Znajdź zawartość

Wykorzystując wirusy, naukowcy z Chin wprowadzili do genomu embrionów rezusów ludzką kopię genu MCPH1, który odpowiada za rozwój mózgu. Ich badania nad ewolucją ludzkiej inteligencji wzbudziły wątpliwości natury etycznej. Pojawiły się też porównania do "Planety małp". O tym, że MCPH1 odpowiada za rozwój mózgu, wiedziano ze wcześniejszych badań, które pokazały, że dzieci urodzone bez niego mają małe mózgi. Z 11 urodzonych małpek do fazy testów dożyło tylko 5. Eksperyment przeprowadzili akademicy z Chińskiej Akademii Nauk oraz Instytutu Zoologicznego w Kunming. Współpracowali z nimi specjaliści z Uniwersytetu Karoliny Północnej. Wyniki studium opublikowano na łamach pisma National Science Review (NSR). Zespół ustalił, że tak jak u ludzi, mózgi transgenicznych małp rozwijają się dłużej. Ponadto zwierzęta te wypadają lepiej w testach pamięci krótkotrwałej i czasu reakcji. Co istotne, ich mózgi nie rosły większe niż w grupie kontrolnej. Badania wycinków itp. wskazywały na zmieniony wzorzec różnicowania neuronów, który skutkował opóźnionym dojrzewaniem komórek nerwowych i mielinizacją. Dalsze badania, m.in. transkryptomu na głównych etapach rozwoju, zademonstrowały silnie zaznaczone typowo ludzkie odroczenie ekspresji genów związanych z różnicowaniem neuronów i sygnalizacją synaptyczną. Małpy przeszły testy, które wymagały zapamiętania kolorów i kształtów z ekranu. Były też poddawane badaniu rezonansem magnetycznym (MRI). Część naukowców podniosła kwestię statusu małp, które miałyby być zmienione w sposób pozwalający myśleć o nich jak o ludziach. Inni, np. Larry Baum z Centrum Nauk Genomicznych Uniwersytetu Hongkońskiego, uważają, że porównania do "Planety małp" są przesadzone. Baum przypomina, że genomy rezusa i człowieka różnią się o kilka procent, a to miliony zasad. W eksperymencie zmieniono niewielką ich liczbę w zaledwie jednym z ok. 20.000 genów. Wg naukowca, uzyskane wyniki stanowią poparcie dla teorii, że wolniejsze dojrzewanie neuronów w mózgu mogło być czynnikiem podwyższającym inteligencję w toku ludzkiej ewolucji. Przypomnijmy, że w styczniu br. chińscy naukowcy ujawnili 5 makaków sklonowanych z jednego zwierzęcia, które zmodyfikowano genetycznie w taki sposób, by cierpiało na zaburzenie rytmu okołodobowego (przeprowadzono u niego rozbicie genu zegarowego BMAL1). U wszystkich małp rozwinęły się objawy problemów psychicznych związanych z zaburzeniami snu, w tym depresji czy lęku. « powrót do artykułu

Wcześniej zakładano, że mózgi ludzkie są po prostu większymi wersjami mózgów małpich i obszary homologiczne funkcjonalnie znajdują się w tych samych miejscach. Western z Clintem Eastwoodem pokazał naukowcom, że tak nie jest. Podczas eksperymentu Wim Vanduffel z Harvardzkiej Szkoły Medycznej i Uniwersytetu Katolickiego w Leuven wyświetlał 24 ludziom i 4 rezusom film z udziałem Eastwooda z 1966 r. pt. "Dobry, zły i brzydki". W tym czasie wszystkich uczestników badano za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) i mapowano, jakie części mózgu odpowiadają na te same bodźce. Okazało się, że większość obszarów rzeczywiście anatomicznie się pokrywała, ale niektóre z pełniących te same funkcje znajdowały się w zupełnie innych rejonach mózgu. Naukowcy uważają, że dzięki tym odkryciom będzie można budować trafniejsze modele ewolucji. Wg Vanduffla, modele ekspansji powierzchni korowej trzeba będzie zrewidować. Studium, którego wyniki opublikowano w piśmie Nature Methods, bazuje na spostrzeżeniach jednego z członków zespołu - Uri Hassona - sprzed 8 lat. Czterem osobom wyświetlano wtedy półgodzinny fragment "Dobrego, złego i brzydkiego". Zauważono, że western doprowadził do aktywacji wielu obszarów mózgu, zwłaszcza wzrokowych i słuchowych. Ponieważ wzorzec pobudzenia był u wszystkich uderzająco podobny, uznano, że filmy wiążą się z fenomenem myślenia zbiorowego. Później powstała nawet nowa dziedzina nauki o neurokinematografia. By sprawdzić, czy zjawisko występuje nie tylko u ludzi, w najnowszym badaniu posłużono się międzygatunkową korelacją aktywacji. Rezusy i ludzie oglądali ten sam fragment, co ochotnicy z 2004 r. Po 6-krotnym obejrzeniu trzydziestominutowego klipu porównywano wzorce aktywacji mózgu przedstawicieli danego gatunku. U wszystkich ludzi były one takie same (identyczne jak przed 8 laty). U małp reakcja także była jednorodna. Gdy jednak zestawiono ludzki i małpi wzorzec aktywacji, koncentrując się na 34 obszarach kory wzrokowej, natrafiono na parę różnic. Podobieństwa dotyczyły przede wszystkim rejonów związanych z początkowymi etapami przetwarzania wzrokowego. W przypadku obszarów korowych wyższego rzędu okazało się, że albo znajdują się gdzie indziej, albo ulegają pobudzeniu w zupełnie innym momencie, co wg naukowców, miałoby sugerować, że ludzki mózg nie jest po prostu powiększoną kopią małpiego mózgu. Oznacza to, że niektóre funkcje mogły zostać utracone lub przeniesione do istniejących/nowych ewolucyjnie obszarów. Choć wstępne wyniki wydają się interesujące, trzeba pamiętać o kilku ograniczeniach. Po pierwsze, próba była mała. Po drugie, oglądając film, ludzie rozumieją język, małpy nie. Podążamy za intrygą, przewidujemy, mamy skojarzenia i przeżywamy jakieś emocje. Poza tym jednoczesna aktywacja obszaru identycznego topograficznie nie oznacza jeszcze, że i funkcja jest ta sama.

Naukowcy stworzyli pierwsze na świecie małpy-chimery. Hex, Roku i Chimero są ponoć zdrowe i normalnie zbudowane, a ich ciała składają się z komórek pochodzących z 6 różnych genomów. Autorzy raportu z pisma Cell podkreślają, że udało im się poczynić olbrzymie postępy, ponieważ dotąd chimerami były głównie myszy. Shoukhrat Mitalipov z Oregon Health & Science University (OHSU) zebrał w jednym miejscu komórki pochodzące z kilku embrionów rezusów i zaimplantował je samicom. Kluczem do sukcesu było zmieszanie komórek na bardzo wczesnym etapie rozwoju (z 2-4-komórkowych blastocyst), bo są one totipotencjalne, tzn. mogą się różnicować w każdy typ komórkowy organizmu. Komórki nigdy się nie spajają, ale pozostają w pobliżu i współpracują, by utworzyć tkanki oraz narządy. Stwarza to niemal nieograniczone możliwości naukowe - podkreśla Mitalipov. Pierwsze próby amerykańskiego zespołu z wszczepianiem do embrionów małp hodowlanych zarodkowych komórek macierzystych, a więc zabieg wykorzystywany w przypadku myszy, zakończyły się niepowodzeniem. Uzyskiwano bowiem organizmy, w których występowały wyłącznie komórki zarodka macierzystego. Porażka nie zniechęciła biologów, dlatego zamiast korzystać z zamrożonych komórek, zdecydowali się na pobieranie ich ze środka masy embrionu i wstrzykiwanie bezpośrednio do drugiego zarodka. W rezultacie nie uzyskano pojedynczej chimery, ale bliźnięta. Kiedy Amerykanie wpadli wreszcie na trop skuteczniej metody, pobierali pojedyncze komórki blastocysty, a następnie mieszali komórki pochodzące od 3-6 dawców, uzyskując w ten sposób 29 nowych blastocyst. Wybrali 14 najsilniejszych i wszczepili je 5 surogatkom. U wszystkich implantacja się powiodła. U 3 samic ciążę zakończono przed terminem i badano płody-chimery, później w wyniku cesarskiego cięcia urodziły się bliźnięta Roku i Hex oraz "samotny" Chimero. Wszystkie matki odrzuciły dzieci. Naukowcy spekulują, że powodem był nienaturalny dla nich sposób urodzenia młodych. Na razie nie wiadomo, czy Roku, Xex i Chimero mogą mieć dzieci. Akademicy z OHSU sugerują, że embrionalne komórki macierzyste naczelnych, które są niekiedy w laboratorium od przeszło 20 lat, nie mają tych samych możliwości, co komórki pobrane z żywych embrionów. Musimy wrócić do podstaw i badać nie tylko hodowle embrionalnych komórek macierzystych, ale także komórki macierzyste w embrionach. Nie możemy modelować wszystkiego na myszach. Jeśli chcemy przejść z terapiami z komórek macierzystych z laboratoriów do klinik i od myszy do ludzi, musimy zrozumieć, co komórki naczelnych mogą, a czego nie.

Próby znalezienia skutecznego leku lub szczepionki na wirus HIV od dziesięcioleci spełzają na niczym. Być może sposób zwalczenia tej epidemii znajduje się w różnicach w odporności na HIV, jaką wykazują różne gatunki naczelnych. Powszechnie uważa się, że wirus HIV przeniósł się na człowieka z któregoś z gatunków małp i uległ mutacji. Ma to sens, ponieważ dla wielu gatunków małp AIDS nie jest chorobą śmiertelną, lub wykazują odporność na niektóre szczepy tego wirusa. Czemu człowiek nie wykazuje takiej odporności, jak nasi dalecy „kuzyni" i czy nie dałoby się z tej ich przewagi skorzystać? Organizm niewielkich małpek - rezusów, potrafi zniszczyć atakującego wirusa, co odkryto sześć lat temu. Dzieje się tak dzięki proteinie TRIM5a. Ta cząsteczka - „zabójca" najpierw przykleja się do wirusa HIV, który zostaje szybko oblepiony przez całą chmarę protein i ginie. To białko znajduje się również w organizmie człowieka, gdzie także służy do zwalczania wirusów. Ale HIV nie potrafi. Dlatego naukowców tak bardzo interesuje, czym się różni TRIM5a rezusa od ludzkiego. TRIM5a składa się z ponad pięciuset aminokwasowych jednostek. Zidentyfikowane mutacji - różnic, jakie powodują, że nasz organizm „przepuszcza" HIV nie jest więc łatwą sprawą. Naukowcy z Loyola University użyli do tego celu szerokopolowego mikroskopu dekonwolucyjnego (odmiana mikroskopu fluorescencyjnego), przyczepiając fluorescencyjne białka do TRIM5a i różnych odmian wirusa. Dzięki temu udało im się zidentyfikować kluczowe elementy TRIM5a, które pozwalają mu skutecznie atakować HIV w organizmach rezusów - jest to sześć pojedynczych aminokwasów, mieszczących się w poprzednio niezbadanym regionie proteiny. W laboratoryjnych hodowlach tkankowych (do eksperymentów nie użyto małp). Po zmianach dokonanych w tych aminokwasów, cząsteczki TRIM5a umieszczone w komórkach traciły zdolność do blokowania infekcji wirusem HIV-1 (jedną z odmian wirusa, spokrewnioną z wirusem przenoszonym przez szympansy i goryle). Uczeni z Loyola University mają nadzieję, że dobrze poznawszy funkcje i działanie poszczególnych aminokwasów, będzie można dzięki inżynierii genetycznej zmusić ludzkie białko TRIM5a do skutecznego atakowania wirusa HIV. Niewykluczone też, że uda się stworzyć syntetyczny lek, naśladujący działanie kluczowych aminokwasów białka - zabójcy HIV.

W czasie pierwszego miesiąca życia młodych samice rezusów (Macaca mulatta) zachowują się bardzo podobnie do ludzkich matek: wyolbrzymiają swoje gesty, podtrzymują wzajemne spojrzenie oraz "całują" niemowlęta. Jak zauważa Pier Francesco Ferrari z Università degli Studi di Parma, przedtem sądzono, że tego typu wzajemna komunikacja jest charakterystyczna dla ludzi i dzielą ją z nami, choć tylko częściowo, jedynie szympansy. Okazuje się jednak, że to nieprawda. Przez pierwsze dwa miesiące życia Włosi obserwowali kontakty w 14 parach niemowlę-matka. Zauważyli, że młode i samica spędzali więcej czasu na wpatrywaniu się w siebie wzajemnie niż w inne rezusy. Matki wykonywały też charakterystyczne cmoknięcia ustami (odpowiednik naszych całusów), które niemowlęta starały się naśladować. Samice trzymały swoje dzieci i aktywnie szukały ich spojrzenia. Niekiedy chwytały głowę młodego i delikatnie obracały ją w kierunku swojej twarzy. Gdy matki były fizycznie oddzielone od młodych, starały się jak najbardziej przybliżyć do nich twarz. Zachowanie to całkowicie zanikało, gdy małpiątka kończyły miesiąc. To dość zagadkowe, ale musimy wziąć pod uwagę, że rozwój rezusów jest dużo szybszy od ludzkiego. Większość umiejętności 2-tygodniowego rezusa można porównać do zdolności 8-12-miesięcznego dziecka ludzkiego. Z tego powodu niezależność od matki pojawia się bardzo wcześnie. Potem młode stają się w większym stopniu zainteresowane kontaktami z rówieśnikami. Ferrari podkreśla, że dzięki badaniom jego zespołu można stwierdzić, że emocjonalna komunikacja między młodym a matką nie jest unikatowa dla naszego gatunku, a korzenie ewolucyjne takiego zachowania sięgają, jak widać, dość głęboko.

Podobnie jak ludzie małpy, a na pewno rezusy, ulegają tzw. złudzeniu Thatcher, tj. nie potrafią wykryć zmian w twarzach odwróconych do góry nogami. Efekt skojarzono z byłą premier Wielkiej Brytanii, ponieważ po raz pierwszy wykazano jego istnienie, wykorzystując właśnie jej zdjęcia (Current Biology). Zespół profesora Roberta Hamptona z Emory University w Atlancie uważa, że dzięki opisywanemu eksperymentowi uzyskano dowód, że zdolność rozpoznawania znajomych twarzy wyewoluowała u wspólnego przodka ludzi i rezusów. Małpom pokazywano zdjęcia pyszczków innych małp do momentu, aż przestawały zwracać na nie uwagę. Potem pokazywano im zmodyfikowane fizjonomie [z odwróconymi oczami i ustami]. Były ustawione "normalnie" lub do góry nogami. Przy pierwszym scenariuszu małpy wpatrywały się w wizerunek, co sugerowało, że odnotowały zmiany. Przy demonstrowaniu do góry nogami nie zachowywały się w ten sposób. Uznawały po prostu, że mają do czynienia z kolejną nudną ekspozycję tego samego zdjęcia. Jak wyjaśnia Hampton, małpy i ludzie są uwrażliwieni na relacje przestrzenne między elementami prawidłowo usytuowanych w przestrzeni twarzy. Dzięki temu dostrzegają drobne nawet różnice. Dla przedstawicieli naszego gatunku ustawione w pionie fizjonomie z odwróconymi ustami i oczami wyglądają przerażająco. W przyszłości Amerykanie chcą sprawdzić, czy małpy reagują podobnie. W tym celu zbadają m.in. zmiany wielkości źrenic.

Czy naprawdę dziewczynki lubią lalki, a chłopcy bawią się głównie samochodami? Wydawałoby się, że to stereotypy związane z płcią, lecz w czasie badań z udziałem rezusów okazało się, że samce tych naczelnych również preferują chłopięce zabawki. Wg Kima Wallena, psychologa z Centrum Badań nad Naczelnymi Yerkes w Atlancie, oznacza to, że wszystkie samce mają predyspozycje biologiczne do bawienia się sprzętami określonego rodzaju (Hormones and Behavior). W eksperymentach Amerykanów wzięło udział 11 samców i 23 samice. Samce wolały się bawić zabawkami z kołami, np. wywrotkami, niż pluszowymi, podczas gdy samice bawiły się i tymi, i tymi. Wallen podkreśla, że czynniki społeczne także, oczywiście, wpływają na dziecięce preferencje, ale zazwyczaj chłopcy są bardziej wybredni, jeśli chodzi o zabawki. Wiadomo też, że chłopiec, który woli się bawić z dziewczynkami lub ma swoją baterię lalek zamiast żołnierzyków, naraża się na kpiny ze strony rówieśników. Do badań wybrano trzymane w niewoli rezusy, ponieważ prymatolodzy przypuszczali, że w ich przypadku naciski kulturowe nie będą miały aż takiego znaczenia, a ujawnią się ewentualne uwarunkowania biologiczne. Wiek zwierząt był bardzo różny. Najliczniejszą część grupy stanowiły osobniki 1-4-letnie, ale uwzględniono też młodzież i dorosłych. Małpom dano do dyspozycji dwa rodzaje zabawek: 1) z kołami (samochody i inne pojazdy) oraz 2) pluszowe, np. lalki i maskotki Kubusia Puchatka. Dwie zabawki, po jednej z każdego rodzaju, umieszczano w odległości 10 metrów od małp. Na początku zwierzęta tworzyły dookoła nich krąg, ale w końcu jedno zbierało się na odwagę i porywało wybrany obiekt. Potem inne osobniki dołączały się do gry. Naukowcy nagrywali przebieg wydarzeń, a następnie oceniali, ile czasu każda małpa bawiła się każdym z typów zabawek. Naukowcy podkreślają, że do uzyskanych wyników trzeba podchodzić z pewną rezerwą. Może małpom wcale nie chodziło o męskość samochodów lub o kobiecość pluszaków, ale o inne cechy zabawek, np. kolor czy rozmiary. Wallen nie wyklucza też, że samce mogą po prostu szukać zabawek, którymi można więcej manipulować i wykazywać większą aktywność fizyczną w kontakcie z nimi. Opisane wyniki są jednak zgodne z rezultatami wcześniejszych eksperymentów z werwetami. Tam samce także wybierały zabawki uznawane powszechnie za męskie.

Naukowcom z Wietnamskiego Instytutu Biotechnologii udało się sklonować niewielkie świnki i małpki. Z pomocą zagranicznych kolegów badacze sklonowali nieduże dzikie świnie oraz makaki i rezusy — napisała Wietnamska Agencja Informacyjna (Vietnam News Agency). Niestety, większość sklonowanych zwierząt nie żyła dłużej niż 60 dni. Wietnamski Instytut Biotechnologii jest częścią Wietnamskiego Instytutu Naukowego i Technologicznego w Hanoi. O przełomowym dokonaniu jego pracowników poinformowano na zorganizowanej w tym tygodniu konferencji. Zespół potwierdza doniesienia prasowe, ale nie udziela na ten temat dalszych informacji. Wietnamskie prawo zabrania klonowania ludzi, zezwala natomiast na klonowanie zwierząt. Zwolennicy tej kontrowersyjnej metody uważają, że może ona pomóc w znalezieniu lekarstwa na wiele trapiących ludzkość chorób.

U małp, które znęcają się nad swoimi młodymi, można zaobserwować charakterystyczne zmiany w mózgu, które powodują zwiększenie prawdopodobieństwa maltretowania własnych dzieci. Badacze twierdzą, że pozwala to wyjaśnić, dlaczego przemoc w stosunku do dzieci pojawia się w pewnych rodzinach w kolejnych pokoleniach. Dario Maestripieri z University of Chicago zauważył, że młode rezusy, które w pierwszych miesiącach życia zostały odrzucone przez matkę i przeżyły łagodną postać znęcania się, wytwarzają później mniej serotoniny. Niższe stężenie tego neuroprzekaźnika (zarówno u małp, jak i u ludzi) wiąże się z lękiem i depresyjnością oraz impulsywną agresją. Grupa naukowców przyglądała się nowo narodzonym rezusom, odrzuconym i maltretowanym przez biologiczne matki, a także ośmiu innym młodym, które zabrano od matek i umieszczono razem z agresywnymi samicami. Analiza płynu mózgowego wykazała, że osobniki wychowywane przez agresywne biologiczne lub przybrane matki miały o 10-20% mniej serotoniny od rówieśników wzrastających w niepatologicznych warunkach. Dario Maestripieri uważa, że potwierdza to teorię, iż to raczej spadek stężenia serotoniny, a nie genetyczne predyspozycje powoduje złe traktowanie dzieci. Naukowcy obserwowali, jak samiczki, nad którymi znęcano się w dzieciństwie, będą traktować własne młode. Okazało się, że ok. ½ z nich traktowała je w ten sam sposób. Małpy uciekające się do przemocy miały najniższy poziom serotoniny. Wyniki badania sugerują, że dobrze by było przepisywać maltretowanym dzieciom leki antydepresyjne zwiększające stężenie serotoniny. Jest to jednak kontrowersyjne posunięcie, odkąd wiadomo (wykazało to inne studium), że medykamenty te mogą zwiększać ryzyko wystąpienia myśli samobójczych. Naukowcy podkreślają ponadto, że nie wymazują one z pamięci różnych i wpływających długoterminowo na psychikę skutków przemocy. Sama chemia nie zlikwiduje ani nie rozwiąże problemu — tłumaczy Karen Costa, dyrektor kliniczny Child Abuse Prevention Association in Independence. Wyjaśnia również, że ofiary powinny brać udział w terapii, a przemocy można zapobiec, ucząc matki i ojców rozmaitych umiejętności rodzicielskich. Maestripieri przyznaje, że same niedobory serotoniny nie pozwalają całkowicie wytłumaczyć przemocy wobec własnych dzieci, gdyż jest to złożone zachowanie. Biologia nie może być w żadnym wypadku wymówką. Wiadomo też, że dostarczenie komuś serotoniny nie spowoduje natychmiastowego zaniechania niepożądanych zachowań.