Znajdź zawartość

Jak sama nazwa wskazuje, zespół nabytego niedoboru odporności (AIDS) jest ściśle związany z poważnym osłabieniem odporności organizmu. Badania przeprowadzone na małpach wykazały jednak, że gatunki wykazujące naturalny brak podatności na rozwój tej choroby mogą zawdzięczać tę cechę... łagodnej, a nie wyjątkowo silnej reakcji immunologicznej. O odkryciu poinformowało czasopismo The Journal of Clinical Investigation. Obserwacji dokonano podczas badań nad mangabą szarą (Cercocebus atys atys) - gatunkiem wykazującym naturalną oporność na rozwój AIDS pomimo nosicielstwa replikującego się SIV (małpiego odpowiednika HIV). Celem eksperymentu było porównanie odpowiedzi immunologicznej zakażonych komórek u tych małp w porównaniu do rezusów - gatunku, u którego AIDS rozwija się stosunkowo szybko. Celem analizy, prowadzonej przez zespół Stevena Bosingera z University of Pennsylvania, była ocena aktywności genów stymulowanych przez interferony, czyli białka pełniące istotną rolę w reakcji przeciwwirusowej. Jak się okazało, u obu badanych gatunków podlegają one silnej aktywacji na wczesnych etapach infekcji, lecz tylko u rezusów reakcja ta utrzymuje się także na późniejszych etapach zakażenia. Dla odmiany, u mangab szarych wygasa ona stosunkowo szybko. Podczas dalszych badań wykazano, że limfocyty T - ważna populacja komórek odpornościowych - rezusów znacznie częściej niż u mangab wykazują objawy wyczerpania, często bezpośrednio poprzedzające śmierć. Wiele wskazuje na to, że właśnie ten mechanizm odpowiada za gwałtowne zmniejszenie liczebności tych komórek na dalszych etapach infekcji. Oczywiście jest zbyt wcześnie, by sugerować stosowanie immunosupresji, czyli blokowania odpowiedzi immunologicznej u nosicieli HIV. Ochrona limfocytów T przed śmiercią z wyczerpania może jednak okazać się interesującą (nawet, jeśli na pierwszy rzut oka wręcz szaloną) formą ochrony pacjentów przed rozwojem AIDS.

Codziennie rano Mani otwiera bramkę do zagrody kóz i wyprowadza je na popas wokół plantacji Palagapandi w Indiach. Wieczorem 75 zwierząt grzecznie wraca na nocleg. Wygląda to na opis zwykłego dnia zwykłego pasterza, lecz nie jest nim człowiek, ale małpa, w dodatku niewytresowana. Pojawiła się 3 lata temu, cała w ranach. Tutejsi mieszkańcy je opatrzyli, ale samica makaka nie odeszła, zamiast tego zaprzyjaźniła się z kozami i ich młodymi, które słuchają się jej jak ludzi. Mani z dzieckiem jeżdżą na podopiecznych na oklep, czasem wyciągają im z pyska wyskubane z krzewów liście. Gdy któraś z kóz zginie albo małpa wypatrzy niebezpieczeństwo, wydaje charakterystyczny okrzyk. Kiedy ona pasie kozy, ludzie mogą się zająć czymś innym, np. uprawą pomarańczy, kardamonu i kawy, a to spora oszczędność i czasu, i pieniędzy. Makaki lubią się bawić z kozami i na odwrót. Czy można sobie wymarzyć coś lepszego?

Spośród trzech miliardów par zasad budujących nasze DNA zaledwie około dwóch procent wchodzi w skład genów. Reszta, zwana niekiedy "śmieciowym DNA", wciąż stanowi dla naukowców wielką zagadkę. Naukowcy z Uniwersytetu Yale informują, że fragmenty tych pozornie nieuporządkowanych sekwencji mogły umożliwić ludziom opanować dwie ważne umiejętności: używanie narzędzi oraz utrzymanie pionowej postawy ciała. Odkrycie jest efektem analiz porównawczych genomu człowieka oraz dwóch gatunków małp: makaków i szympansów. Odnaleziono dzięki nim fragmenty DNA, które najprawdopodobniej odpowiadają za aktywację genów związanych z wytworzeniem silnego, przeciwstawnego kciuka oraz powiększonego palucha (największego z palców stopy) u ludzi. Przeniesienie tych sekwencji do genomu myszy powodowało, że ich zarodki wykazywały zmienioną ekspresję genów właśnie w obrębie wspomnianych palców. Dr James Noonan, jeden z autorów odkrycia, ocenia: nasze badanie identyfikuje czynnik genetyczny mający potencjalnie wpływ na fundamentalne różnice morfologiczne pomiędzy ludźmi i małpami. Rzeczywiście, analizy dokonane przez badaczy z Uniwersytetu Yale są pierwszymi, które określają tak precyzyjnie sekwencje odpowiedzialne za charakterystyczne kształt naszych dłoni. Jest to kolejny przykład potwierdzający tezę, że nadanie pozagenowym sekwencjom DNA określenia "śmieciowe" nie do końca oddaje ich rzeczywisty charakter. Wiele spośród sekwencji nienależących do genów jest silnie zachowanych w toku ewolucji. Odkrycie to doprowadziło do przypuszczeń, że muszą one być istotne dla organizmu - gdyby było inaczej, powinny (przynajmniej teoretycznie) podlegać istotnym zmianom w kolejnych pokoleniach wskutek mutacji. Okazuje się jednak, że liczne fragmenty "śmieciowego" DNA nie uległy praktycznie żadnym zmianom od momentu rozdzielenia się linii rozwojowej ptaków i ludzi. Postulowano w związku z tym, że odgrywają one istotną rolę w regulacji procesów rozwoju i aktywności licznych genów. Genetycy z Uniwersytetu Yale przeanalizowali szczególnie dokładnie sekwencję opisaną jako HACNS1. Jest ona silnie zachowana u niemal wszystkich kręgowców, lecz uległa aż szesnastu punktowym mutacjom od momentu rozejścia się linii rozwojowych ludzi i szympansów. Badacze przenieśli ludzką wersję HACNS1 do genomu myszy i rozpoczęli analizę rozwoju zarodków. Efekt przerósł oczekiwania naukowców - okazało się, że niewielka zmiana w pozagenowym DNA doprowadziła do istotnych zmian w ekspresji genów. Na podstawie eksperymentu zasugerowano, że analizowana sekwencja odpowiada najprawdopodobniej za charakterystyczną budowę ludzkich stóp, nadgarstków i dłoni. Pomimo sukcesu dr Noonan jest ostrożny. Zaznacza, że nie przeprowadzono pełnych badań i nie sprawdzono, czy zmiana aktywności genów rzeczywiście doprowadziłaby do rozwoju kończyn o "ludzkiej" budowie. Podkreśla przy tym, że długoterminowym celem jest odnalezienie możliwie wielu sekwencji podobnych do tej i zastosowanie myszy do oceny ich wpływu na ewolucję rozwoju człowieka.

Zmiany w metabolizmie mózgu związane z przebiegiem ewolucji najprawdopodobniej zbliżyły ten organ do granic możliwości jego rozwoju - donoszą naukowcy. Ich zdaniem, odkrycie potwierdza hipotezę, zgodnie z którą schizofrenia jest "efektem ubocznym" gwałtownej ewolucji centralnego układu nerwowego u ludzi. Badania przeprowadziła grupa ekspertów z uczelni w Cambridge, Lipsku i Szanghaju. Ich zadaniem było porównanie metabolizmu mózgów ludzi zdrowych oraz chorych na schizofrenię z aktywnością tego organu u makaków, jednego z gatunków małp wąskonosych. Aby to osiągnąć, analizowano aktywność genów związanych z pracą układu nerwowego oraz stężenie wielu metabolitów wytwarzanych i zużywanych w mózgu. Jak tłumaczy kierujący zespołem dr Philipp Khaitovich z Instytutu Maksa Plancka w Lipsku, celem badań było zidentyfikowanie molekularnych mechanizmów związanych z ewolucją ludzkich zdolności poznawczych dzięki wykorzystaniu danych biologicznych z dwóch źródeł: ewolucyjnego oraz medycznego. Wielu naukowców już wcześniej sugerowało, że niektóre choroby neurologiczne są komplikacją powstałą w wyniku gwałtownego wzrostu aktywności oraz rozmiaru ludzkiego mózgu w porównaniu do naszych ewolucyjnych przodków. Dzięki przeprowadzonym eksperymentom teoria ta uzyskała silne poparcie w postaci danych doświadczalnych. Zespół dr Khaitovicha wykazał, że wiele zmian zaobserwowanych w mózgach osób chorych na schizofrenię jest bardzo podobnych do tych, które towarzyszyły ewolucji mózgu małpiego i wytworzeniu jego ludzkiego odpowiednika. W przypadku choroby te same zmiany, związane głównie z procesami energetycznymi w komórkach, najprawdopodobniej "zaszły za daleko", prowadząc do upośledzenia funkcji układu nerwowego. Wiele wskazuje więc na to, że przyczyną schizofrenii jest brak możliwości adaptacji mózgu do gwałtownego wzrostu tempa przemian metabolicznych. Może to także oznaczać, że ludzki mózg musiałby przejść głęboką przebudowę zanim stałby się możliwy ewolucyjny "skok" na miarę tego związanego z wytworzeniem centralnego układu nerwowego człowieka. Autorzy odkrycia twierdzą, że umożliwia ono przeprowadzenie kolejnych badań związanych z ludzkim mózgiem. Jak tłumaczy dr Khaitovich, nasze mózgi wyjątkowe w porownaniu do wszystkich innych gatunków ze względu na ich niesamowite zapotrzebowanie energetyczne. Dodaje: Jeśli będziemy umieli wyjaśnić, w jaki sposób są w stanie wytrzymać to oszałamiające tempo metabolizmu, będziemy mieli znacznie większe szanse na zrozumienie pracy ludzkiego mózgu oraz powodów, dla których czasami ten system zawodzi.

Zwykliśmy uważać, że szczytowym osiągnięciem ewolucji jest człowiek. Tymczasem okazuje się, że bardziej od człowieka wyewoluowały... szympansy. Genetyk ewolucyjny Jianzhi Zhang i jego koledzy z University of Michigan porównali próbki DNA pobrane od 13 888 ludzi, szympansów i makaków. Dla każdego z nukleotydów (T, G, C, A), który u ludzi i szympansów różnił się od nukleotydu naszego wspólnego przodka – naukowcy wnioskowali o nim na podstawie odpowiedniego nukleotydu u makaków – uczeni sprawdzali, czy doszło do wytworzenia nowej postaci białka. Geny, które zostały zmienione w czasie selekcji naturalnej wykazują wysoki stopień zmutowania, prowadzący do wytworzenia nowych białek. Okazało się, że od czasu gdy ewolucja szympansów i ludzi poszła własnymi ścieżkami przed 6 milionami lat, u szympansów zmiany zaszły w 233 genach, a u ludzi jedynie w 154. Dotychczas większość biologów ewolucyjnych była zdania, że większe zmiany zaszły w genomie człowieka. Mieliśmy skłonność by uważać, że między człowiekiem a wspólnym przodkiem ludzi i szympansów będą większe różnice, niż między szympansem a wspólnym przodkiem – mówi Zhang. Uczony mówi, że odkrycie jego zespołu ma logiczne uzasadnienie. Jeszcze do niedawna liczba ludzi była mniejsza, niż liczba szympansów, więc w jej ramach zachodziły mniejsze zmiany.

Z badań przeprowadzonych przez naukowców z National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD – Narodowy Instytut Głuchoty i Innych Schorzeń Komunikacyjnych) oraz National Institute of Mental Health (NIMH – Narodowy Instytut Zdrowia Psychicznego) wynika, iż rezusy, słuchając odgłosów wydawanych przez innych członków tego samego gatunku, uaktywniają rejony mózgu, które odpowiadają regionom ludzkiego mózgu biorącym udział w komunikacji. Potwierdza to hipotezę, że mózg wspólnego przodka człowieka i małp, które nie należą do rodziny człowiekowatych, był wyposażony w ośrodki umożliwiające rozwój mowy. U człowieka za komunikację odpowiedzialne są przede wszystkim pole Broca i pole Wernickego. Okazało się, że gdy rezusy porozumiewają się między sobą, uaktywniają się w ich mózgach struktury, których położenie odpowiada położeniu obu wspomnianych pól u człowieka. Amerykańscy uczeni wykorzystali pozytronową tomografię emisyjną (PET) do zbadania mózgów trzech dorosłych małp. Zwierzęta słuchały trzech rodzajów dźwięków: nawoływań innych rezusów, gry instrumentów muzycznych oraz dźwięków syntetycznie wytworzonych przez komputer. Dźwięki różniły się częstotliwością, skalą i długością trwania. Dla każdego z typów wykonano 16 skanów i porównano uzyskane wyniki. Pomimo tego, że różne rodzaje naturalnych małpich odgłosów bardzo się od siebie różnią, aktywowały one zidentyfikowane przez naukowców obszary w mózgach zwierząt. Ich aktywność była wyraźnie większa, niż przy słuchaniu dźwięków niepochodzących od małp. Działo się tak nawet wówczas, gdy sztucznie wytwarzane dźwięki były bardzo podobne do odgłosów wydawanych przez rezusy. Uczeni doszli więc do wniosku, że w mózgu ostatniego wspólnego przodka człowieka i tych małp już istniały ośrodki, które u człowieka doprowadziły do rozwoju mowy. U makaków prawdopodobnie odgrywa on taką samą, pierwotną rolę, którą odgrywał u wspólnego przodka. Co więcej, wcześniejsze badania tego samego zespołu uczonych wykazały, że odgłosy innych rezusów aktywują regiony mózgu odpowiedzialne za przetwarzanie informacji wizualnych i emocjonalnych. Może to sugerować, że obszary mózgu, wyspecjalizowane jedynie w odbieraniu informacji językowych, wyewoluowały z większych regionów, które reagowały na wszelkie sygnały związane z życiem danej grupy. Ich rozwój, u człowieka i naczelnych nie będących człowiekowatymi, mógł do pewnego momentu przebiegać identycznie.