Znajdź zawartość

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.

Dla kobiet zadowoleni mężczyźni są mniej pociągający seksualnie od mężczyzn przechwalających się swoimi możliwościami oraz ich napawających lękiem kolegów. Studium psychologów z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej wykazało ogromne różnice w sposobie szeregowania przez kobiety i mężczyzn seksualnej atrakcyjności niewerbalnych ekspresji powszechnie przejawianych emocji: szczęścia, dumy i wstydu. Choć demonstrowanie zadowolonej twarzy jest uznawane za niezbędne dla przyjacielskich kontaktów społecznych, łącznie z tymi obejmującymi pociąg seksualny, zaledwie w kilku badaniach sprawdzano, czy uśmiech jest rzeczywiście atrakcyjny. Nasze studium pokazało, że mężczyźni i kobiety bardzo różnie reagują na przejawy emocji [...] – opowiada prof. Jessica Tracy. W serii eksperymentów ponad 1000 dorosłych oceniało atrakcyjność seksualną przedstawicieli płci przeciwnej. Na zdjęciach przejawiali oni szczęście (szeroki uśmiech), dumę (podniesiona głowa, wypięta klatka piersiowa) oraz wstyd (opuszczona głowa, odwracanie wzroku). Kanadyjczycy ustalili, że kobietom najmniej podobali się mężczyźni zadowoleni. Wolały one osoby wyglądające na dumne i silne lub zawstydzone. W odróżnieniu od nich mężczyznom najbardziej podobały się kobiety uśmiechnięte, a najmniej dumne i bardzo pewne siebie. Ważne, by pamiętać, że to studium dotyczyło pierwszego wrażenia związanego z atrakcyjnością seksualną przedstawicieli płci przeciwnej ze zdjęć. Nie pytaliśmy ochotników, jak myślą, czy model/modelka byłby dobrym chłopakiem czy żoną [...] – tłumaczy Alec Beall, dodając, że wcześniejsze badania wskazywały, że pozytywne cechy emocjonalne i miła osobowość są wysoce pożądane u długoterminowych partnerów/partnerek. Tracy i Beall zaznaczają, że to, co jest dla ludzi atrakcyjne, stanowi wypadkową oddziaływania sił ewolucyjnych i kulturowych. Kobiety lubią u mężczyzn przejawy dumy, ponieważ wskazują one na pozycję społeczną, kompetencję oraz umiejętność zadbania o kobietę i wspólne dzieci. Beall uważa, że przejawianie dumy podkreśla typowo męskie cechy, np. rozmiary górnej połowy ciała i muskulaturę. Czemu uśmiech nie jest dla kobiet zbyt atrakcyjny? Kanadyjczycy sądzą, że można to wyjaśnić badaniami, które pokazywały, że uśmiech jest kojarzony z brakiem dominacji, co pozostaje w zgodzie z normą płciową wycofanej i poddającej się kobiety, lecz już nie ze stereotypem silnego mężczyzny. Wcześniejsze studia sugerowały również, że szczęście sprawia wrażenie emocji wyglądającej wyjątkowo kobieco. Przejawianie wstydu jest wiązane ze świadomością norm społecznych i zachowaniami łagodzącymi, co wyzwala u innych zaufanie. Naukowcy z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej uważają, ze tym właśnie można wyjaśnić zaskakującą atrakcyjność wstydu dla obu płci. W przyszłości zespół chce badać związek pociągu seksualnego i emocji wśród homoseksualistów oraz przedstawicieli kultur niezachodnich.

Polifenole oliwy z pierwszego tłoczenia modyfikują ekspresję genów związanych z miażdżycą tętnic. To wyjaśnia, w jaki sposób dieta śródziemnomorska obniża ryzyko chorób sercowo-naczyniowych (FASEB Journal). Wiedząc, działanie jakich genów może być w zdrowy sposób modyfikowane za pośrednictwem diety, ludzie będą mogli wybrać właściwe dla siebie menu. To pierwszy krok w kierunku przyszłych terapii wykorzystujących wybrane pokarmy – podkreśla dr Maria Isabel Covas z Institut Municipal d'Investigació Mèdica (IMIM) w Barcelonie. Hiszpanie pracowali z 3 grupami zdrowych ochotników. Pierwsza polegała na tradycyjnej diecie śródziemnomorskiej z oliwą z pierwszego tłoczenia obfitującą w polifenole. Druga jadła to samo, ale tutaj stosowano oliwę z niską zawartości wymienionych związków. Przedstawiciele trzeciej mieli jeść to, co zwykle. Po trzech miesiącach okazało się, że u członków 1. grupy w leukocytach jednojądrowych (ang. mononuclear leukocytes, MLs) krwi obwodowej obniżyła się ekspresja genów związanych z arteriosklerozą. Poza tym przeciwutleniacze oliwy zmodyfikowały ekspresję genów oddziałujących na chorobę niedokrwienną serca. Zespół Covas ustalił, że w połączeniu z dietą śródziemnomorską oliwa z pierwszego tłoczenia ogranicza oksydację lipidów i DNA, insulinooporność, stany zapalne i onkogenezę oraz prowadzi do zmniejszenia guzów.

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.

Szczepionka na ospę może zapewniać ochronę przed wirusem HIV, dlatego niewykluczone, iż to właśnie zaprzestanie szczepienia w połowie XX wieku odpowiada częściowo za obserwowany współcześnie wzrost częstości zakażeń wirusem ludzkiego niedoboru odporności. W artykule opublikowanym na łamach BMC Immunology Raymond Weinstein z Uniwersytetu George'a Masona oraz zespoły z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles i Uniwersytetu Jerzego Waszyngtona twierdzą, że w warunkach laboratoryjnych szczepienie wirusem krowianki (VACV lub VV) wiązało się z 5-krotnym spadkiem skuteczności replikacji wirusów HIV. Podczas eksperymentu Amerykanie oceniali zdolność białych krwinek do wspierania replikacji wirusa HIV po wspomnianym szczepieniu i porównywali ją do zjawisk obserwowanych w nieszczepionej grupie kontrolnej. Okazało się, że w krwinkach pobranych od osób zaszczepionych dochodziło do słabszego namnażania wirusa. Proponowano kilka wyjaśnień szybkiego rozprzestrzenienia HIV w Afryce, w tym wojny, wykorzystanie niesterylnych igieł czy zanieczyszczenie wczesnych partii szczepionek na polio. Wszystkie jednak obalono lub nie były one w stanie w pełni wyjaśnić pandemii HIV. Nasze odkrycie, że wcześniejsze zaszczepienie wirusem krowianki może zapewnić jednostce pewien stopień ochrony przeciw przyszłym zakażeniom HIV, sugeruje, że wycofanie się z tego stanowi częściowe wytłumaczenie – uważa Weinstein. Ze szczepienia na ospę zaczęto się stopniowo wycofywać w latach 50. ubiegłego wieku. W tym samym czasie odnotowywano coraz częstsze przypadki zakażenia wirusem ludzkiego niedoboru odporności. Amerykanie sądzą, że szczepienie VV wywoływało długoterminowe zmiany w układzie odpornościowym, np. oddziałując na ekspresję białka CCR5 z powierzchni białych krwinek (jest ono wykorzystywane przez oba wirusy). Weinstein przestrzega przed huraoptymizmem, ponieważ uzyskane wyniki są na razie wstępne.

Badacze z Temple University apelują o dokładniejsze monitorowanie stanu zdrowia dzieci urodzonych w wyniku zastosowania zapłodnienia pozaustrojowego. Stwierdzili bowiem, że może istnieć związek między metodami wspomaganego rozrodu a podwyższonym ryzykiem określonych chorób, m.in. cukrzycy typu 2. czy otyłości. Od czasu, gdy w lipcu 1978 r. na świat przyszło pierwsze dziecko z probówki Louise Brown, dzięki IVF (od ang. in vitro fertilisation) urodziło się ok. 3 mln maluchów. W większości przypadków są one całkowicie zdrowe, ale jako grupa odznaczają się zwiększonym ryzykiem pewnych wad wrodzonych i częściej miewają niską wagę urodzeniową, co uprawdopodobnia wystąpienie otyłości, nadciśnienia i cukrzycy typu 2. na późniejszych etapach życia. Genetyk Carmen Sapienza badał wzorce metylacji DNA u dzieci poczętych naturalnie i dzięki metodom wspomagania rozrodu. Jego analizy wskazują na związki ART (ang. assisted reproduction) z określonymi chorobami. Naukowiec przestrzega, że to na razie wstępne rezultaty i nie wszystko jest jasne. Odkryliśmy, że od 5 do 10% badanych modyfikacji chromosomalnych wygląda inaczej u dzieci urodzonych w wyniku technik medycznego wspomagania rozrodu, co zmienia ekspresję sąsiednich genów. Na razie nie rozróżniliśmy jednak, czy jest to powodowane przez ART, czy w grę wchodzą inne czynniki, takie jak niepłodność pary. Niektóre z genów zmieniających swoją aktywność biorą udział w rozwoju adipocytów (komórek tłuszczowych) oraz sygnalizacji insulinowej, stąd pomysł ścisłego monitorowania zdrowia dzieci z probówki. Amerykanin badał poziom RNA, by w ten sposób uchwycić aktywność genów i stwierdzić, czy odmienność metylacji DNA przekłada się na różnice w działaniu 700 genów zidentyfikowanych w ramach wcześniejszego studium (jego wyniki opublikowano w październiku zeszłego roku na łamach pisma Human Molecular Genetics). Co ważne, ok. 90% dzieci z grupy IVF nadal mieściło się w normalnym zakresie aktywności genów.

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.

Badanie płynu owodniowego otaczającego płody z zespołem Downa ujawniło istnienie stresu oksydacyjnego. Jest to stan zaburzonej równowagi między przeciwutleniaczami i utleniaczami, który może prowadzić do uszkodzenia komórek. Naukowcy mają nadzieję, że zdobyte informacje pozwolą im opracować nowe metody leczenia trisomii jeszcze w łonie matki. Diana Bianchi i Donna Slonim analizowały mRNA zawieszone luźno w płynie owodniowym zdrowych i chorych dzieci. W ten sposób udało im się zidentyfikować istotne zmiany molekularne, dostrzegalne już podczas 4. miesiąca ciąży. Co więcej, okazało się, że były one przede wszystkim skutkiem działania genów znajdujących się na innych chromosomach niż 21., choć zaobserwowano również słabiej wyrażone zmiany w ekspresji genów zlokalizowanych właśnie na nim. W porównaniu do zdrowych płodów, odnotowano różnice w aktywności aż 414 genów. W kolejnym etapie badań panie sprawdzają, czy mRNA znajdujące się w komórkach płynu owodniowego jest identyczne z tym unoszącym się luźno. Gdyby się to potwierdziło, wystartują laboratoryjne testy skuteczności różnych związków przeciwutleniających. Amerykanki podkreślają, że trzeba głębiej zbadać to zagadnienie. Chociaż nie wiemy, do jakiego stopnia stres oksydacyjny wpływa na rosnący płód, mamy pewność, że tego typu nienormalne środowisko nie sprzyja optymalnemu rozwojowi. W ramach studium Bianchi i Slonim opierały się mocno na analizach obliczeniowych i bioinformatyce. Mimo że poszczególne metody analityczne wskazywały na różne i niezależne zestawy genów, wszystkie demaskowały tego samego winnego: stres oksydacyjny i jego skutki. Bianchi uważa, że stres oksydacyjny może się m.in. przyczyniać do nieprawidłowego wzrostu mózgu.

Joshua Susskind i zespół z Uniwersytetu w Toronto postanowili eksperymentalnie sprawdzić, czy strach i obrzydzenie zmieniają sposób, w jaki korzystamy ze swoich zmysłów. Wg nich, strach (wyrażający się za pomocą szeroko otwartych oczu, ust i uniesionych brwi) zwiększa dostępność zmysłów, prowadząc do wzmożonej czujności, a obrzydzenie ją zmniejsza (gdy je odczuwamy, cała twarz się kurczy). W ramach jednego eksperymentu ochotnicy mieli zidentyfikować kropkę pojawiającą się w polu widzenia. W tym czasie proszono ich o przybieranie jednego z 3 wyrazów twarzy: 1) przestraszonego, 2) neutralnego i 3) wyrażającego obrzydzenie. W drugim proszono ich o to samo, ale zadanie polegało na jak najszybszym wodzeniu wzrokiem pomiędzy dwoma punktami umiejscowionymi na ekranie komputera. Były one od siebie oddalone o 30 cm. W tym czasie obserwowano, w jaki sposób poruszają się gałki oczne wolontariuszy. W obu sytuacjach mierzono, ile powietrza mogą zaczerpnąć osoby z przestraszonymi i obrzydzonymi twarzami. Jak łatwo się domyślić, okazało się, że strach wyczula na otaczający świat. Szeroko otwarte oczy pozwalały na szybsze wykrycie obiektu pojawiającego się na obrzeżach pola widzenia. Ponadto osoba z takim właśnie wyrazem twarzy prędzej poruszała oczami między dwoma wyznaczonymi punktami. Obrazy uzyskane podczas rezonansu magnetycznego potwierdziły, że zwiększała się też pojemność jamy nosowej. Te zmiany są spójne z teorią, że np. strach jest postawą sprzyjającą czujności, a obrzydzenie nastawieniem sprzyjającym zmysłowemu odrzuceniu. W kolejnych eksperymentach badacze chcą określić, do jakiego stopnia przestraszony mózg potrafi wykorzystać dodatkowe informacje do polepszenia rezultatów działania (Nature Neuroscience). Okazuje się więc, że wyrazy twarzy nie są tylko i wyłącznie zewnętrzną ekspresją tego, co czujemy, ale że realnie wpływają one na relacje naszych zmysłów z otaczającym światem. I nie chodzi tu o ich wpływ hormonalny na organizm, ale o fizyczne oddziaływanie układu mięśni twarzy na dostępność pewnych informacji. Teorię usprawniania działania określonych zmysłów przez poszczególne emocje zaproponował już Karol Darwin, który zauważył, że związane z nimi wyrazy twarzy są takie same w obrębie różnych kultur, a nawet różnych gatunków.

Dla genu istotna jest nie tylko sama jego aktywność, ale także jego położenie wewnątrz jądra komórkowego - donoszą naukowcy z Wydziału Medycznego Uniwersytetu Chicago. Umocowanie określonego odcinka DNA do wewnętrznej strony błony jądrowej umożliwia wyciszenie jego ekspresji. Jest to kolejny odkryty mechanizm zwany epigenetycznym, tzn. regulujący ekspresję genu i jednocześnie niezależny jednoznacznie od sekwencji chromatyny. W jądrze komórkowym ssaków chromatyna - skomplikowana struktura złożona z DNA i towarzyszących mu białek - jest zorganizowana w tzw. domeny, czyli pętle przymocowane w określonych miejscach do wewnętrznej strony błony jądrowej (kariolemmy). Aby zbadać wpływ położenia genu na jego transkrypcję, naukowcy badali tzw. geny markerowe, czyli takie, których ekspresja jest łatwa do wykrycia. Następnie badano wpływ lokalizacji danego genu wewnątrz jądra na poziom jego ekspresji. Zespół pod przewodnictwem profesora Singhsa skupił się na badaniu syntezy łańcucha ciężkiego przeciwciał, produkowanych wyłącznie przez limfocyty B. Geny kodujące te białka jeszcze przed rozpoczęciem ekspresji przechodzą rekombinację: określone odcinki DNA są wycinane, a następnie powstające fragmenty są ze sobą zestawiane. Wobec tego wykrycie zmian w sekwencji DNA limfocytów B jest oznaką aktywności genu. Naukowcy odkryli, że w aktywnych limfocytach B geny dla przeciwciał były ulokowane bliżej centrum jądra, natomiast w komórkach naturalnie nieprodukujących immunoglobulin były one zawsze ulokowane bliżej błony jądrowej. Potwierdzeniem tego odkrycia był fakt, że gdy gen zlokalizowany był bliżej błony jądrowej, nie wykazywał oznak wcześniejszej rekombinacji. Do tej pory ciągle nie jest jednak znany dokładny mechanizm regulujący położenie genu wewnątrz jądra. Jedna z najbardziej prawdopodobnych hipotez sugeruje, że decydują o tym białka tworzące kariolemmę. Wstępne formowanie chromatyny zachodzi zapewne już podczas podziału komórki - te geny, które w określonym typie komórek nie będą poddawane ekspresji lub będzie ona niska, są przesuwane na peryferia jądra. Jest to forma zabezpieczenia przed "niechcianą" ekspresją genu. Badacze sugerują także, że w DNA mogą istnieć określone sekwencje służące jako "adresy" określonych genów - miałyby one, ich zdaniem, służyć do "mocowania" chromatyny do błony jądrowej, a przez to do regulacji ekspresji genu, włączając i wyłączając ją w określonych momentach, w zależności od bieżących potrzeb. Może to wyjaśniać rolę wielu białek tworzących błonę jądrową, których funkcja dotychczas pozostawała nieznana oraz umożliwić zrozumienie licznych nieuleczalnych chorób związanych z ich mutacjami.

Misja STS-123, w ramach której w przestrzeń kosmiczną wysłany został prom Endeavour, ma wyjątkowo liczną załogę. Oprócz siedmiorga astronautów, w kosmos zostały bowiem wysłane... mikroogranizmy. Będą one częścią eksperymentu zaplanowanego przez naukowców z Instytutu Biodesignu Uniwersytetu Stanu Arizona. Eksperyment pod hasłem Zjadliwość bakterii i oporność na leki będzie kontynuacją wcześniejszych badań, prowadzonych przez dr Cheryl Nickerson. Pani doktor jest pracownikiem Centrum Chorób Zakaźnych i Wakcynologii (wakcynologia - nauka o szczepionkach), należącego do tego samego instytutu, który planuje obecne badania. Wcześniejsze "kosmiczne badania" nad mikroogranizmami przeprowadzono w 2006 roku na pokładzie promu Atlantis. Dowiedziono dzięki nim, że bakterie w czasie lotu kosmicznego stają się bardziej zjadliwe (tzn. zdolne do infekcji) niż ich krewniacy, którzy pozostali na Ziemi. Obiektem badań będzie, podobnie jak w poprzednim eksperymencie, bakteria gatunku Salmonella typhimurium, jedna z najczęstszych przyczyn zatruć pokarmowych u ludzi. Dwa lata temu wykazano, że lot kosmiczny wywołał u mikroorganizmu zmianę w ekspresji aż 163 spośród 4553 genów, które tworzą jego genom. Wpłynęło to oczywiście na fizjologię. Okazało się, że po przebyciu lotu kosmicznego bakterie były aż trzykrotnie skuteczniejsze w wywoływaniu infekcji w porównaniu do bakterii, które pozostały na Ziemi. Dr Nickerson ekscytuje się szansą przeprowadzenia kolejnego eksperymentu: Jesteśmy szczęśliwcami, że możemy wykonać kolejny eksperyment. W dziedzinie lotów kosmicznych zwykle dostaje się tylko jedną szansę, którą trzeba wykorzystać jak najlepiej. Dodaje: Odkryliśmy wyjątkowe reakcje bakterii na lot, dzięki którym zdobyliśmy nowe informacje na temat mechanizmów wywoływania chorób przez Salmonellę. NASA dała nam szansę powtórzenia tych badań oraz wykonania nowych, które pozwolą nam poznać lepiej zachowania bakterii w specyficznych warunkach lotu kosmicznego. Nowe zadanie naukowców polega na sprawdzeniu, czy modyfikacja składu jonowego podłoża, na którym żyją bakterie, może pomóc w walce z infekcjami. Planują oni sprawdzić, czy modyfikując skład pożywki, można manipulować poziomem ekspresji genów mikroogranizmu. Oprócz Salmonelli, w kosmos wystrzeleni zostaną także przedstawiciele innych gatunków: S. pneumoniae (jedna z najczęstszych przyczyn zapalenia płuc), S. cerevisiae (drożdże piekarskie - jeden z najlepiej poznanych gatunków na świecie) oraz P. aeruginosa (pałeczka ropy błękinej - przyczyna wielu groźnych infekcji). Wszystkie wspomniane mikroorganizmy mają jeszcze jedną wspólną cechę: wyizolowano je co najmniej raz z pokładu stacji kosmicznych Mir oraz ISS lub z organizmów członków ich załogi. Badacze wierzą, że informacje zdobyte podczas ich eksperymentu poprawią stan naszej wiedzy na temat infekcji. Ich zdaniem, pomoże to zabezpieczyć przed chorobami zarówno astronautów, jak i ludzi pozostających na Ziemi. Naukowcy są przekonani, że dokładniejsze poznanie biologii mikroorganizmów pozwoli opracować lepsze terapie oraz szczepionki przeciwko najważniejszym infekcjom nękającym człowieka.

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.

Chcąc zachować dochody, wytwórcy kawy pracują nad ulepszeniem swojego produktu. Aby to zrobić, trzeba jednak pogłębić wiedzę o biologii gatunku: kwitnieniu, dojrzewaniu owoców itp. To one wpływają bowiem na cechy ziaren. Jakość kawy zależy od kilku składników, m.in.: cukrów, tłuszczów i kofeiny. Ich stężenie w roślinie, zwłaszcza w nasionach, jest decydującym czynnikiem. Najważniejsza dla wrażeń organoleptycznych jest prawdopodobnie sacharoza (nazywana inaczej cukrem trzcinowym), gdyż jej rozkład podczas palenia ziaren uwalnia szereg prekursorów smaku i zapachu. Od 2001 roku CIRAD i Agricultural Institute of Paraná (Brazylia) pracują razem nad dojrzewaniem owoców kawy. Udało się już scharakteryzować enzymy kluczowe dla metabolizmu sacharozy podczas omawianego procesu. Badacze, wspierani przez naukowców z University of Campinas, posłużyli się nowoczesnymi technikami typowymi dla biologii molekularnej i biochemii. Okazało się, że enzym syntetaza sacharozowa odpowiada za akumulację cukru trzcinowego w ziarnach Coffea arabica. Inaczej niż u pozostałych roślin, inwertaza odgrywa w metabolizmie pomniejszą rolę. Syntetaza występuje w postaci co najmniej dwóch izomerów (izomery to cząsteczki związków chemicznych o jednakowym składzie atomowym, ale o różnej budowie). Pełnią one podobne funkcje biologiczne, ale są kodowane przez dwa różne geny: SUS1 oraz SUS2. Akademicy przyglądali się ekspresji tych genów w różnych tkankach dojrzewających owoców (miąższu, obielmie i bielmie). Za stężenie sacharozy pod koniec dojrzewania i tuż przed zerwaniem odpowiada izomer SUS2. SUS1 jest zaangażowany w rozkład cukru trzcinowego, a więc w produkcję energii. Jego wzmożoną aktywność obserwuje się na wczesnych etapach podziału komórek i rozwoju młodych tkanek. W drugiej fazie eksperymentu zaczęto porównywać zróżnicowanie nukleotydów w wymienionych wyżej genach. Jak wiadomo, może to wpływać na zawartość cukru trzcinowego w obrębie jednej i w pozostałych odmianach kawy. Mapowanie genów pomogłoby w zidentyfikowaniu wczesnych markerów stężenia sacharozy.