie się nie jest u nich związane z drastycznym pogorszeniem kondycji, a ich samice utrzymują płodność aż do późnej starości. Nic dziwnego, że te wyjątkowe, żyjące w norach gryzonie stały się obiektem intensywnych badań. Tajemnice golców postanowili zgłębić naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego prowadzeni przez prof. Rochelle Buffenstein. Już pierwsze dokonane przez nich obserwacje okazały się zaskakujące. Okazało się bowiem, że tzw. stres oksydacyjny, czyli ekspozycja komórek na szkodliwe działanie utleniaczy, jest u przedstawicieli H. glaber wyjątkowo wysoki. Mimo to, gryzonie doskonale dawały sobie radę. Aby zidentyfikować unikalne cechy metabolizmu nagich szczurów, od osobników w różnym wieku pobrano próbki miąższu wątroby. Jak wykazała ich analiza, komórki golców zadziwiająco dokładnie kontrolują jakość pracujących w swoim wnętrzu białek. Jest to możliwe dzięki wyjątkowo wydajnej eliminacji uszkodzonych lub zniekształconych cząsteczek protein, które, same w sobie, są także znacznie bardziej oporne na uszkodzenia i zmiany struktury. U większości gatunków dochodzi z wiekiem do osłabienia "systemu kontroli jakości" białek. Efektem tego zjawiska jest ich akumulacja, prowadząca z biegiem czasu do rozwoju ich toksyczności. Jak pokazują doświadczenia zespołu prof. Buffenstein, nagie szczury doskonale się przed tym chronią. Ustalenie dokładnego mechanizmu, który umożliwia golcom osiągnięcie zaawansowanego wieku, może otworzyć nowy rozdział w historii badań nad starzeniem. Być może uda się w ten sposób spowolnić starzenie także u ludzi, lecz zanim będzie to możliwe, najprawdopodobniej... zdążymy się zestarzeć.
-
Do tej pory jedwabniki kojarzyły się raczej z hodowlami wypełnionymi liśćmi morwy i pięknymi tkaninami, chińscy naukowcy wymyślili jednak, że można by je zabierać w wieloletnie podróże w przestrzeń kosmiczną. Nie chodzi tu o zapewnienie sobie towarzystwa, lecz źródła wartościowych białek (Advances in Space Research). Badacze uważają, że już wkrótce astronauci będą musieli pamiętać o wyposażeniu statków w miniekosystemy – fabryki tlenu i pożywienia. W przeszłości wypróbowano już pod tym kątem drób, ryby oraz larwy jeżowców. Niestety, kury potrzebowały wiele cennego miejsca, także na paszę, i wytwarzały masę odchodów, a zwierzęta wodne reagowały jak barometr na wszelkie zmiany właściwości H2O, które oddziaływały na czas składania ikry, wylęgu i na dalszy rozwój. Jak podkreśla Hong Liu z Beihang University w Pekinie, owady rozmnażają się bardzo szybko, nie zajmują dużej powierzchni ani nie potrzebują za wiele wody. Na tym jednak nie koniec – wytwarzane w minimalnych ilościach odchody można by wykorzystać jako nawóz, a poczwarki obfitują w niezbędne aminokwasy. Zawierają ich dwa razy więcej niż wieprzowina i 4-krotnie więcej niż jajka czy mleko. Chińczycy udowadniają, że nawet jedwabna nić, w normalnych warunkach niejadalna, może stać się rezerwuarem składników odżywczych. Po przetworzeniu chemicznym nadaje się do zmieszania z sokiem, cukrem i barwnikiem, a w efekcie powstaje dżem. Założywszy, że zazwyczaj zjada się 3-krotnie więcej białka roślinnego niż zwierzęcego, by zaspokoić swoje potrzeby energetyczne, kosmonauci powinni codziennie zjadać 170 poczwarek i kokonów Bombyx mori.
-
Naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego odkryli dwa białka, które doprowadzają do przypominającej przeciąganie liny "walki" między półkulami, a w konsekwencji do charakterystycznej dla większości zwierząt asymetrii strukturalnej oraz funkcjonalnej. Badania prowadzono na danio pręgowanych (Danio rerio). Zespół doktorantki Jenny Regan wykazał, że w rozwijającym się mózgu białko Fgf8 przyciąga neurony jak magnes. Ponieważ znajduje się po obu jego stronach, półkule zaczynają konkurować o migrujące grupy komórek nerwowych. Nie jest to czysta walka, gdyż lewa strona ma sprzymierzeńca, pomagającego jej w wygraniu bitwy. Jest nim drugie białko – Nodal – występujące tylko i wyłącznie w lewej półkuli. Sojusz Nodala i Fgf8 uruchamia całą kaskadę zdarzeń, które ostatecznie doprowadzają do asymetrii mózgu. Ich łączne działanie gwarantuje, że zmiany zachodzą w tym samym kierunku, przez co u większości ludzi wykształca się taki sam wzorzec ręczności (dominacji jednej z dłoni). Białko Nodal odgrywa ważną rolę nie tylko w mózgu, ale i w innych rejonach organizmu, gdzie występuje asymetria, m.in. w sercu. Poza tym odpowiada za odpowiednie rozmieszczenie narządów wewnętrznych. Kiedy hamuje się działanie proteiny Nodal, szanse współzawodniczących półkul się wyrównują. Grupy neuronów mogą się przemieścić na każdą ze stron z jednakowym prawdopodobieństwem. W takich warunkach jakiekolwiek odchylenie bywa wynikiem podania którejś z półkul dodatkowej dawki Fgf8. Profesor Stephen Wilson, szef laboratorium, w którym pracuje Regan, wyjaśnia, jak ważna jest asymetria półkulowa. To dzięki niej lewa i prawa część mózgu mogą się wyspecjalizować i skuteczniej realizować swoje działania. W zetknięciu z drapieżnikiem żadne zwierzę nie chciałoby, aby jego półkule zaczęły oddzielnie planować ucieczkę, zwłaszcza że mogłyby rozważać różne kierunki wzięcia nóg za pas. Zamiast tego atakowani mogą obserwować napastnika głównie jednym okiem (a więc jedną z półkul), a każda półkula dominuje podczas wykonywania czynności danego rodzaju. W ramach wcześniejszych badań wykazano, że kury hodowane w ciemnościach mają mniej asymetryczne mózgi. Nadal są w stanie dziobać pokarm i wystrzegać się drapieżników, ale nie umieją tego robić jednocześnie, a przynajmniej wychodzi im to gorzej niż w pełni asymetrycznym zwierzętom, u których każde oko specjalizuje się w jednym z tych zadań. U ludzi chorych na schizofrenię także obserwuje się zaburzenia asymetrii mózgu, ale nie wiadomo, czy psychoza jest tego wynikiem.