Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Podczas gdy ekolodzy martwią się o szkody wyrządzane przez człowieka innym gatunkom, biolodzy z Yale University próbują schwytać wirusy w pułapkę środowiska wymuszającego ich wyginięcie (Ecology Letters).

By nie zniknąć z powierzchni Ziemi, dana populacja musi nie tylko przetrwać, ale i się rozmnożyć. Paul Turner, profesor nadzwyczajny ekologii i biologii ewolucyjnej, badał praktyczność rozwiązania polegającego na wabieniu wirusów do niewłaściwych komórek ludzkiego ciała. Ponieważ nie mogą się tam namnażać, objawy choroby ustępują.

Ekologiczne pułapki na wirusy mogą powstawać w naturalny sposób lub być tworzone przez bioinżynierów poprzez dodawanie miejsc receptorowych na komórkach niepozwalających na rozmnażanie. Przetestowaliśmy tę koncepcję na wirusach innych niż ludzkie, które zakażały komórki bakteryjne.

Zespół naukowców sprawdzał, jak miewają się wirusy wprowadzane do kolonii bakteryjnych składających się z różnych proporcji bakterii zwykłych (sprzyjających namnażaniu) i zmutowanych (pułapki). Kiedy liczba tych ostatnich wzrastała, populacja wirusów kurczyła się.

Podobny pomysł wykorzystano już w rolnictwie. Szkodniki wabi się do upraw, których smak bardziej im odpowiada (z założenia nie zbierze się z nich żniwa). Spryskuje się tylko te rośliny, dzięki czemu spadają koszty i ilość zużywanych pestycydów.

Turner spekuluje, że taki trik można by wykorzystać do zwalczania wirusa HIV. Wirus ten rozpoznaje limfocyty T, poszukując znajdującego się na ich powierzchni białka CD4. Do rozmnażania się wykorzystuje jądro komórkowe. Gdyby jednak umieścić białko CD4 na dojrzałych czerwonych krwinkach, które nie mają jądra, HIV miałby poważne kłopoty. Warto dodać, że liczba erytrocytów w organizmie znacznie przewyższa liczbę limfocytów T.

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
      Wytępienie przez człowieka kolejnych gatunków zwierząt kojarzy się nam zwykle z czasami dość współczesnymi. Jednak naukowcy zdobywają coraz więcej dowodów wskazujących, że ludzie od dziesiątków tysięcy lat przyczyniają się do wymierania gatunków.
      W Polsce mamy przykład tura, którego ostatnia przedstawicielka padła w 1627 roku w Puszczy Jaktorowskiej. Na świecie znanym przykładem jest ptak dodo, który zniknął z powierzchni ZIemi w XVII wieku, w czasie krótszym niż 100 lat od przybycia ludzi na Mauritius. Jak mówi paleontolog Julian Hume brytyjskiego National History Museum, który badał szczątki dodo, wbrew szerzonemu przez wieki przekonaniu, zwierzę nie było powolnym, otłuszczonym ptakiem o niewielkim mózgu. Wręcz przeciwnie.
      Dodo był świetnie dostosowany do życia na Mauritiusie, mówi Hume. Był szybszy, silniejszy i bardziej inteligentny, niż jego obraz budowany przez kulturę poplarną. Gatunek nie był skazany na wymarcie. To ludzie doprowadzili do jego zagłady.
      Jednak ani tur, ani dodo nie były pierwszym gatunkami wytępionymi przez człowieka. Problemy zaczęły się, gdy tylko ludzie zaczęli migrować z Afryki, mówi Hume. Co prawda nie wiemy na pewno, kiedy człowiek opuścił Afrykę i zaczął rozprzestrzeniać się po świecie, jednak najprawdopodobniej stało się to co najmniej 125 000 lat temu. I coraz więcej dowodów wskazuje na to, że wraz z rozprzestrzenianiem się gatunku Homo po Azji, Europie, Oceanii, Australii i Amerykach dochodziło do wymierania dużych gatunków zwierząt.
      Wraz z migracją ludzi z Afryki widoczny jest uderzająco regularny wzorzec wymierania, mówi profesor ekologii i biologii ewolucyjnej Felisa Smith z University of New Mexico, która specjalizuje się w badaniu zmian rozmiarów zwierząt na przestrzeni dziejów. Z badań Smith i jej kolegów wynika, że tam, gdzie pojawił się człowiek, megafauna – przodkowie dzisiejszych słoni, niedźwiedzi, antylop i innych zwierząt – wymierała średnio w ciągu kilkuset do tysiąca lat. Co więcej, podobnego wzorca tak szybkiego wymierania nie widać w zapisach kopalnych z wcześniejszych milionów lat, a przynajmniej nie od czasu wyginięcia dinozaurów. Jedyne okresy, gdy dochodzi do tak szybkiego wymierania, są powiązane z obecnością człowieka. To naprawdę uderzające, dodaje Smith.
      Wiemy na przykład, że przed około 12 000 lat z Ameryk znika glyptodon, podobne do pancernika zwierzę wielkości półciężarówki. W tym samym czasie wyginął też zamieszkujący Amerykę Południową megaterium, olbrzymi naziemny leniwiec wielkości dzisiejszego słonia afrykańskiego. Z kolei w Europie przed 40 000 lat, akurat w tym czasie, gdy na Starym Kontynencie zaczął rozprzestrzeniać się H. sapiens, dochodzi do gwałtownego spadku liczebności i wymarcia niedźwiedzia jaskiniowego.
      Jak to się stało, że magafauna tak łatwo ginęła z rąk ludzi? Dla naszych przodków wiele z tych zwierząt było albo zagrożeniem, albo źródłem pożywienia. Z drugiej strony człowiek dla megafauny był czymś nowym. Zwierzęta, które wraz z nim nie ewoluowały, nie zdawały sobie sprawy z zagrożenia.
      Trzeba też brać pod uwagę fakt, że wielkie zwierzęta rozmnażają się znacznie wolniej niż małe. Ich populacje są więc mniejsze, a proces ich odtwarzania dłuższy. Jeśli więc wytępisz znaczą część takiego gatunku, nie może się on rozmnażać wystarczająco szybko, by odbudować populację, zauważa Hume.
      Nie tylko polowania na megafaunę stanowiły problem. Ludzie wywoływali też, celowo i przypadkowo, pożary, które niszczyły habitaty zwierząt. Ponadto nasi przodkowie konkurowali z megafauną o te same zasoby żywności. Obecnie uważa się, że ludzie spowodowali wyginięcie wielkiego lądowego mięsożercy, zamieszkującego Amerykę niedźwiedzia Arctodus simus polując na te same zwierzęta, które i dla niego stanowiły źródło pokarmu.
      Działania człowieka – polowania, niszczenie habitatu, konkurencja o źródła żywności – były szczególnie zabójcze w połączeniu ze zmianami klimatu. Najbardziej znanym przykładem jest tutaj wyginięcie mamuta. Gdy połączymy zmiany klimatyczne z negatywnym wpływem człowieka, dochodzi do katastrofy, mówi Hume.
      Odpowiedź na pytanie, który gatunek został jako pierwszy wytępiony przez człowieka, nie jest prosta. Dane, sugerujące udział człowieka w wymieraniu gatunków, sięgają mniej więcej okresu migracji z Afryki. Jednak trudno uwierzyć, by ludzie nie wywarli swojego piętna na Czarnym Lądzie. Pośrednie dowody wskazują, że tak właśnie było.
      Z badań Smith wynika, że średnie rozmiary ciała afrykańskich zwierząt sprzed 125 000 lat były o połowę mniejsze niż zwierząt żyjących w tym samym czasie na innych kontynentach. Afryka to drugi, po Azji, największy kontynent na planecie. Średnie rozmiary ciała zwierząt powinny tam być zatem takie, jak w Amerykach czy w Eurazji, gdzie mediana masy wynosiła około 100 kilogramów. Fakt, że tamtejsze zwierzęta nie były tak duże sugeruje, że już przed 125 000 lat hominidy wywarły presję na afrykańską megafaunę, mówi Smith.
      Uczona nie wyklucza, że pierwszym gatunkiem, jaki wytępili nasi przeodkowie, był gatunek słonia. Ale czy był to paleomastodon czy stegodon, trudno powiedzieć, dodaje Smith.
      Znikanie kolejnych gatunków, szczególnie megafauny, ma olbrzymie konsekwencje dla środowiska naturalnego. Może też prowadzić do wyginięcia gatunków od nich zależnych. Tak stało się np. z żukiem gnojowym z Mauritiusu. Jego przetrwanie zależało od odchodów ptaka dodo. Gdy ludzie wytępili dodo, wyginął też i żuk.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zakażenie HIV od dawna nie oznacza już wyroku śmierci. Leki antyretrowirusowe pozwalają na zmniejszenie liczby wirusów w organizmie do takiego poziomu, że stają się one niewykrywalne, objawy choroby niemal nie występują, a osoba zarażona nie stanowi zagrożenia dla innych. Jednak leki trzeba przyjmować codziennie. Gdy przerwie się terapię, wirus pojawia się na nowo. Z badań opublikowanych w PLOS Pathogens dowiadujemy się, że jednym z miejsc, w których ukrywa się HIV mogą być astrocyty, komórki stanowiące 60% komórek mózgu.
      Autorzy najnowszych badań szacują, że wirus może ukrywać się w od 1 do 3 procent astrocytów. Nawet 1% może być znaczącym rezerwuarem wirusa. Jeśli chcemy znaleźć lekarstwo na HIV, nie możemy pomijać roli mózgu jako reserwuaru, mówi autorka badań, profesor Lena Al-Harthi z Rush University Mediacal Center w Chicago.
      Al-Harthi i jej zespół wyciągnęli takie wnioski na podstawie badań mysiego modelu z ludzkimi komórkami oraz badań post mortem ludzkiej tkanki mózgowej. Naukowcy wiedzą, że HIV przedostaje się do mózgu, ale rola wirusa w tym organie jest słabo poznana.
      Autorzy najnowszych badań najpierw pozyskali astrocyty z ludzkiego płodu. Następnie zarazili komórki wirusem HIV, a później wstrzyknęli je do mózgów dorosłych i nowo narodzonych myszy. Okazało się, że zainfekowane komórki przekazały wirusa komórkom układu odpornościowego CD4, które są tym typem komórek, które HIV atakuje najczęściej. Następnie zainfekowane CD4 wydostały się z mózgu i migrowały do innych tkanek. Gdy mózg jest zarażony, wirus może się z niego wydostać i zarazić inne organy, mówi Al-Harthi.
      Naukowcy postanowili się też upewnić, że wirus jest w stanie samodzielnie zainfekować astrocyty. W tym celu najpierw wstrzyknęli zdrowej myszy ludzkie astrocyty, a później zarazili zwierzę HIV. Okazało się, że rzeczywiście wirus przedostał się do części astrocytów i był w stanie infekować inne tkanki. Co istotne, nawet u myszy, której podawano leki antyretrowirusowe HIV przedostawał się z astrocytów do innych części ciała, chociaż, w porównaniu z myszami nieleczonymi, poziom infekcji był niewielki. Gdy zaprzestano podawania leków, dochodziło do gwałtownego rozwoju infekcji, której źródłem był mózg myszy.
      Chcąc potwierdzić swoje spostrzeżenia, naukowcy przyjrzeli się tkance mózgowej czterech osób, które były zarażone HIV i były leczone, a u których w chwili śmierci wirus był niewykrywalny. Badania wykazały, że niewielki odsetek astrocytów zawierał materiał genetyczny wirusa HIV w jądrach komórkowych, co wskazuje, że komórki te były zainfekowane.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowe badania nad HIV ujawniły istnienie obiecującego celu dla leków zwalczających patogen. Z artykułu opublikowanego na łamach Science dowiadujemy się, że informacja genetyczna wirusa może być odczytywana przez komórkę na dwa różne sposoby. W wyniku tego komórka tworzy dwa rodzaje RNA, a naukowcy wiedzą, co odpowiada za utrzymanie równowagi między nimi.
      Odkrycia dokonano w laboratorium profesora Michaela Summersa z University of Maryland, który od dziesięcioleci bada wirusa HIV.
      To funkcjonalne zróżnicowanie jest zasadniczym elementem dla możliwości replikacji wirusa. Wirus musi utrzymać równowagę pomiędzy tymi dwiema formami RNA, mówi główny autor badań, doktor Joshua Brown. Od dziesięcioleci naukowcy wiedzieli o istnieniu tych dwóch różnych form strukturalnych RNA wirusa HIV. Nie było jednak wiadomo, co odpowiada za utrzymanie między nimi równowagi.  Nasze odkrycie, wskazujące że czynnikiem odpowiedzialnym jest pojedynczy nukleotyd, ma olbrzymie znaczenie dla naszego zrozumienia działania wirusa.
      Naukowiec stwierdza, że możemy sobie teraz wyobrazić opracowanie leku, który zmienia informację genetyczną wirusa w jednym specyficznym miejscu i zmienia ją tak, że dochodzi do produkcji tylko jednego rodzaju RNA, co – teoretycznie – powinno zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji.
      Testujemy obecnie różnie molekuły, które mogłyby zaburzać równowagę pomiędzy obiema formami RNA i potencjalnie byłyby użyteczne w terapii HIV, dodaje inny z autorów badań, Issac Chaudry.
      Dzięki badaniom naukowym w ciągu ostatnich dziesięcioleci AIDS ze śmiertelnej choroby stało się chorobą chroniczną. Można ją kontrolować. Wymaga to jednak przyjmowania leków przez całe życie. Co gorsza, jako, że wirus HIV ulega bardzo szybkim mutacjom, pacjenci najczęściej przyjmują wiele leków jednocześnie. Gdyby bowiem przyjmowali jeden, szybko mogłoby się okazać, że wirus zdołał się uodpornić na jego działanie. Przyjmowanie koktajlu leków jest uciążliwe, wymaga ciągłego nadzoru, nie jest obojętne dla organizmu i jest obarczone dodatkowym ryzykiem w przypadku osób cierpiących na inne schorzenia.
      Nowe badania niosą ze sobą nową nadzieję, gdyż obszar informacji genetycznej wirusa, na którym skupili się naukowcy, zmienia się znacznie wolniej niż inne jej miejsca. Zatem jest większa szansa, że lek, który atakuje to miejsce wirusowego RNA będzie działał dłużej. Co więcej, niewykluczone, że wystarczy ten jeden lek. Jeśli bierzesz na cel region, który nie ulega zmianom, możesz potencjalnie korzystać z jednego tylko leku. To zaś może oznaczać mniej skutków ubocznych oraz być lepszym rozwiązaniem dla osób z różnymi innymi schorzeniami, wyjaśnia Aishwarya Iyer.
      Za każdym razem, gdy opracowywany jest nowy lek zwalczających HIV, znacząco rosną szanse, że jest to lek, który będzie świetnym rozwiązaniem dla kolejnej grupy pacjentów. Ponadto wyniki badań nad HIV niejednokrotnie przekładają się na inne badania. Niektóre z takich badań położyło podwaliny pod nasze obecne rozumienie koronawirusów, mówi Hannah Carter. Wszystko, czego dowiadujemy się o HIV ma znaczenie dla całej wirologii.
      To jednak nie wszystko. Fakt, że różnica w pojedynczym nukleotydzie może zmieniać strukturę i funkcjonowanie RNA składającego się z tysięcy nukleotydów, otwiera całkiem nowe pole badawcze w biologii komórek. Możliwe przecież, że i u ssaków istnieją geny, które działają w podobny sposób i cały mechanizm nad którym obecnie pracujemy może mieć znaczenie dla badań nad ludzkimi genami, dodaje Chaudry.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dotychczas wiedzieliśmy o czterech miejscach udomowienia roślin przez człowieka u zarania rolnictwa. Ryż udomowiono w Chinach, zboża i rośliny strączkowe na Bliskim Wschodzie, kukurydzę, kabaczki i fasolę w Mezoameryce, a ziemniaki i quinoę w Andach. Teraz okazało się, że jest i piąte takie miejsce. Ludzie zamieszkujący południowo-zachodnią Amazonię już we wczesnym holocenie, ponad 10 000 lat temu, hodowali tam maniok, kabaczki oraz inne rośliny jadalne.
      Przeprowadzone przez nas badania dowodzą, że Llanos de Moxos było centrum wczesnej uprawy roślin. Ludzie zaraz po przybyciu do Amazonii zmieniali tamtejszy krajobraz, co miało głęboki wpływ na różnorodność habitatu i zachowanie tamtejszych gatunków, czytamy w Nature.
      Nie pierwszy raz piszemy o Llanos de Moxos. Już w ubiegłym roku informowaliśmy, że region ten został zamieszkany tysiące lat wcześniej, niż dotychczas sądzono, a 1500 lat temu powstawały tam monumentalne konstrukcje oraz liczne stawy hodowlane.
      Llanos de Moxos to sawanny o powierzchni ponad 126 000 kilometrów kwadratowych, znajdujący się w Departamencie Beni w północno-wschodniej Boliwii. Przeprowadziliśmy mapowanie dużych regionów leśnych wysp. Wysunęliśmy hipotezę, że ich regularny kształt świadczy o tym, iż zostały ukształtowane przez człowieka, mówi Jose Capriles z Pennsylvania State University.
      Jednak, jak informuje główny autor badań, Umberto Lombardo z Uniwersytetu w Bernie większość okrągłych leśnych wysp ma sztuczne pochodzenie, a te o nieregularnym kształcie mają pochodzenie naturalne. Ale nie widać tutaj regularnego wzorca.
      Badacze naliczyli ponad 4700 sztucznych leśnych wysp na Llanos de Moxos. Uczeni zbadali około 30 i stwierdzili, że wiele z nich mogło być miejscami uprawy. W Amazonii bardzo trudno jest zdobyć dowody na udomowienie roślin, gdyż tamtejszy klimat niszczy większość materii organicznej. Nie ma tam też kamieni, gdyż to równina aluwialna, trudno tam znaleźć dowody na obecność wczesnych łowców-zbieraczy, dodaje Capriles.
      Uczeni analizowali więc fitolity, krzemionkowe twory powstające w komórkach roślinnych. Kształt fitolitów zależy od rośliny, w której powstały, więc archeolodzy mogli na tej podstawie określić, co było uprawiane w leśnych wyspach. Uczeni znaleźli dowody na uprawę manioku i juki sprzed 10 350 lat, kabaczków sprzed 10 250 lat oraz kukurydzy sprzed 6850 lat. Rośliny te, wraz z batatami i orzechami stanowiły podstawę diety tamtejszych mieszkańców. Dietę uzupełniali oni rybami i dużymi roślinożercami.
      Wszystko wskazuje na to, że już pierwsi ludzie, którzy dotarli do Llanos de Moxos nie byli po prostu łowcami-zbieraczami, ale mieli bardziej zróżnicowaną gospodarkę.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwierzęta morskie utrzymują równowagę wśród wirusów zamieszkujących wodę. Biolog morski Jennifer Welsh będzie w najbliższy poniedziałek broniła – oczywiście online – pracy doktorskiej na Wolnym Uniwersytecie w Amsterdamie. Jej temat brzmi Marine virus predation by non-host organism.
      Wirusy to najbardziej rozpowszechnione cząstki biologiczne w środowisku morskim. Niewiele jednak wiadomo o potencjalnych skutkach ekologicznych procesu usuwania wirusów przez organizmy nie będące ich gospodarzami, czytamy w artykule, który Welsh opublikowała na łamach Nature. Wiemy, że wirusy, poprzez uśmiercanie czy skracanie życia w inny sposób, regulują populację organizmów będących ich gospodarzami. Pani Welsh chciała się dowiedzieć, jak populacja wirusów jest regulowana przez organizmy nie będące ich gospodarzami.
      Wirusy mogą być pożywieniem dla wielu organizmów. Na przykład ostryżyca japońska filtruje wodę, by pobierać z niej tlen, glony i bakterie. Przy okazji pochłania jednak wirusy. Podczas naszych eksperymentów nie podawaliśmy ostryżycom żadnego pożywienia. Filtrowały wodę tylko po to, by pobrać z niej tlen. Okazało się, że usunęły z wody 12% wirusów, mówi Welsh.
      Jednak to nie ostryżyce najbardziej efektywnie usuwały wirusy. Uplasowały się dopiero na 4. pozycji wśród zwierząt badanych przez Welsh. Z organizmów, które testowaliśmy, najlepiej sprawowały się gąbki, kraby i sercówki. Podczas naszych eksperymentów w ciągu trzech godzin gąbki usunęły z wody aż 94% wirusów. Nawet, gdy co 20 minut dostarczaliśmy do wody kolejny zestaw wirusów gąbki niezwykle efektywnie je usuwały, mówi uczona.
      Welsh dodaje, że uzyskanych przez nią wyników nie można przekładać wprost na środowisko naturalne. Tam sytuacja jest znacznie bardziej złożona. Obecnych jest bowiem wiele innych gatunków, które wpływają na siebie nawzajem. Na przykład, gdy ostryżyca filtruje wodę i w pobliżu znajdzie się krab, ostryżyca zamyka skorupę i przestaje filtrować. Ponadto na zwierzęta mają wpływ ruchy wody, temperatura, promieniowanie ultrafioletowe, wyjaśnia.
      Badania Welsh przydadzą się w akwakulturze. Ryby hoduje się tam w zamknięciu w wodach oceanicznych. W takich farmach słonej wody olbrzyma liczba zwierząt z jednego gatunku jest trzymana w monokulturze. Jeśli w takich hodowli wybuchnie epidemia, istnieje wysokie ryzyko, że patogen rozprzestrzeni się na żyjące w oceanie dzikie populacje. Jeśli do takiej hodowli dodamy wystarczającą liczbę gąbek, możemy zapobiec rozprzestrzenianiu się epidemii.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...