Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Ciemne jądra chronią przed mutacjami plemników

Recommended Posts

Ciemne jądra chronią ptaki przed mutacjami plemników (Journal of Evolutionary Biology).

Zespół Ismaela Galvána z Université Paris-Sud 11 badał melaninę, której ludzka skóra zawdzięcza swoją barwę. Okazało się, że można ją znaleźć nie tylko tutaj, ale również w jądrach wielu gatunków kręgowców. Melanina występuje głównie w powłoce wspólnej zwierząt (układzie narządów osłonowych pokrywających całe ciało kręgowców; są to skóra oraz jej przydatki, np. gruczoły czy włosy), ale pojawia się też w kilku tkankach pozaskórnych. Francuzi podejrzewali, że skoro pigment jest przeciwutleniaczem, sprawdziłby się jako substancja chroniąca spermę/płciowe komórki macierzyste przed stresem oksydacyjnym i uszkodzeniami DNA.

Naukowcy badali 134 gatunki ptaków. Przyglądali się wskaźnikowi mutacji, a konkretnie substytucji, czyli zamiany jednej pary zasad na inną w cytochromie b mitochondriów, które natura wyposażyła we własne DNA (mtDNA) i które odpowiadają za procesy oddchania na poziomie komórkowym (w łańcuchu oddechowym energia jest pozyskiwana podczas etapowego przenoszenia elektronów na końcowy akceptor tlen). Plemniki potrzebują dużych ilości tlenu, dlatego mutacje w mitochondriach stanowią realne zagrożenie dla ich żywotności i reprodukcji.

Okazało się, że u 42 gatunków ptaków z ciemniejszymi jądrami, np. u sów czy drozdowatych, wskaźnik mutacji mitochondrialnych był niższy. Melanina najczęściej uwidaczniała się w jądrach w okresie godowym. Poza tym nie zauważono związku między zakresem zaciemnienia upierzenia a zaciemnieniem jąder.

Wyniki są tym bardziej interesujące, że melanina występuje u wszystkich organizmów: od bakterii po ssaki. Gdyby melanina rzeczywiście chroniła DNA mitochondriów przed szkodliwym działaniem reaktywnych form tlenu, powstaje uzasadnione pytanie, czemu nie u wszystkich zwierząt rozwinęło się ciemne zabarwienie jąder. Francuzi dywagują, że powodem może być koszt wytworzenia pigmentu. "Co sugeruje, że zwierzęta, które zaciemniają swoje jądra, postępują tak, ponieważ potrzebują tego ze względu na [historycznie] wysoki wskaźnik mutacji [w mitochondrialnym genomie].

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ciągu ostatnich 50 lat liczba ptaków w USA i Kanadzie zmniejszyła się o 3 miliardy. Jesteśmy zaszokowani uzyskanymi wynikami. Straciliśmy miliardy ptaków, mówi główny autor badań, Ken Rosenberg z Cornell University. Z artykułu, opublikowanego niedawno w Science, dowiadujemy się, że od roku 1970 liczba ptaków w USA i Kanadzie spadła o 29%.
      Rosenberg stał na czele zespołu naukowego składającego się ze specjalistów z siedmiu instytucji badawczych z obu krajów. Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące 529 gatunków ptaków. Analizie poddano zarówno długoterminowe dane obserwacyjne, jak i dane satelitarne. Rozenberg mówi, że uzyskane wyniki wskazują nie tylko na to, że problem dotyczy tylko ptaków. To silny sygnał, że środowisko zmienione przez człowieka nie jest w stanie podtrzymać istnienia ptaków. A to wskaźnik nadchodzącego załamania całego ekosystemu.
      Liczba amerykańskich i kanadyjskich dojrzałych płciowo ptaków zmniejszyła się o 2,9 miliarda. Do spadków doszło w każdym rodzaju ekosystemów. Populacja ptaków leśnych zmniejszyła się o 1 miliard. Ptaków łąkowych zaś jest o 50%, czyli o 700 milionów, mniej. Zdaniem naukowców, główną przyczyną jest prawdopodobnie utrata habitatów.
      Największych spadków doświadczyły najbardziej rozpowszechnione gatunki. Aż 90% strat w liczebności dotyczy zaledwie 12 rodzin, w tym wróbli, zięb, kacykowatych czy lasówek. Populacja ulubionego przez stawiających karmniki Amerykanów junko zwyczajnego zmniejszyła się o 160 milionów, a pasówki białogardłej o 90 milionów. Oba gatunki wojaków (obrożny i żółtogardły) są obecnie mniej liczne o 130 milionów osobników. Liczba epoletników krasnoskrzydłych zmniejszyła się zaś o 92 miliony.
      !RCOL

      Powszechnie występujące ptaki przestają być powszechne, mówi Peter Marra, były dyrektor w Smithsonian Migratory Bird Center. Gdy spojrzymy na co szerzej, weźmiemy pod uwagę spadki populacji innych zwierząt, od owadów po płazy, widzimy, że możemy mieć do czynienia z załamaniem całego ekosystemu. A to sprowadzi kłopoty na wszystkich. To pokazuje nam, że środowisko, w którym żyjemy, nie jest zdrowe. Ani dla ptaków, ani prawdopodobnie dla ludzi.
      W ramach analiz pod uwagę wzięto duże bazy danych, takie jak USGS Breeding Bird Survey, która jest prowadzona od 1966 roku, czy coroczny Christmas Bird Count, jakie Audubon Society prowadzi od ponad 100 lat.
      W końcu opracowaliśmy wiarygodną metodą oceny liczby ptaków w Ameryce Północnej. Możemy ufać tym obliczeniom. I okazało się, że w czasie krótszym niż jedno ludzkie życie straciliśmy niemal 1/3 ptaków. Jako specjaliści widzimy, że coś się dzieje. Jednak nawet specjalista nie jest w stanie w pełni ocenić zachodzących procesów, mówi biostatystyk Adam Smith z Environment and Climate Change Canada.
      Naukowcy przyjrzeli się też archiwalnym danym z ponad 140 radaów pogodowych NEXRAD rozsianych po terenie całych Stanów Zjednoczonych. Na tej podstawie Adriaan Dokter z Cornell Lab of Ornithology szacował masę ptaków przemieszczających się nad USA w czasie migracji i stwierdził, że spadki w liczebności są nawet widoczne na radarach. "Od roku 2007 biomasa przemieszczających się ptaków zmniejszyła się o około 14%. Tempo spadku widoczne na radarach jest podobne do modeli liczebności ptaków. Dokter zauważył, że największe spadki mają miejsce we wschodniej połowie USA.
      Jest też kilka dobrych wiadomości. Liczebność drapieżników, takich jak orły czy jastrzębie, zwiększyła się 3-krotnie od 1970 roku. Zawdzięczamy to zakazowi stosowania DDT i zakazowi polowań na ptaki drapieżne.
      O 50% zwiększyła się liczebność ptaków wodnych. To z kolei zasługa licznych programów, takich jak North American Waterflow Management, w ramach których zainwestowano miliardy dolarów w ochronę terenów podmokłych, a na szczeblu federalnym prowadzona jest polityka „no-net-loss”.
      Rosenberg uważa, że dobrze sprawdzające się programy ochrony terenów podmokłych i cieków wodnych mogą stać się wzorem dla ochrony terenów trawiastych i tamtejszych gatunków ptaków. Jednak działania muszą być podjęte już teraz. Sądzę, że obecnie wszystkie te spadki da się jeszcze odwrócić. Jednak za 10 lat może się okazać, że jest to nieodwracalne, mówi uczony.
      Laboratorium Ornitologiczne Cornell University (Cornel Lab of Ornithology) ma 7 prostych porad, w jaki sposób każdy może pomóc ptakom. Wystarczy uczynić okna bezpieczniejszymi, tak, by ptaki się o nie nie zabijały. Właściciele kotów powinni trzymać je w domach, a nie wypuszczać na zewnątrz. Zamiast krótko przyciętego trawnika przed domem warto pomyśleć o posadzeniu roślin, które lubią ptaki. Należy też unikać pestycydów, a zatem w sklepie wybierać żywność, która została wyprodukowana bez ich użycia. Jeśli pijemy kawę, warto kupować tę oznaczoną jako "Przyjazna ptakom". Certyfikat "Bird friendly" przyznaje Smithsonian Migratory Bird Center, a otrzymać go mogą te kawy, które są m.in. produkowane tak, by pozostawić pokrywę leśną dla ptaków. Jeśli chcemy pomóc ptakom, i nie tylko im, powinniśmy używać jak najmniej plastików. W końcu ostatnia porada, ale i prośba, obserwujmy ptaki, notujmy i dzielmy się takimi danymi.



      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy odwrócili u myszy 2 flagowe oznaki starzenia: zmarszczki i wypadanie włosów.
      Akademicy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Alabamy w Birmingham podkreślają, że za zauważalne już po paru tygodniach pomarszczenie skóry oraz intensywne wypadanie włosów odpowiada mutacja dominująca negatywna POLG1 (D1135A-POLG1), która prowadzi m.in. do dysfunkcji mitochondriów. Gdy jednak wyłączy się ekspresję tego zmutowanego transgenu, u myszy ponownie pojawiają się gładka skóra i gęste futro i nie da się ich odróżnić od zdrowych osobników w tym samym wieku.
      Zespół podkreśla, że chodzi o mutację w genie jądrowym, która wpływa na działanie centrów energetycznych komórki - mitochondriów. U ludzi podczas starzenia widać spadek funkcji mitochondriów, a dysfunkcja tych organelli może napędzać choroby związane z wiekiem. Ubytek DNA w mitochondriach (mtDNA) ma też wpływ na ludzkie choroby mitochondrialne, sercowo-naczyniowe, cukrzycę czy nowotwory.
      Mutację wywołuje się u 8-tygodniowych myszy, zaczynając dodawać do pokarmu i/lub wody antybiotyk doksycyklinę. Ponieważ enzym (polimeraza) potrzebny do replikacji DNA staje się nieaktywny, następuje ubytek mtDNA.
      W ciągu miesiąca myszy siwieją, mają przerzedzone włosy i spowolnienie ruchowe. Pomarszczona skóra staje się widoczna po 4-8 tygodniach od wywołania mutacji, przy czym samice mają silniej zaznaczone zmarszczki niż samce.
      By wykazać, że za zmiany w skórze myszy odpowiada dysfunkcja mitochondriów, po 2 miesiącach myszom przestawano podawać doksycyklinę. Po miesiącu gryzonie zaczynały wyglądać podobnie do kontrolnych zwierząt typu dzikiego.
      Zniknęły akantoza, nieprawidłowości gruczołów łojowych, a także defekty w rozwoju mieszków i tworzeniu łodyg włosów. Wzrosła liczba mieszków w fazie anagenu, a spadła liczba mieszków w fazie telogenu.
      Po wywołaniu mutacji zaobserwowano niewielkie zmiany w innych narządach, co sugeruje, że w porównaniu do innych tkanek, mitochondria odgrywają w skórze "ważniejszą" rolę.
      Autorzy publikacji z pisma Cell Death & Disease opowiadają, że w skórze myszy z wywołaną mutacją występowała podwyższona liczba komórek, widoczne też były pogrubienie zewnętrznej warstwy i anormalne mieszki włosowe oraz nasilony stan zapalny. Łącznie przypominało to ludzkie starzenie środowiskowe (ang. extrinsic aging). Oprócz tego u zwierząt ze zmniejszoną ilością mtDNA występowały zmiany ekspresji 4 markerów związanych ze starzeniem fizjologicznym (ang. intrinsic aging).
      W skórze gryzoni wystawionych na działanie doksycykliny obserwowano też nierównowagę metaloproteinaz macierzy pozakomórkowej i ich tkankowo specyficznego inhibitora (równowaga jest konieczna do zachowania włókien kolagenowych).
      W przypadku mitochondriów stwierdzono spadek ilości mtDNA, zmienioną ekspresję genów, a także niestabilność superkompleksów mitochondrialnego systemu fosforylacji oksydacyjnej.
      Wyeliminowanie mutacji D1135A-POLG1 odtwarzało funkcję mitochondriów i usuwało zmiany skórno-włosowe. Wg dr. Keshava Singha, pokazuje to, że mitochondria są odwracalnymi regulatorami starzenia skóry i utraty włosów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Nowym Jorku odkryto nowy gatunek żab łąkowych (ang. meadow/leopard frogs) o dziwnym zawołaniu. Cóż, najciemniej jest w końcu pod latarnią, a tych w Wielkim Jabłku nie brakuje...
      Przez lata naukowcy mylili nowo opisaną żabę z bardziej rozpowszechnionym gatunkiem. Podczas gdy regularnie odkrywa się nowe gatunki w lasach deszczowych, natrafienie na jakiś w bajorkach i terenach podmokłych Staten Island, części Nowego Jorku położonej na stałym lądzie i North Jersey jest sporym zaskoczeniem. Zgadzają się co do tego wszyscy autorzy artykułu opublikowanego na łamach Molecular Phylogenetics and Evolution, na co dzień pracownicy Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, Davis, Rutgers University i University of Alabama.
      To pokazuje, że nawet w największych miastach USA nadal istnieją ważne gatunki czekające na odkrycie, które mogą zniknąć bez ochrony - zaznacza prof. Brad Shaffer z UCLA.
      Naukowcy sądzą, że kiedyś żaba mieszkała na Manhattanie. Teraz środek jej obszaru występowania stanowi Yankee Stadium w Bronksie. Gdy inni naukowcy usłyszeli od Jeremy'ego Feinberga z Rutgers University o żabach wydających dziwne dźwięki, początkowo sądzili, że to nietypowo zachowujące się Lithobates sphenocephalus (in. Rana sphenocephala) czy Rana pipiens albo jakaś hybryda tych gatunków. Szybko jednak zaczęły spływać dane, które świadczyły o czymś zupełnie innym - to nie wybryki znanych, ale całkiem nowa żaba. Będący herpetologiem Feinberg opisał dźwięki wydawane przez nowojorską żabę jako powtarzalne kumkanie, podczas gdy inne żaby łąkowe wydają raczej przeciągłe chrapnięcia lub "chichoczą". "To przykład gatunku kryptycznego [bliźniaczego], który ukrywa się w cieniu drugiego, gdyż podobieństwo sprawia, że nie da się ich rozróżnić wzrokowo [na podstawie morfologii]. Dzięki genetyce molekularnej ludzie wyłapują coraz to nowe gatunki, które inaczej zostałyby zignorowane".
      Amerykanie porównali mitochondrialne DNA badanej żaby i wszystkich innych żab łąkowych z regionu. Po testach mtDNA przyszedł czas na analizę DNA jądrowego (nDNA). W ten sposób stwierdzono, że to zupełnie nowy gatunek, który wkrótce zostanie nazwany. Trzeba przyznać, że praca dyplomowa, którą na tej podstawie przygotowała główna autorka studium Cathy Newman, musi być imponująca.
      Znaleziono rozproszone populacje w North Jersey, południowo-wschodnim rejonie lądowego Nowego Jorku i na Staten Island. Dowody wskazują, że kiedyś żaba była powszechna na Long Island i pobliskich rejonach, ale wyginęła tam w ostatnich dekadach.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Znaleziono dowody bezpośrednio łączące hormon melatoninę z cukrzycą typu 2. Jak donoszą naukowcy z Imperial College London (ICL), osoby, u których występują rzadkie mutacje w receptorze melatoniny, są w większym stopniu zagrożone cukrzycą typu 2.
      O tym, że zegar biologiczny i melatonina mogą mieć coś wspólnego z cukrzycą, świadczą też pośrednio wyniki wcześniejszych badań. Wykazano m.in., że ludzie, którzy pracują na nocne zmiany, znajdują się w grupie podwyższonego ryzyka cukrzycy typu 2. Poza tym gdy u ochotników przez 3 dni z rzędu zaburzano sen, zaczynali przejściowo wykazywać objawy cukrzycy.
      W ramach najnowszego studium akademicy z ICL odkryli, że u osób z 4 rzadkimi mutacjami w genie receptora melatoniny MT-2 ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 2. rośnie aż 6-krotnie. Ponieważ wydzielanie insuliny jest regulowane przez melatoninę, autorzy raportu opublikowanego w Nature Genetics uważają, że mutacje zaburzają związek między zegarem biologiczny a wyrzutem insuliny. Skutkiem tego są problemy z kontrolą poziomu glukozy we krwi.
      Odkryliśmy bardzo rzadkie warianty genów MT-2, które wywierają o wiele silniejszy wpływ niż znalezione wcześniej powszechniejsze wersje - wyjaśnia prof. Philippe Froguel.
      Na początku naukowcy z ICL oraz ich współpracownicy z Wielkiej Brytanii i Francji przyglądali się genowi MT-2 u 7.632 osób. Poszukiwali niezwykłych wariantów, które zwiększałyby ryzyko cukrzycy typu 2. W sumie odkryli 40 wariantów, w tym 4 bardzo rzadkie, ale kompletnie pozbawiające receptory zdolności reagowania na melatoninę. Następnie związek między mutacjami a cukrzycą potwierdzono na próbie kolejnych 11.854 badanych.
      Wpływ mutacji na działanie receptora MT-2 określano podczas eksperymentów na hodowlach ludzkich komórek.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      O ultradźwiękach w roli męskiego środka antykoncepcyjnego myślano już 40 lat temu. Naukowców, którzy ostatnio analizowali tamte badania, interesowało, jakie rezultaty można uzyskać za pomocą współczesnego sprzętu. Okazało się, że w czasie eksperymentów na szczurach liczebność plemników spadła do takiego stopnia, że u ludzi wiązałoby się to z niepłodnością (Reproductive Biology and Endocrinology).
      Pracami zespołu ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Karoliny Północnej kierował dr James Tsuruta. Zauważono, że zabieg polegający na wielokrotnym obwiedzeniu jąder głowicą USG - zastosowano ultradźwięki o częstotliwości 3 MHz - eliminuje większość gamet.
      Najlepsze rezultaty osiągano przy dwóch 15-minutowych sesjach, które wykonywano w odstępie 2 dni. Skórę pokrywano roztworem soli fizjologicznej, spełniającej rolę przewodnika ultradźwięków, a jądra rozgrzewano do temperatury 37 st. Celsjusza. Wskaźnik liczebności plemników spadał wtedy do zera (na tył najądrza przypadały 3 mln ruchliwych plemników).
      Tsuruta wyjaśnia, że Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) za oligospermię, czyli zbyt niską liczbę plemników w nasieniu, uznaje wartości niższe niż 15 mln plemników na mililitr. Choć taka metoda antykoncepcyjna byłaby niewątpliwie tania, w ramach przyszłych badań trzeba jeszcze określić, jak długo efekt potraktowania ultradźwiękami się utrzymuje i czy wielokrotne powtarzanie zabiegu jest bezpieczne.
×
×
  • Create New...