Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Czy istnieją sekwencje zabronione w genomie, tak niebezpieczne, że zagrażałyby życiu? Pewna grupa badaczy sądzi, że tak. Podczas gdy większość projektów sekwencjonowania skupia się na poszukiwaniu genów zachowywanych przez ewolucję tak w ramach jednego, jak i pomiędzy gatunkami, celem tego zespołu jest wytropienie zabójczych sekwencji DNA i łańcuchów aminokwasów.

To jak poszukiwanie igły, której tak naprawdę nie ma stogu siana — twierdzi Greg Hampikian, profesor genetyki na Boise State University w Idaho. Muszą istnieć sekwencje kodujące białka "niebiokompatybilne", np. przez to, że wiążą się z pewnymi ważnymi elementami komórek. Dlatego zostały wyeliminowane z obiegu. Może być też tak, że są letalne dla jednych gatunków, a dla innych nie. Takich właśnie sekwencji szukamy.

Aby tego dokonać, Hampikian i jego kolega Tim Anderson napisali specjalny program. Wylicza on wszystkie możliwe sekwencje nukleotydów (do pewnej z góry oznaczonej liczby elementów) i skanuje genetyczną bazę danych NIH w poszukiwaniu najmniejszej niewystępującej tam sekwencji. Takie, które nie pojawiają się w genomie jednego gatunku, ale są odnajdywane w "przepisie genetycznym" drugiego, nazwano "nullomerami", a nieobecne u żadnego gatunku starterami zdegenerowanymi.

Zespół rozmyślnie poszukuje najkrótszych niewystępujących sekwencji, żeby zminimalizować szanse, że nie ma ich po prostu przez przypadek. Jak do tej pory wyodrębnił osiemdziesiąt sześć 11-nukleotydowych "zestawów", których nigdy nie odnaleziono u człowieka. Zidentyfikowali także ponad 60 tys. piętnastonukleotydowych sekwencji oraz 746 łańcuchów pięciu aminokwasów, których ze świecą szukać u jakiegokolwiek gatunku. Reprezentują one największy możliwy zestaw śmiertelnych sekwencji — komentuje Hampikian, który podejrzewa, że liczba ta będzie się zmniejszać równolegle z rozbudowywaniem genetycznej bazy danych.

Hampikian chce sprawdzić, czy śmiertelne sekwencje mają jakiekolwiek znaczenie dla żywych komórek. Dlatego chce przetestować na komórkach ludzkich i bakteryjnych 20 takich peptydostarterów (czy spowodują one śmierć lub sprowokują układ odpornościowy do działania itp.). Spośród innych możliwości warto wymienić chociażby skonstruowanie "samobójczego genu". Dołączano by go np. do organizmów modyfikowanych genetycznie i aktywowano, aby zniszczyć je, gdy staną się niebezpieczne.

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
      Od czasu rozkodowania genomu wiemy o mutacjach zachodzących w DNA. Od 1/3 do 1/4 mutacji w sekwencjach kodujących białka to tzw. mutacje synonimiczne. Dochodzi w nich do takiej zmiany pojedynczego nukleotydu w genie, która nie powoduje zmiany aminokwasu w kodowanym białku. Przez lata uważano, że mutacje takie są neutralne. Jednak naukowcy z University of Michigan odkryli właśnie, że większość mutacji synonimicznych to mutacje bardzo szkodliwe.
      Odkrycie, że większość mutacji synonimicznych nie jest neutralnych, może mieć znaczące skutki dla badań nad mechanizmami różnych chorób, badań genetycznych i biologii ewolucyjnej.Tym bardziej, jeśli spostrzeżenia naukowców z Michigan potwierdzą się w przypadku innych genów i organizmów.
      Wiele badań biologicznych opiera się na założeniu, że mutacje synonimiczne są neutralne, więc obalenie tego poglądu niesie ze sobą szeroko zakrojone konsekwencje. Na przykład mutacje synonimiczne nie są brane pod uwagę podczas badań mutacji powodujących choroby, a jak się okazuje, mogą być powszechnie występującym i niedocenianym mechanizmem chorobotwórczym, mówi jeden z autorów badań, Jianzhi Zhang.
      Zhang i jego koledzy wiedzieli, że od dekady pojawiają się pojedyncze dowody wskazujące, że mutacje synonimiczne mogą nie być neutralne. Uczeni postanowili więc sprawdzić, czy to wyjątki od reguły, czy raczej reguła. Naukowcy za cel badań wybrali drożdże z gatunku Saccharomyces cerevisiae. Ich szczepy są szeroko stosowane jako drożdże piekarnicze, piwowarskie czy winiarskie. Wybór padł właśnie na nie, gdyż jedna generacja tych drożdży żyje około 80 minut, a organizmy te są małe, co pozwala na łatwą, precyzyjną i wygodną obserwację wpływu na drożdże dużej liczby mutacji synonimicznych. Za pomocą techniki CRISPR/Ca9 stworzyli ponad 8000 zmutowanych szczepów drożdży. Każdy z tych szczepów posiadał mutacje synonimiczne, niesynonimiczne oraz nonsensowne w jednym z 21 interesujących naukowców fragmentów.
      Następnie naukowcy oceniali stan poszczególnych szczepów, biorąc pod uwagę tempo ich namnażania się w porównaniu ze szczepami kontrolnymi, do których nie wprowadzono mutacji. W ten sposób, badając tempo reprodukcji, naukowcy mogli stwierdzić, czy mutacje są korzystne, szkodliwe czy neutralne.
      Ku ich zdumieniu okazało się, że aż 75,9% mutacji synonimicznych jest wyraźnie szkodliwych, a 1,3% –wyraźnie korzystnych. Anegdotyczne dowody na to, że mutacje synonimiczne nie są neutralne okazały się wierzchołkiem góry lodowej, mówi główny autor badań, Xukang Shen. Zbadaliśmy też mechanizm, za pomocą którego mutacje synonimiczne wpływały na zdrowie drożdży i stwierdziliśmy, że jednym z powodów jest fakt, iż mutacje synonimiczne i niesynonimiczne wpływają na poziom ekspresji genów, dodaje uczony.
      Naukowcy byli zaskoczeni faktem, że olbrzymia większość mutacji synonimicznych nie jest neutralna. Takie wyniki wskazują bowiem, że dla pojawienia się chorób mutacje synonimiczne są niemal równie ważne co mutacje niesynonimiczne.
      Więcej na ten temat można przeczytać na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Ohio State University uważają, że na odkrycie czekają setki nieznanych gatunków ssaków. Co więcej, to gatunki, z których większość naukowcy widzieli. W większości są to małe zwierzęta, nietoperze, ryjówkowate czy kretowate. To głównie zwierzęta, które znamy, ale w których dotychczas nauka nie rozpoznała osobnych gatunków.
      Niewielkie subtelne różnice trudniej zauważyć w przypadku małych zwierząt, które ważą 10 gramów, niż zwierząt wielkości człowieka, mówi współautor najnowszych badań, profesor ekologii, ewolucji i biologii Bryan Carstens. Nie da się stwierdzić, że to osobne gatunki, póki nie przeprowadzi się analiz genetycznych, dodaje.
      Zespół z Ohio, na którego czele stoi Danielle Parsons, wykorzystał superkomputer i techniki maszynowego uczenia się do przeanalizowania publicznie dostępnych danych genetycznych 4310 gatunków ssaków, informacji na temat miejsca ich występowania, ich środowiska i innych danych odnoszących się do gatunków. Dzięki temu mogli zidentyfikować taksony ssaków, w których występują nieznane jeszcze gatunki. Na postawie naszej analizy możemy stwierdzić, że – ostrożnie szacując – istnieją setki gatunków ssaków, których jeszcze nie rozpoznaliśmy, mówi Carstens.
      Taki wniosek nie jest zaskoczeniem dla specjalistów. Biolodzy uważają bowiem, że dotychczas nauka opisała nie więcej niż 10% gatunków występujących na Ziemi. Nasza analiza pokazuje, gdzie tych nieznanych gatunków należy szukać, dodaje Carstens.
      Z badań wynika, że gatunków tych należy szukać głównie wśród małych ssaków, jak nietoperze, ryjówkowate i kretowate. Model przewiduje również, że to prawdopodobnie gatunki o większym zasięgu geograficznym z większą zmiennością temperatur i opadów. Wiele z tych gatunków „ukrywa się” w tropikalnych lasach deszczowych. I to nie jest zaskoczeniem, gdyż tam właśnie występuje większość gatunków ssaków. Skądinąd jednak wiemy, że liczne nierozpoznane gatunki mogą żyć również w krajach wysoko uprzemysłowionych. W 2018 roku Carstens i jego studentka Ariadna Morales opublikowali artykuł, w którym dowiedli, że żyjący na terenie USA nocek myszouchy to tak naprawdę 5 różnych gatunków. Badania te pokazały, jak ważne jest identyfikowanie nieznanych gatunków. Okazało się bowiem, że jeden z tych nietoperzy to endemit żyjący wyłącznie w okolicach Great Basin w Newadzie. Jego ochrona jest więc kwestią szczególnie pilną.
      Informacja o gatunkach jest ważna dla ludzi, którzy zajmują się ochroną przyrody. Nie można chronić gatunku, jeśli się nie wie, że on istnieje, wyjaśnia Carstens. Uczony dodaje, że jego zdaniem znamy około 80% gatunków ssaków. A trzeba wiedzieć, że ssaki są bardzo dobrze rozpoznane, w porównaniu z innymi zwierzętami.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      O ile nam wiadomo, to pierwszy opublikowany dowód pokrewieństwa pomiędzy współcześnie żyjącą osobą, a osobą znaną z historii, które udało się potwierdzić dzięki tak małej ilości DNA i pomiędzy tak odległymi krewnymi, stwierdzili naukowcy na łamach Science Advances. Zespół genetyków, na którego czele stał profesor Eske Willerslev z University of Cambridge poinformował, że Ernie LaPointe rzeczywiście jest praprawnukiem legendarnego Siedzącego Byka.
      Pan LaPointe już wcześniej dowiódł swojego pokrewieństwa z wielkim wodzem, badając drzewo rodzinne, akty zgonu, narodzin i historyczne dokumenty. Teraz uczeni postawili kropkę nad i. Wykorzystali pukiel włosów Siedzącego Byka oraz materiał pobrany od LaPointe'a i metodą badania autosomalnego DNA dowiedli pokrewieństwa pomiędzy nimi.
      Zidentyfikowanie potomka znanego mężczyzny wyłącznie po linii matki tego potomka pozwoli, jak sądzą naukowcy, przeprowadzić podobne badania dla innych znanych osób. Osiągnięcie jest tym bardziej znaczące, że włosy Siedzącego Byka były w bardzo złym stanie. Przez ponad 100 lat przechowywano je bowiem w temperaturze pokojowej w waszyngtońskim Smithsonian Museum. Przed 14 laty zostały one przekazane LaPointe'owi i jego trzem siostrom.
      Ernie LaPointe chciał udowodnić, że jest potomkiem Siedzącego Byka m.in. dlatego, by mieć prawo do przeniesienia jego szczątków w bardziej godne miejsce.
      Siedzący Byk (Tatanka Iotake) urodził się około 1831 roku w plemieniu Hunkpapów, odłamu Teton Dakotów. Już w wieku 14 lat wziął udział w pierwszej wyprawie wojennej i szybko zdobył sobie uznanie dzielnego wojownika. Awansował w strukturach plemienia, stając się jego przywódcą. Doprowadził do powiększenia terenów łowieckich, dbał o dobrostan swoich ludzi. Z białymi żołnierzami walczył po raz pierwszy w 1863 roku. Już 4 lata później, w uznaniu jego mądrości i odwagi, stanął na czele całego narodu Dakotów (Siuksów). W 1876 roku, pełniąc rolę stratega i przywódcy duchowego, poprowadził – wraz z Szalonym Koniem i Galem – swoich ludzi do zwycięskiej bitwy pod Little Big Horn. Była to największa klęska armii USA w wojnach z Indianami. Z czasem jednak głód zmusił Siedzącego Byka i jego ludzi do poddania się i powrotu do wyznaczonego rezerwatu. Tam Siedzący Byk próbował dbać o swoich ludzi, sprzeciwiając się m.in. sprzedaży ziemi Białym.
      W 1885 roku pozwolono mu – częściowo po to, by pozbyć się popularnego przywódcy – dołączyć do Buffalo Billa i jego Wild West Show. Występy przyniosły Siedzącemu Bykowi międzynarodowy rozgłos.
      W 1889 roku wśród Indian popularność zdobywał prorok Wovoka i jego obrzęd religijny Taniec Ducha. Obiecywał on powrót bizonów i usunięcie białych najeźdźców. Władze próbowały zwalczać to zjawisko. Dnia 15 grudnia 1890 roku indiańska policja i żołnierze przybyli, by aresztować Siedzącego Byka. Wódz zginął podczas próby aresztowania.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Etruskowie od dawna fascynują badaczy. Tajemniczy sąsiedzi i rywale Rzymu, który rozwinęli wysoką cywilizację, osiągnęli mistrzostwo w metalurgii i posługiwali się nieindoeuropejskim językiem wciąż są przedmiotem sporów i badań naukowych. Teraz naukowcom z Niemiec, Włoch, USA, Danii i Wielkiej Brytanii udało się zbadać DNA osób powiązanych kulturowo z Etruskami i rzucić nieco światła na ten fascynujący lud.
      Uczeni mieli do dyspozycji genomy 82 osób, które żyły w centralnej i południowej Italii w latach 800 p.n.e. – 1000 n.e. Okazuje się, że pomimo wszelkich różnic kulturowych Etruskowie byli blisko spokrewnieni ze swoimi italskimi sąsiadami, a w ich genomie widać ślady zmian, jakie zachodziły wraz z ważnymi wydarzeniami historycznymi.
      Wiedzę o istnieniu Etrusków przekazali nam rzymscy i greccy pisarze. Jedna z hipotez o ich pochodzeniu, której zwolennikiem był Herodot, mówiła, że Etruskowie to potomkowie emigrantów z Anatolii lub obszaru Morza Egejskiego. Odmiennego zdania był np. Dionizjos z Halikarnasu, który uważał, że kultura etruska jest kulturą autochtoniczną, rozwinęła się na terenie Italii z kultury Villanowa. Obecnie naukowcy skłaniają się ku hipotezie o lokalnym pochodzeniu kultury etruskiej, jednak brak danych z DNA nie pozwalał dotychczas postawić kropki nad i.
      Najnowsze badania DNA, w czasie których specjaliści mieli do dyspozycji próbki z 12 stanowisk archeologicznych, ostatecznie kładą kres hipotezie o anatolijskim pochodzeniu Etrusków. W ich genomie brak bowiem śladów świeżej migracji z tego obszaru. Genom Etrusków jest za podobny do genomu ich italskich sąsiadów, na przykład Rzymian, a znaczna część ich DNA pochodzi od przodków, którzy w epoce brązu przybyli na Półwysep Apeniński z Wielkiego Stepu.
      Tutaj jednak dochodzimy do drugiej, wciąż nierozwiązanej i tym bardziej intrygującej zagadki. Obecnie uważa się, że to ludy stepu niosły ze sobą języki indoeuropejskie, którymi posługują się miliardy ludzi na całym świecie. Zatem pochodzenie języka etruskiego, który nie jest językiem indoeuropejskim, jest tym bardziej intrygującym tajemniczym zjawiskiem. Jak podkreślił profesor David Caramelli z Uniwersytetu we Florencji, zestawienie języka Etrusków z informacją genetyczną na ich temat pokazuje, że przekonanie o tym, iż genetyka wskazuje na język, jest zbyt uproszczone. Tutaj może wchodzić w grę jakiś bardziej złożony proces asymilacji języka wczesnych autochtonów przez Etrusków. Do asymilacji takiej prawdopodobnie dochodziło podczas II tysiąclecia przed Chrystusem, mówi uczony.
      W przypadku kilku zbadanych genomów widzimy domieszkę z Europy Środkowej, wschodnich regionów Morza Śródziemnego czy północy Afryki. Jednak etruska pula genetyczna pozostaje stabilna przez co najmniej 800 lat, aż do Rzymu republikańskiego.
      Jednak w czasach Imperium w środkowej Italii dochodzi do znacznych zmian populacyjnych. Widoczna jest domieszka genów z wschodnich obszarów Śródziemiomorza. Tę pulę genetyczną prawdopodobnie przynieśli ze sobą żołnierze i niewolnicy przemieszczający się po całym Imperium Romanum.
      Zmiany te w sposób oczywisty pokazują, że w czasach Imperium Rzymskiego dochodziło do przemieszczania się ludności na dużą skalę, a ruch ten odbywał się nie tylko w znaczeniu geograficznym ale również w górę i w dół drabiny społecznej, dodaje Johannes Krause, dyrektor Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka.
      Do kolejnych dużych zmian w genomie potomków Etrusków dochodzi we wczesnym średniowieczu. Widzimy pochodzącą z tych czasów znaczną domieszkę genów z północy Europy. To zapis ruchów migracyjnych z okresu upadku Zachodniego Cesarstwa Rzymskiego. Wskazuje on, że ludy germańskie, w tym również prawdopodobnie osoby pochodzące z Królestwa Longobardów, pozostawiły znaczący ślad genetyczny w Italii. Później już do tak wielkich zmian nie dochodzi. Wyraźnie bowiem widać kontynuację puli genetycznej z Toskanii i okolic Lazio. To wskazuje, że główny profil genetyczny współczesnych mieszkańców środkowych i południowych Włoch w dużej mierze ukształtował się co najmniej 1000 lat temu.
      Imperium Rzymskie pozostawiło długotrwałe dziedzictwo w profilu genetycznym południowej Europy. Zamknęło lukę genetyczną pomiędzy populacją europejską a populacją wschodnich regionów Morza Śródziemnego, podsumowuje profesor Cosimo Posth z Uniwersytetu w Tybindze.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Centrum Nowych Technologii UW oraz Wydziału Fizyki UW pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej, we współpracy z badaczami z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, opracowali efektywną metodę dostarczania nukleotydów do komórek, która powoduje destrukcję komórek nowotworowych. Rezultaty swoich prac opisali w czasopiśmie naukowym Chemical Science.
      W artykule Cellular delivery of dinucleotides by conjugation with small molecules: targeting translation initiation for anticancer applications badacze z Centrum Nowych Technologii UW i Wydziału Fizyki UW oraz Instytutu Chemii Fizycznej PAN opublikowali efekty badań prowadzonych pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego i dr hab. Joanny Kowalskiej.
      W publikacji po raz pierwszy pokazano, że analogi kapu efektywnie dostarczone do komórek są w stanie zatrzymać proces podziałów komórek nowotworowych, powodując ich destrukcję (zaplanowaną śmierć komórek nowotworowych). Udowodnienie tego było jednym z większych wyzwań w prowadzonych badaniach.
      Udało się ten problem rozwiązać stosując znakowanie fluorescencyjne cząsteczek oraz zaawansowane techniki mikroskopowe, w których specjalizują się badacze z IChF PAN. Te badania to ważny krok w kierunku nowego rodzaju terapii przeciwnowotworowych opartych na analogach końca 5’ mRNA – mówi dr hab. Joanna Kowalska z Wydziału Fizyki UW.
      Naukowcy wskazują na szerokie potencjalne możliwości zastosowania opisanej metody. –  Metoda zaprezentowana w artykule może mieć charakter ogólny i zostać wykorzystana do dostarczania również innych nukleotydów o potencjale terapeutycznym, co pozwoli na wykorzystanie nukleotydów w leczeniu także innych chorób – podkreśla prof. Jacek Jemielity z CeNT UW.
      Dostarczanie nukleotydów do komórek
      Nukleotydy są m.in. źródłem energii w komórkach, cząsteczkami wykorzystywanymi do sygnalizacji wewnątrzkomórkowej, jak również międzykomórkowej oraz składnikami kwasów nukleinowych i substratami do ich biosyntezy. Ze względu na swoje niezwykle istotne biologiczne funkcje mają bardzo duży potencjał jako terapeutyki. Polarna budowa tych związków powoduje jednak, że nie są one w stanie wnikać do komórek i nie ma naturalnych mechanizmów komórkowych pozwalających na ich dostarczenie.
      Opracowana przez badaczy z UW i PAN metoda polega na łączeniu nukleotydów z niewielkimi cząsteczkami, które mają za zadanie dostarczenie ich do wnętrza komórki. W tym celu naukowcy wykorzystali przede wszystkim cząsteczki cholesterolu, który zapewnia wydajny transport nukleotydów do wnętrza komórek.
      Za pomocą tej metody naukowcy wprowadzili do komórek analogi końca 5’ mRNA (analogi kapu) połączone z cząsteczkami cholersterolu. Koniec 5’ mRNA zaangażowany jest w inicjację procesu translacji mRNA, w wyniku czego powstają w komórkach białka. Analogi kapu potrafią naśladować koniec 5’ mRNA, bezpośrednio oddziałując z białkiem eIF4E, co blokuje biosyntezę białka w komórkach.
      Okazuje się, że w wielu nowotworach mamy do czynienia z nadekspresją białka eIF4E, czyli jest go więcej niż w zdrowych komórkach. To powoduje, że translacji zaczynają ulegać białka onkogenne stymulujące proces powstawania nowotworu. Związanie nadmiarowej ilości białka eIF4E może pozwolić na przywrócenie procesu translacji w komórkach na właściwe tory – wyjaśnia prof. Jacek Jemielity.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...