Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Ssaki morskie straciły gen chroniący przed pestycydami
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Ludzie są jednym z niewielu gatunków, których samice żyją długo po utracie zdolności do rozmnażania się. To zaskakująca cecha, gdyż biologia większości zwierząt jest zoptymalizowana pod kątem przekazania genów. O tym, jaką korzyść może odnosić nasz gatunek z długiego życia kobiet pisaliśmy niedawno. Jednak w jaki sposób cecha ta w ogóle pojawiła się u H. sapiens? Naukowcy z Kalifornii twierdzą, że istnienie babek możemy zawdzięczać m.in. ... rzeżączce.
Uczeni z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD) już 7 lat temu odkryli u ludzi unikatowy zestaw mutacji genetycznych, chroniących przed demencją i spadkiem zdolności poznawczych. Teraz na łamach Molecular Biology and Evolution opisują swoje badania nad jednym z tych genów i nad próbą opisania jego historii ewolucyjnej.
Porównanie genomu ludzkiego i szympansiego pokazało, że posiadamy unikatową wersję genu receptora CD33 obecnego w komórkach układu odpornościowego. Standardowy receptor CD33 wiąże się z kwasem sjalowym. To cukier, którym pokryte są komórki ludzkiego organizmu. Gdy komórka układu odpornościowego wyczuje za pomocą CD33 kwas sjalowy, rozpoznaje komórę organizmu i nie atakuje jej.
Receptor CD33 jet też obecny w komórkach mikrogleju w mózgu. To makrofagi biorące udział w odpowiedzi immunologicznej i odgrywającą ważną rolę w usuwaniu uszkodzonych komórek mózgu oraz płytek amyloidowych zaangażowanych w pojawianie się choroby Alzheimera. Jednak standardowe receptory CD33, przyłączając się do kwasu sjalowego uszkodzonych komórek i płytek tłumią działanie mikrogleju, zwiększając ryzyko demencji.
I tutaj właśnie pojawia się nowy wariant genu. W pewnym momencie ewolucji w naszych organizmach pojawiła się zmutowana forma CD33, której brakuje miejsca przyłączania się do kwasu sjalowego. Zmutowany receptor nie reaguje więc na obecność tego cukru w uszkodzonych komórkach i płytkach amyloidowych, dzięki czemu mikroglej może je usuwać. Skądinąd wiemy, że wyższy poziom zmutowanych CD33 jest powiązany z lepszą ochroną przeciwko pojawieniu się choroby Alzheimera.
Profesor Ajit Varki i jego koledzy z UCSD postanowili sprawdzić, kiedy zmutowany wariant CD33 się pojawił. Odkryli istnienie silnej pozytywnej presji selektywnej, której istnienie wskazuje, że jakiś czynnik napędza ewolucję genu tak, że jest ona szybsza niż spodziewana. Zauważyli też, że zmutowanego CD33 nie mieli ani neandertalczycy ani denisowianie. To było dla nas zaskoczeniem, gdyż większość genów, którymi różnimy się od szympansa, jest obecna także u neandertalczyków. To zaś sugerowało, że mądrość i opieka ze strony zdrowych dziadków mogła być tym, co dało nam przewagę nad innymi homininami, mówi Varki.
Przeprowadzone badania sugerują, że elementem, który dał nam tę przewagę i który w tak decydujący sposób wpłynął na naszą ewolucję mogły być takie patogeny jak dwoinka rzeżączki (Neisseria gonorrhoeae) oraz paciorkowiec bezmleczności (Streptococcus agalactiae). Bakterie te chowają się w otoczce z kwasu sjalowego. Więc na podobieństwo wilka w owczej skórze są w stanie oszukać układ odpornościowy. Dlatego też Varki, profesor patologii Pascal Gagneux i ich zespół sugerują, że presja ze strony tych patogenów spowodowała, że pojawił się wariant CD33, który potrafił rozpoznać niebezpieczne bakterie. Przypuszczenie to potwierdzili odkrywając, że jedna ze specyficznych dla ludzi mutacji powoduje, że układ odpornościowy jest w stanie rozpoznać przeciwnika.
Jako, że oba wspomniane patogeny przenoszone są drogą płciową, naukowcy sądzą, że najpierw ludzie nabyli zmutowany wariant CD33 by chronił nas przed zachorowaniem w okresie rozrodczym. Z czasem mutacja ta została przejęta przez mózg w celu ochrony go przed demencją. Możliwe, że CD33 to jeden z wielu genów wybranych w trakcie ewolucji do ochrony przed patogenami. Później zaś nasze organizmy ponownie go wybrały, ze względu na ochronę przed demencją i innymi chorobami związanymi z wiekiem, mówi Gagneux.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nieuleczalna obecnie choroba autoimmunologiczna – toczeń rumieniowaty – jest powodowana przez mutację w genie TLR7, czytamy na łamach Nature. W wyniku mutacji zwiększa się powinowactwo genu do guanozyny i cGMP (cykliczny guanozyno-3′,5′-monofosforan), co powoduje nieprawidłową aktywację TLR7 i wystąpienie w dzieciństwie tocznia.
Znalezienie efektywnego sposobu leczenia tocznia rumieniowatego to poważne wyzwanie, a stosowane obecnie supresory immunologiczne mają poważne skutki uboczne i narażają pacjenta na infekcje. W ciągu ostatnich 60 lat FDA zatwierdziła tylko 1 terapię na toczeń, mówi doktor Carola Vinuesa, jedna ze współautorek badań. Po raz pierwszy udało się wykazać, że toczeń powodowany jest przez mutację w TLR7. Wiemy więc, jak choroba się rozpoczyna, dodaje.
Najnowsze odkrycie daje nadzieję na opracowanie skutecznego leku przeciwko chorobie, która powoduje zapalenie organów i stawów, negatywnie wpływa na zdolność do poruszania się, zdrowie skóry, wywołuje chroniczne zmęczenie. Ocenia się, że na całym świecie na toczeń cierpi ponad 5 milionów osób, a obecnie głównymi metodami leczenia jest tłumienie reakcji układu odpornościowego, co pociąga za sobą skutki uboczne.
Autorzy odkrycia zauważają, że o ile pacjenci ze zmianami w TLR7 mogą stanowić mniejszość, to u wielu chorych widoczna jest nadmierna reaktywność szlaku sygnałowego TLR7. Odkrycie związku przyczynowo-skutkowego pomiędzy mutacjami czy nadreaktywnością szlaku sygnałowego a chorobą to pierwszy krok w kierunku opracowania metod leczenia.
Międzynarodowy zespół naukowy przeprowadził badania sekwencjonując genom hiszpańskiej nastolatki, która zapadło na toczeń w wieku 7 lat. Analiza wykazała istnienie pojedynczej mutacji w genie TLR7, kodującym białko TLR7. Aby potwierdzić odkrycie, naukowcy wprowadzili taką samą mutację do organizmów myszy. Okazało się, że u zwierząt pojawiły się objawy tocznia.
Szczegółowe analizy na poziomie komórkowym wykazały z kolei, że zmutowane białko TLR7 wpływa na wrażliwość układu odpornościowego, przez co zwiększa się ryzyko, że uzna on tkanki organizmu za obce lub uszkodzone i zacznie je atakować.
Kobiety chorują na toczeń 10-krotnie częściej niż mężczyźni, a fenomen ten można wytłumaczyć faktem, że TLR7 leży na chromosomie X.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zaawansowany wiek i choroby współistniejące to dwa znane czynniki ryzyka powiązane z większym zagrożeniem ze strony wirusa SARS-CoV-2. Jednak poza nimi nie znamy przyczyn, dla których jedne osoby przechodzą COVID-19 bezobjawowo, a inne trafiają na oddział intensywnej terapii czy umierają. Międzynarodowa grupa ekspertów postanowiła poszukać powodów, dla których młodzi ludzie, bez istniejących poważnych chorób współistniejących, czasami przechodzą COVID-19 niezwykle ciężko, podczas gdy ich rówieśnicy nawet nie zauważają infekcji.
Grupa naukowców z Uniwersytetu w Sztrasburgu oraz Genuity AI Research Institute w Bostonie, Yale University i Uniwersytetu Południowej Kalifornii wykorzystali m.in. techniki sztucznej inteligencji i badania DNA do analizy grupy młodych ludzi bez współistniejących chorób. Wszystkie osoby w badanej grupie miały poniżej 50 lat. Mediana wieku wynosiła 40 lat.
W badanej grupie znajdowało 47 osób, które z powodu COVID-19 leżały na oddziale intensywnej terapii i wymagały podłączenia do respiratora, 25 osób chorujących na COVID-19, które trafiły do szpitala, ale nie wymagały intensywnej opieki oraz 22 zdrowe osoby.
Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie DNA, RNA, wykonali profil cytokin, szczegółowe badania białek oraz określili immunofenotyp każdego z badanych. Najbardziej rzucającą się w oczy sygnaturą genetyczną powiązaną z ciężkim przebiegiem COVID-19 byłą wyższa ekspresja genu ADAM9. Spostrzeżenie to potwierdzono na dodatkowej grupie 81 chorych na COVID-19 znajdujących się w stanie krytycznym oraz 73 ozdrowieńcach.
Podczas badań laboratoryjnych uczeni zauważyli, że wyciszenie ekspresji ADAM9 w komórkach nabłonkowych płuc zainfekowanych SARS-CoV-2 prowadzi do spowolnienia replikacji wirusa. To zaś oznacza, że warto dokładniej przyjrzeć się roli tego genu w zachorowaniu na COVID-19. Autorzy badań dodają, że warto rozważyć podawanie przeciwciał blokujących ADAM9 osobom w stanie krytycznym. Ewentualnie warto zastanowić się nad innymi strategiami obniżania aktywności tego genu u osób z ciężkim przebiegiem COVID-19.
Ze szczegółami badań można zapoznać się w artykule Identification of driver genes for critical forms of COVID-19 in a deeply phenotyped young patient cohort opublikowanym na łamach Science Translational Medicine.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mieszkające w naszych domach pająki unikają powierzchni, po których przeszły mrówki pewnego agresywnego gatunku. To wskazuje, że pozostawiają one po sobie jakiś chemiczny ślad. A ten można by wykorzystać do stworzenia ekologicznych środków odstraszających pająki, dzięki którym np. ludzie z arachnofobią mogliby czuć się bezpieczniej w swoich domach.
Andreas Fischer z kanadyjskiego Simon Fraser University specjalizuje się w badaniu feromonów pająków. Poszukuje też praktycznych sposobów na utrzymanie zdrowego ekosystemu, przy jednoczesnym zniechęceniu pająków do odwiedzania ludzkich domów. Uczony mówi, że z jednej strony mamy pestycydy, które zabijają wszystko i zaburzają równowagę w ekosystemie, z drugiej zaś domowe porady, takie jak stosowanie skórki cytrynowej czy olejku migdałowego, w żaden sposób nie działają na pająki.
Ostatnio Fischer zwrócił uwagę na prace innych naukowców, z których wynikało, że tam, gdzie jest więcej mrówek, występuje mniej pająków.
Uczony zebrał mrówki z trzech różnych gatunków oraz samice czterech gatunków pająków często występujących w północnoamerykańskich domach. Najpierw przez 12 godzin mrówki przebywały na papierowym filtrze w szklanej klatce. Mrówki dobrano równo pod względem wagi, co oznacza, że w przypadku jednego gatunku do eksperymentu użyto 43 mrówek, w przypadku zaś innego – zaledwie trzech.
Po 12 godzinach mrówki z klatki usuwano i na 24 godziny umieszczano w niej samice pająków, obserwując, jak się zachowuje. Okazało się, że większość czarnych wdów (Latrodectus hesperus), fałszywych czarnych wdów (Steatoda grossa) oraz pająków hobo (Eratigena agrestis), unika papierowego filtra, po którym chodziły wścieklice zwyczajne (Myrmica rubra). Podobne, chociaż nie tak silne zachowanie, zauważono u krzyżaka ogrodowego (Araneus diadematus).
Fischer sądzi, że pająki mogą unikać mrówek, gdyż wścieklice zwyczajne są szczególnie agresywne, mogą otaczać i zabijać pająki, które weszły na ich teren. Pająki mogły więc wyewoluować tak, by unikać tego gatunku. Hipoteza ta jest tym bardziej uprawniona, że pająki nie unikały miejsc, po których chodziły mrówki z gatunków hurtnica pospolita (Lasius niger) i Camponotus modoc.
Uczony i jego koledzy nie wiedzą jeszcze, co konkretnie odstrasza pająki. Mają jednak nadzieję, że wkrótce się dowiedzą. A gdy odnajdą roznoszony przez mrówki środek chemiczny, którego boją się pająki, chcą rozpocząć eksperymenty nad stworzeniem jego wersji do użycia w domu.
Fischer nie zaleca jednocześnie zbierania mrówek i chronienia w ten sposób domów przed pająkami. Ugryzienie wścieklicy zwyczajnej jest bardzo bolesne, a mrówek trudno jest się pozbyć. Stałyby się w domu większym problemem niż pająki, stwierdza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowo odkryty rodzaj komórek kości może stać się celem przyszłych terapii leczących osteoporozę i inne schorzenia szkieletu. Komórki, nazwane osteomorfami, zostały odkryte we krwi i szpiku przez naukowców z Garvan Institute of Medical Research. Wiemy już, że łączą się tworząc komórki kościogubne – osteoklasty – które zgodnie ze swoją nazwą mają zdolność do rozpuszczania i resorpcji tkanki kostnej.
Osteomorfy mają unikatowy profil genetyczny co jest potencjalnie bardzo obiecującą cechą, gdyż być może uda się to wykorzystać do terapii biorącej na cel dokładnie te komórki. To odkrycie zmienia reguły gry, gdyż nie tylko pomaga w zrozumieniu biologii kości, ale potencjalnie otwiera drogę do leczenia osteoporozy. W osteoplastach dochodzi do ekspresji kilkunastu genów, które wydają się mieć związek z tą chorobą kości, mówi współautor badań, Tri Giang Phan.
Szkielet to, jak mówią autorzy badań, dynamiczny organ, który przez całe nasze życie jest ciągle przebudowywany w reakcji na bodźce ze środowiska. Na poziomie molekularnym dochodzi do nieustannych zmian. Wyspecjalizowane komórki rozpuszczają starą tkankę kostną i budują nową. Takie przemodelowanie to wspólny wysiłek dwóch rodzajów komórek, osteoklastów absorbujących starą tkankę i osteoblastów, które tworzą nową. Ich skuteczne działanie wymaga dobrej koordynacji w czasie i przestrzeni. Zaburzenie równowagi działania tych komórek prowadzi do osłabienia kości, w tym do osteoporozy.
O ile nauka dobrze rozumie role osteklastów w rozwoju takich chorób jak osteoporoza, to ich biologia jest znacznie słabiej poznana. Dlatego właśnie naukowcy z Garvan Institute chcieli się im bliżej przyjrzeć. Podczas badań na modelu mysim zauważyli, że osteoklasty robią zadziwiającą rzecz – dzielą się na mniejsze komórki, a potem łącząc, ponownie tworząc osteoklasty.
To zupełnie nieznany dotychczas proces. Do tej pory uważano, że gdy osteoklasty wykonają swoją robotę, zachodzi apoptoza i komórki giną. Zauważyliśmy jednak, że przechodzą one swoisty recykling, w podczas którego dzielą się i łącza ponownie. Być może proces ten wydłuża ich życie. Odkryliśmy też te podzielone komórki w krwi i szpiku, co wskazuje, że przemieszają się one do innych części szkieletu. Mogą stanowić rezerwę dla innych komórek w miejscach, gdzie są potrzebne, stwierdza doktor Michelle McDonald.
Szczegółowe badania wykazały też, że nowo odkryte komórki włączają liczne geny. Do ekspresji wielu z nich dochodzi też w osteoklastach, ale ekspresja niektórych była czymś nowym. To na przekonało, że mamy do czynienia z nowym typem komórek, które nazwaliśmy osteomorfami, wyjaśnia Weng Hua Khoo.
Następnie, we współpracy z kolegami z Imperial College London, uczeni z Garvan zbadali, co się tanie, gdy w modelu mysim wyłączą 40 genów aktywowanych w osteomorfach. Okazało się, że wyłączenie 17 z nich wpłynęło na ilość tkanki kostnej i wytrzymałości kości. Gdy uczeni przejrzeli bazy danych ludzkiego genomu stwierdzili, że te 17 genów powiązanych jest u ludzi z występowaniem dysplazji kostnych oraz kontrolą mineralizacji kości. To pokazało, jak ważne są osteomorfy mówi doktor Peter Croucher.
W podsumowaniu swoich badań naukowcy stwierdzili, że geny osteomorfów odgrywają rolę w patogenezie zarówno rzadkich monogenicznych jak i częstych poligenicznych chorób układu kostnego, takich jak osteoporoza.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.