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

Ważny jest kształt, nie długość

Recommended Posts

Naukowcy z Sydney dokonali ważnego odkrycia na polu biologii telomerów. Może ono przyczynić się do powstania wielu leków, od środków zwalczających nowotwory i choroby serca, po metody przedłużania ludzkiego życia.

Telomery to fragmenty DNA występujące na końcach każdego chromosomu. Z wiekiem telomery się skracają, aż w końcu starzejące się komórki otrzymują polecenie zaprzestania dzielenia się. To naturalny mechanizm obronny chroniący nas m.in. przed nowotworami. Niektórzy ludzie rodzą się jednak ze zbyt krótkimi telomerami, co prowadzi do chorób szpiku kostnego, zwłóknienia płuc czy występowania nowotworów. Długość telomerów ma też wpływ na ryzyko wystąpienia chorób serca, nowotworów czy cukrzycy.

Dotychczas było jednak zagadką, dlaczego telomery w pewnym momencie zostają uznane za nieprawidłowe.

Wiedzieliśmy, że telomery regulują starzenie się komórek, a nasze badania pokazują, co powoduje, że ze zdrowych telomery stają się niezdrowe. Normalnie telomery mają strukturę pętli, w której koniec chromosomu ukryty. Odkryliśmy, że gdy pętla się rozwija, końcówka chromosomu zostaje odsłonięta i komórka uznaje to za uszkodzenie DNA, mówi szef zespołu badawczego, doktor Tony Cesare. Ważna jest nie długość telomeru, ale jego struktura. Uformowanie pętli przez telomer jest tym trudniejsze, im jest on krótszy.

Naukowcy odkryli też, że telomery zmieniają swoją strukturę w odpowiedzi na niektóre chemioterapeutyki.

Doktor Cesare już w 2002 roku, podczas pisania pracy doktorskiej, wysunął hipotezę o tym, że telomery tworzą pętlę. Dostępna jednak wówczas technologia nie pozwalała na tak dokładną wizualizację telomerów.

Dopiero postępy na polu optycznej mikroskopii wysokorozdzielczej umożliwiły badanie pętli telomerów. Zespół Cesare wykorzystał na potrzeby swoich badań cztery takie mikroskopy z różnych instytucji naukowych w Sydney oraz zakupił pierwszy w Australii mikroskop z technologią Airyscan. Technologia ta pozwoliła nam dostrzec 10-krotnie więcej szczegółów niż dotychczas. Mogliśmy przekroczyć limit nakładany przez długość fali świetlnej i obejrzeć pętle telomeru, cieszy się Cesare. Australijczycy połączyli nowe możliwości techniczne z modelem genetycznym, który naśladuje sposób starzenia się komórek.

Jesteśmy drugą grupą naukową na świecie, która zaobserwowała strukturę pętli telomerów za pomocą wysokorozdzielczego mikroskopu, i pierwszą, która określiła funkcję tych pętli. Projekt ten zajął nam 4,5 roku. Sądzę, że jeszcze 5 lat temu takie osiągnięcie byłoby niemożliwe, dodaje naukowiec.

Wykazaliśmy, że tu nie chodzi po prostu o długość telomeru, ale, że musimy zrozumieć strukturę i stan telomeru. W następnym etapie badań musimy zadać sobie pytanie, czy jesteśmy w stanie połączyć stan telomeru ze zdrowiem człowieka. Dotychczasowe badania sugerują, że tak.


« powrót do artykułu

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
      Każdy chromosom ludzkiego organizmu jest zakończony sekwencjami telomerowymi. Ponieważ skracają się one przy każdym podziale komórki, przyciągały od lat wyobraźnię badaczy. Stawiali oni sobie pytanie: co stanie się, kiedy telomery skrócą się tak bardzo, że podział będzie niemożliwy? W istocie, związek między skracaniem telomerów a maksymalną liczbą podziałów komórki (limitem Hayflicka) został potwierdzony. Istnieje zatem związek między długością telomerów a starzeniem się.
      Wiele chorób ma cechy przyspieszonego starzenia – dezorganizacji procesów, które normalnie utrzymują równowagę niezbędną dla funkcjonowania organizmu. Wobec tego można też postulować, że długość telomerów mogłaby okazać się przydatna w medycynie, służąc jako marker stanu zdrowia.
      Krótsze telomery leukocytarne to eksperymentalny biomarker ryzyka sercowo-naczyniowego [1], w znacznym stopniu niezależny od typowych czynników ryzyka ocenianych w wywiadzie i analizach biochemicznych. Może to być pośrednio związane z czynnikami dietetycznymi, jako że większa długość telomerów koreluje ze spożyciem warzyw i owoców [2], większą aktywnością fizyczną [3] i czystością powietrza [4]. Jednak liczba chorób, w których wykazano zmiany długości telomerów, jest obszerna.
      Większa długość telomerów w tkance raka piersi jest związana z lepszą prognozą niezależnie od szeregu innych czynników zazwyczaj branych przy takiej ocenie pod uwagę [5]. Wykazano również zależność między długością telomerów a ryzykiem raka żołądka, chorobą Alzheimera i cukrzycą [10]. Telomery są krótsze u palaczy, proporcjonalnie do liczby paczkolat, a efekt ten zdaje się w jakimś stopniu utrzymywać nawet po zaprzestaniu palenia [6]. Zaburzenia wzrastania wewnątrzmacicznego korelują ze skróceniem telomerów łożyska [7]. Wiadomo także, że kobiety mają dłuższe telomery niż mężczyźni [8]. Osoby z krótszymi telomerami zdają się reagować silniejszą produkcją kortyzolu na czynniki stresowe [9].
      Temat długości telomerów jest również aktywnie zgłębiany w Polsce. W Klinice Gastroenterologii Dziecięcej i Chorób Metabolicznych Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu realizowany jest projekt Narodowego Centrum Nauki „Preludium” dotyczący długości telomerów w mukowiscydozie (2017/25/N/NZ5/02126). Mukowiscydoza jest najczęstszą poważną chorobą genetyczną w populacji osób białych.
      Polski program badań przesiewowych w kierunku mukowiscydozy należy do najlepszych na świecie (ok. 99% skuteczność). Dodatni wynik stwierdza się u ok. 1 na 5000 nowo urodzonych dzieci. Łącznie w Polsce na mukowiscydozę choruje ponad 2000 osób. Dzięki postępom w intensywnym leczeniu, jakie jest wymagane w tej chorobie, przeciętna długość życia polskich chorych wydłużyła się z ok. 20 lat dekadę temu do niemal 30 lat dziś. U znaczącej większości chorych można dokładnie poznać mutacje genu CFTR, którego mutacje są odpowiedzialne za chorobę. Niemniej, zależności między tymi mutacjami a przebiegiem choroby nie są ścisłe, co stanowi jedną z wielkich zagadek biomedycyny w ogóle. Z tego powodu potrzebne są dokładne narzędzia pozwalające charakteryzować chorych i przewidywać u nich przebieg choroby, a także uprzedzająco stosować odpowiednie interwencje.
      Prowadzone w Poznaniu badania mają na celu scharakteryzowanie długości telomerów oraz przebiegu klinicznego choroby w grupie dzieci i osób dorosłych z mukowiscydozą. Długość telomerów oznaczana jest metodą ilościowej reakcji polimerazy (qPCR), co wymaga znacznego stopnia precyzji. Publikacji wyników badań można spodziewać się w przyszłym roku. Tymczasem coraz wyraźniej widać, że telomery budzą szerokie zainteresowanie w środowisku naukowym i przyciągają uwagę jako potencjalne biomarkery. Ich wprowadzenie do praktyki będzie jednak wymagało licznych badań i weryfikacji przydatności w dużych grupach.
      Bibliografia
      1.     Haycock PC, Heydon EE, Kaptoge S, Butterworth AS, Thompson A, Willeit P. Leucocyte telomere length and risk of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis. BMJ. 8 lipiec 2014;349:g4227.

      2.     Rafie N, Golpour Hamedani S, Barak F, Safavi SM, Miraghajani M. Dietary patterns, food groups and telomere length: a systematic review of current studies. Eur J Clin Nutr. 2017;71(2):151–8.

      3.     Lin X, Zhou J, Dong B. Effect of different levels of exercise on telomere length: A systematic review and meta-analysis. J Rehabil Med. 8 lipiec 2019;51(7):473–8.

      4.     Miri M, Nazarzadeh M, Alahabadi A, Ehrampoush MH, Rad A, Lotfi MH, i in. Air pollution and telomere length in adults: A systematic review and meta-analysis of observational studies. Environ Pollut. styczeń 2019;244:636–47.

      5.     Ennour-Idrissi K, Maunsell E, Diorio C. Telomere Length and Breast Cancer Prognosis: A Systematic Review. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2017;26(1):3–10.

      6.     Astuti Y, Wardhana A, Watkins J, Wulaningsih W, PILAR Research Network. Cigarette smoking and telomere length: A systematic review of 84 studies and meta-analysis. Environ Res. 2017;158:480–9.

      7.     Niu Z, Li K, Xie C, Wen X. Adverse Birth Outcomes and Birth Telomere Length: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Pediatr. 2019;215:64-74.e6.

      8.     Gardner M, Bann D, Wiley L, Cooper R, Hardy R, Nitsch D, i in. Gender and telomere length: systematic review and meta-analysis. Exp Gerontol. marzec 2014;51:15–27.

      9.     Jiang Y, Da W, Qiao S, Zhang Q, Li X, Ivey G, i in. Basal cortisol, cortisol reactivity, and telomere length: A systematic review and meta-analysis. Psychoneuroendocrinology. 2019;103:163–72.

      10.     Smith L, Luchini C, Demurtas J, Soysal P, Stubbs B, Hamer M, i in. Telomere length and health outcomes: An umbrella review of systematic reviews and meta-analyses of observational studies. Ageing Res Rev. 2019;51:1–10.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy, na czele którego stali specjaliści z University of Edinburgh, zidentyfikował geny powiązane ze starzeniem się i wyjaśnia, dlaczego proces starzenia się przebiega tak różnie u różnych ludzi. Wyniki badań sugerują, że utrzymywanie odpowiedniego poziomu żelaza we krwi pomaga starzeć się lepiej i żyć dłużej.
      Naukowcy oparli swoje badania na na analizie danych genetycznych ponad miliona osób. Jesteśmy bardzo podekscytowani tymi wynikami. Mamy tutaj silną sugestię, że zbyt wysoki poziom żelaza we krwi zmniejsza liczbę zdrowo przeżytych lat oraz że utrzymywanie odpowiedniego poziomu żelaza pozwala kontrolować proces starzenia się. Sądzimy, że nasze odkrycia dotyczące metabolizmu żelaza pozwoli wyjaśnić, dlaczego spożywanie bogatego w żelazo czerwone mięso wiąże się z różnymi schorzeniami wieku starszego, jak na przykład z chorobami serca, mówi główny badać doktor Paul Timmers.
      Wraz z wiekiem nasz organizm powoli traci zdolność do homeostazy, czyli utrzymywania równowagi pomiędzy poszczególnymi parametrami. Brak tej równowagi jest przyczyną wielu chorób, a w końcu śmierci. Jednak przebieg procesu starzenia się jest bardzo różny u różnych ludzi. U niektórych pojawiają się poważne chroniczne schorzenia już w dość młodym wieku i ludzie ci szybko umierają, inni z kolei żyją w zdrowiu przez bardzo długi czas i do końca swoich dni są w dobrej kondycji.
      Autorzy najnowszych badań przyjrzeli się genom i odkryli dziesięć regionów odpowiedzialnych za długość życia, długość życia w zdrowiu oraz długość życia w idealnych warunkach. Naukowcy zauważyli, że istnieje silna korelacja pomiędzy tymi trzema czynnikami, a poziomem żelaza we krwi. Badania statystyczne przeprowadzone metodą randomizacji Mendla potwierdziły, że poziom żelaza ma najbardziej istotny wpływ na długość życia w zdrowiu.
      Na poziom żelaza we krwi wpływ ma nasza dieta. Zbyt wysoki lub zbyt niski jego poziom jest powiązany z chorobami wątroby, chorobą Parkinsona, a w starszym wieku wiąże się z obniżeniem zdolności organizmu do zwalczania infekcji. "Możliwości syntezy hemu spadają wraz z wiekiem. Jego niedobory prowadzą do akumulacji żelaza, stresu oksydacyjnego i dysfunkcji mitochondriów.
      Akumulacja żelaza pomaga patogenom w podtrzymaniu infekcji, co jest zgodne z obserwowaną u osób starszych podatnością na infekcje. Z kolei nieprawidłowa homeostaza żelaza w mózgu wiąże się z chorobami neurodegeneracyjnymi, jak choroba Alzheimera, Parkinsona czy stwardnienie rozsiane, piszą autorzy badań.
      Naukowcy zastrzegają, że kwestie te wymagają dalszych badań, ale już przewidują, że ich odkrycie może doprowadzić do opracowania leków, które zmniejszą niekorzystny wpływ starzenia się na zdrowie, wydłużą nie tylko ludzkie życie, ale też okres życia w zdrowiu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pewnego dnia będziemy mogli monitorować stan swojego zdrowia używając do tego celu... ołówka i rysując nim urządzenie bioelektroniczne. Tak przynajmniej obiecują naukowcy z University of Missouri, którzy dowiedli, że ołówek i kawałek papieru to wszystko, czego potrzeba, by stworzyć urządzenie do monitorowania stanu zdrowia.
      Profesor Zheng Yan zauważa, że wiele komercyjnych urządzeń biomedycznych umieszczanych na skórze składa się z dwóch podstawowych elementów: modułu biomedycznego oraz stanowiącego podłoże elastycznego materiału, który zapewnia mocowanie do skóry i kontakt z nią.
      Standardowy sposób produkcji takich urządzeń jest złożony i kosztowny. W przeciwieństwie do tego nasza technika jest tania i bardzo prosta. Możemy stworzyć takie urządzenie za pomocą papieru i ołówka, mówi Yan.
      Warto pamiętać, że wkład ołówków stanowi głównie grafit. Naukowcy zauważyli, że ołówki zawierające ponad 90% grafitu są w stanie przewodzić duże ilości energii, jaka powstaje w wyniku tarcia rysika o papier. Szczegółowe badania wykazały, że do stworzenia na papierze różnych urządzeń biomedycznych najlepsze są ołówki, w których rysiku jest 93% grafitu. Yan zauważył też, że pomocny może być biokompatybilny klej w spraju, który można nałożyć na papier, by lepiej przylegał do skóry.
      Naukowcy mówią, że ich odkrycie może mieć olbrzymie znaczenie dla rozwoju taniej, domowej diagnostyki medycznej, edukacji czy badań naukowych. Na przykład jeśli ktoś ma problemy ze snem, jesteśmy w stanie narysować biomedyczne urządzenie, które pomoże monitorować sen tej osoby, stwierdza Yan. Dodatkową zaletą takich urządzeń jest fakt, że papier bardzo szybko ulega biodegradacji, więc produkcja tego typu czujników nie będzie wiązała się z wytwarzaniem zalegających odpadów.
      Autorzy badań twierdzą, że w ten sposób można będzie tworzyć czujniki temperatury, czynności elektrycznej mięśni i nerwów obwodowych, pracy układu krążenia, czujniki oddechu, urządzenia monitorujące pH potu, zawartość w nim glukozy czy kwasu moczowego i wiele innych urządzeń. Jakość przekazywanych przez nie sygnałów jest porównywalna z komercyjnie dostępnymi czujnikami. Całość zaś zasilana będzie dzięki wilgoci obecnej w powietrzu. Jak zauważyli naukowcy, pojedyncze narysowane ołówkiem urządzenie o powierzchni 0,87 cm2 może dzięki wilgotności powietrza generować przez 2 godziny napięcie sięgające 480 mV.
      Opisujący badania Yana artykuł Pencil-paper on-skin electronics został opublikowany w PNAS. Badania były finansowane przez amerykańską Narodową Fundację Nauki, Narodowe Instytuty Zdrowia oraz Biuro Badań Naukowych Sił Powietrznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Matki przekazują swoim dzieciom kolor włosów, oczu czy choroby dziedziczne. Jak dowodzą najnowsze badania Wexner Medical Center na Ohio State University, mogą też przekazywać korzyści ze zdrowego trybu życia. Okazuje się bowiem, że nawet umiarkowana ilość ćwiczeń fizycznych w czasie ciąży i po niej zwiększa w mleku matki ilość składników, które redukują u dziecka ryzyko takich chorób jak cukrzyca, otyłość czy choroby serca.
      Już wcześniej nasze badania wykazywały, że aktywność fizyczna matki poprawia zdrowie dziecka. Chcieliśmy jednak poznać odpowiedź na pytanie, dlaczego tak się dzieje, mówi główna autorka badań, Kriston Stanford. Jako, że dysponujemy dowodami, iż mleko matki odgrywa tutaj zasadniczą rolę, chcieliśmy wyizolować te składniki, które poprawiają zdrowie dziecka.
      Na potrzeby swoich badań naukowcy badali myszy, których matki prowadziły mało aktywny tryb życia i karmili te myszy mlekiem matek, które w czasie ciąży były aktywne. Okazało się, że myszy odnosiły korzyści z picia takiego mleka. To zaś dowiodło, że korzyści zdrowotne są przekazywane za pośrednictwem mleka, a nie wyłącznie za pośrednictwem genów.
      W kolejnym etapie badań naukowcy przyjrzeli się mleku 150 kobiet. Odkryli, że w mleku tych pań, które w ciągu dnia przeszły dłuższy dystans, występuje więcek składnika o nazwie 3SL. Wzrost 3SL niekoniecznie był związany z intensywnością ćwiczeń. Zatem nawet aktywność fizyczna o umiarkowanej intensywności zwiększa ilość tego składnika w mleku, mówi profesor Stanford. Ćwiczenia fizyczne są bardzo korzystne dla zdrowia kobiety zarówno w czasie ciąży jak i po porodzie. A wszystko, co poprawia zdrowie matki, poprawia też zdrowie dziecka.
      Wiele jednak kobiet z różnych względów nie może karmić piersią lub też nie powinno ćwiczyć w czasie ciąży. Dlatego też naukowcy starają się wyizolować 3SL z mleka i chcą sprawdzić, czy z mleka aktywnych fizycznie kobiet można przygotować preparat, który pomoże dzieciom kobiet nieaktywnych fizycznie lub niekarmiących piersią.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Światowa Organizacja Meteorologiczna poinformowała o 2 nowych światowych rekordach: długości i czasu trwania tzw. megabłyskawic (ang. lightning megaflash events). Błyskawica, która rozświetliła niebo nad Argentyną 4 marca 2019 r., trwała aż 16,73 s, a więc ponad 2-krotnie dłużej niż poprzednia rekordzistka. Odległość pozioma wyznaczona dla drugiej, odnotowanej 31 października 2018 r. nad południową Brazylią, wynosiła, bagatela, 709±8 km - to odpowiednik odległości np. od Londynu do granic Szwajcarii w pobliżu Bazylei. Ustalenia opublikowano w Geophysical Research Letters.
      To niesamowite rekordy [...]. Ekstrema środowiskowe to żywy przykład tego, do czego zdolna jest natura, a także pokaz postępów naukowych umożliwiających takie pomiary. Niewykluczone, że istnieją jeszcze większe ekstrema i że będziemy w stanie je obserwować w miarę postępów technologii detekcji - podkreśla prof. Randall Cerveny.
      Do tej pory rekordy należały do błyskawicy z Oklahomy, która 20 czerwca 2007 r. rozciągała się w poziomie na odległość ponad 321 km i do błyskawicy, która utrzymywała się bez przerwy 7,74 s (miało to miejsce 30 sierpnia 2012 r. nad regionem francuskim Prowansja-Alpy-Lazurowe Wybrzeże).
      Wcześniej posługiwano się systemem LMA (od ang. Lightning Mapping Array), a obecnie wykorzystano dane z Geostationary Lightning Mappers (GLM) z satelitów. Megabłyskawicami nazywa się błyskawice ponad 100-km (są one zjawiskami mezoskalowymi).

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...