Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Panda wielka żywi się wyłącznie pędami bambusa, a mimo to jest zaliczana do drapieżnych (Carnivora). Ostatnio udało się wykazać, że pod pewnymi względami przestawienie się na restrykcyjną dietę wegetariańską nie było tak dużym skokiem ewolucyjnym, jak się wydaje.

Badanie Fuwena Weia z Chińskiej Akademii Nauk pokazało, że zawartość białka i węglowodanów w diecie pandy plasuje ją dość blisko hiperdrapieżników, których dieta składa się w ponad 70% z mięsa. W przypadku pandy białko zaspokaja ok. 50% zapotrzebowania energetycznego, co stawia ją wśród wilków czy zdziczałych kotów.

"Jak wiemy, panda należy do Carnivora, ale jest skrajnie wyspecjalizowana w pokarmie roślinnym, bambusie. W oparciu o to, co je, należy ją absolutnie uznać za roślinożercę, lecz gdy weźmie się pod uwagę zawartość makroskładników [...], należy do drapieżników".

Pandy mają cechy wspólne z roślinożercami; chodzi m.in. o budowę czaszki, muskulaturę szczęk i uzębienie przystosowane do włóknistej diety. Dysponują też pseudokciukiem (fałszywym 6. palcem na przednich kończynach, powstałym z ruchomej kości nadgarstka), który służy do przytrzymywania bambusa. Oprócz tego pandy utraciły zdolność wyczuwania smaku umami (często wiąże się ona z jedzeniem mięsa). Z drugiej strony przewód pokarmowy, enzymy trawienne i mikrobiom Ailuropoda melanoleuca przypominają te występujące u drapieżników, a nie roślinożerców.

Na potrzeby najnowszego badania Wei nawiązał współpracę m.in. z ekologiem-dietetykiem Davidem Raubenheimerem z Uniwersytetu w Sydney. Zespół analizował zawartość makroskładników w diecie pandy (czyli co zwierzęta te zjadają i wchłaniają). Stosując metodę zwaną geometrią żywieniową, naukowcy ustalili, że mieszanina makroskładników, jaką panda spożywa i absorbuje, jest podobna do drapieżników. Zawartość makroskładników w mleku także plasuje ją jednoznacznie wśród drapieżników.

Autorzy publikacji z pisma Current Biology podkreślają, że uzyskane wyniki pomogą rozwiązać kilka kwestii związanych z ewolucją pandy wielkiej, w tym niezwykłe przejście na skrajną roślinną specjalizację pokarmową przez przedstawiciela rzędu Carnivora. W rzeczywistości przejście to było bardziej powierzchowne niż zakładano i łączyło przystosowanie do nowych rodzajów pokarmu z relatywnie mniejszymi zmianami w zakresie makroskładników.

Bambusowa dieta doprowadziła do rozwoju przystosowań dot. zębów, czaszki i 6. "palca". Sam przewód pokarmowy zmienił się jednak nieznacznie, co sugeruje, że potrzeba było minimalnych ewolucyjnych modyfikacji, by poradzić sobie z właściwościami makroskładnikowymi bambusa. Generalnie krótki przewód pokarmowy i obfitość bambusa pozwalają przetwarzać duże ilości surowca, kompensując niską efektywność trawienia.

Badanie pokazuje też coś innego, demonstruje, że by zrozumieć ekologię ewolucyjną jakiegoś zwierzęcia, trzeba wziąć pod uwagę zarówno spożywane pokarmy, jak i ich skład.


« 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
      Wszystkie nowotwory należą do jednej z dwóch kategorii, informują badacze z Sinai Health. Odkrycie to może pozwolić na opracowanie nowych strategii walki z najbardziej agresywnymi i niepoddającymi się leczeniu chorobami nowotworowymi.
      Olbrzymie zróżnicowanie nowotworów powoduje, że bardzo trudno znaleźć jest skuteczne formy leczenia tych chorób. Naukowcy z Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute (LTRI), będącego częścią Sinai Health, donoszą na łamach Cancer Cell, że nowotwory można podzielić na zaledwie dwie kategorie, w zależności od ekspresji bądź braku ekspresji białka YAP (Yes-associated protein).
      Przeprowadzone przez nich badania wykazały bowiem, że we wszystkich nowotworach mamy do czynienia albo z ekspresją, albo wyciszeniem białka YAP. W zależności, do której z tych grup należy dany nowotwór, różnie reaguje on na leczenie.
      Białka YAP są niezwykle ważnym elementem szlaku sygnałowego Hippo. Szlak ten odgrywa istotną rolę w kontroli wzrostu narządów u zwierząt, regulując procesy proliferacji i apoptozy komórek.
      YAP nie tylko jest włączone bądź wyłączone, ale ma też przeciwne pro- lub antynowotworowe działanie, zależnie od kontekstu. Nowotwory z YAPon potrzebują YAP by się rozwijać i przetrwać, z kolei nowotwory YAPoff przestają się rozwijać po aktywacji YAP, mówi Rod Bremner.
      Naukowcy przypominają, że wiele nowotworów YAPoff to choroby wysoce śmiertelne. Naukowcy wykazali też, że niektóre nowotwory, jak nowotwór prostaty czy płuc, potrafią przełączyć się pomiędzy stanem YAPon a YAPoff by zyskać oporność na leczenie.
      Komórki nowotworowe, hodowane w szalkach laboratoryjnych, albo unoszą się w płynie, albo przyczepiają się do szalki. Uczeni z Sinai Health odkryli, że to YAP decyduje o pływalności komórek. Wszystkie komórki nowotworowe YAPoff unoszą się, a wszystkie YAPon przyczepiają się. Nie od dzisiaj zaś wiemy, że zdolność komórek do adhezji decyduje o ich oporności na leczenie.
      Odkryta przez nas prosta dwuwartościowa klasyfikacja nowotworów może pomóc w opracowaniu terapii, które są skuteczne dla wszystkich chorób należących do klas YAPoff i YAPon, stwierdził współautor badań Joel Pearson Uczony zauważył też, że skoro nowotwory mogą przełączać się pomiędzy tymi stanami, by uniknąć leczenia, opracowanie metod kontrolowania stanu YAPoff i YAPon spowoduje, że będziemy mogli powstrzymać nowotwór przed przełączeniem się w stan, w którym może zyskać oporność na leczenia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Panda wielka Shin Shin z Ueno Zoo w Tokio urodziła 23 czerwca bliźnięta. Pierwsze młode przyszło na świat o 1:03, drugie - o 2:32. Nie wiadomo, jakiej są płci. Dyrektor ogrodu Yutaka Fukuda podkreślił, że to pierwsze bliźnięta pandy urodzone w ogrodzie.
      Ponieważ pandy rzadko opiekują się dwojgiem młodych naraz, zoo zdecydowało się umieścić jedno ze zwierząt w inkubatorze. Upewniamy się, czy matka karmi jedno dziecko, podczas gdy drugie znajduje się w inkubatorze - wyjaśnia rzecznik ogrodu Naoya Ohashi. Młode będą co jakiś czas zamieniane, tak by jedno i drugie mogło doświadczyć naturalnego karmienia.
      Pracownicy Ueno Zoo podejrzewali, że 15-letnia Shin Shin może być w ciąży po marcowym spółkowaniu z partnerem Ri Ri. Ciążę potwierdzono parę tygodni temu. Dwudziestego drugiego czerwca ok. 18 u samicy zaczęły się nasilać takie zachowania, jak lizanie okolic genitalnych. Załoga wdrożyła więc obserwację. Ok. 19 tego samego dnia pojawiły się oznaki porodu.
      Młode, które urodziły się w odstępie 1,5 godziny, wydawały głośne dźwięki, a matka podtrzymywała je prawą przednią kończyną. Ponieważ, jak już wspominaliśmy wcześniej, matki rzadko zajmują się dwojgiem młodych naraz, chwilę po trzeciej jedno pandziątko zabrano do inkubatora.
      Jak dotąd nie zaobserwowano żadnych problemów zdrowotnych. Ueno Zoo zapowiedziało, że w związku z dużym zainteresowaniem losami rodziny do 23 lipca w każdy wtorek i piątek o 15 będzie prezentowany raport z najświeższymi komentarzami, zdjęciami i filmami.
      Warto dodać, że wieści o potencjalnej ciąży spowodowały, że kursy giełdowe sieci restauracji znajdujących się w pobliżu zoo (Totenko i Seiyoken) chwilowo wzrosły. Pandy odgrywają ważną rolę w ekonomii turystycznej Japonii. Ceny akcji rosną, gdyż inwestorzy mają nadzieję na wzrost liczby zwiedzających zoo.
      Parę wypożyczono z Chin. Shin Shin i Ri Ri doczekali się w 2017 r. córki - Xiang Xiang. Ich młode, które przyszło na świat w 2012 r., przeżyło tylko 6 dni.
      Pandy wielkie są zwierzętami narażonymi na wyginięcie. Jest to wynikiem stopniowego ograniczania dostępnych dla nich obszarów oraz niskiej rozrodczości.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      AlphaFold, sieć sztucznej inteligencji zbudowana w oparciu o słynny DeepMind dokonała olbrzymiego kroku w kierunku poradzenia sobie z jednym z najpoważniejszych wyzwań nauk biologicznych – określeniem kształtu białek z sekwencji ich aminokwasów. To zmieni medycynę, zmieni bioinżynierię. Zmieni wszystko, mówi Andrei Lupas, biolog ewolucyjny z Instytutu Biologii Rozwojowej im. Maxa Plancka w Tybindze, który oceniał możliwości podobnych programów. Lupas dobrze zna AlphaFold. Program pomógł określić mu strukturę białka, z którym jego laboratorium nie mogło sobie poradzić od dekady.
      Możliwość określenia prawidłowej struktury białek pozwoli zarówno na lepsze zrozumienie życia, jak i na szybsze opracowywanie supernowoczesnych leków. Obecnie znamy 200 milionów białek, ale w pełni rozumiemy strukturę i funkcję niewielkiego ułamka z nich. Jednak nawet opisanie tej niewielkiej liczby dobrze poznanych białek zajęło nauce wiele lat, a do ich badań konieczny był wyspecjalizowany sprzęt warty miliony dolarów.
      AlphaFold pokonał około 100 innych programów, które wraz z nim stanęły do zawodów CASP (Critical Assesment of Structure Prediction). Zawody odbywają się co dwa lata, a AlphaFold wystartował w nich po raz pierwszy w 2018 roku i od razu trafił na szczyt klasyfikacji. Jednak w tym roku jego możliwości zaskoczyły specjalistów. Nie dość, że znacząco wyprzedził konkurencję, to jego osiągnięcia były tak imponujące, iż mogą zwiastować rewolucję w biologii.
      W niektórych przypadkach wyniki uzyskane za pomocą AlphaFold nie różniły się niczym od tych osiąganych za pomocą metod eksperymentalnych stanowiących złoty standard, takich jak krystalografia rentgenowska czy mikroskopia krioelektronowa. Naukowcy mówią, że AlphaFold nie zastąpi – przynajmniej na razie – tych metod, ale już teraz pozwoli na badanie struktur biologicznych w zupełnie nowy sposób.
      Białka to podstawowe budulce organizmów żywych. Odpowiedzialne są za większość procesów zachodzących w komórkach. O tym, jak działają i co robią, decyduje ich struktura 3D. Odpowiedni kształt przyjmują one bez żadnej instrukcji, kierowane jedynie prawami fizyki.
      Od dziesięcioleci główną metodą określania kształtów białek były metody eksperymentalne. Badania tego problemu rozpoczęto w latach 50. ubiegłego wieku korzystając z metod krystalografii rentgenowskiej. W ostatniej dekadzie preferowanym narzędziem badawczym stała się mikroskopia krioelektronowa.
      W latach 80. i 90. zaczęto prace nad wykorzystaniem komputerów do określania kształtu protein. Jednak nie szło to zbyt dobrze. Metody, które sprawdzały się przy jednych białkach nie zdawały egzaminu przy badaniu innych. John Moult, biolog obliczeniowy z University of Maryland, wraz z kolegami wpadł na pomysł zorganizowania CASP, zawodów, które miały uporządkować prace nad wykorzystaniem komputerów do badania kształtów białek. W ramach tych zawodów przed zespołami naukowymi stawia się zadanie określenia właściwej struktury protein, których to struktura została wcześniej określona metodami eksperymentalnymi, ale wyniki tych badań nie zostały jeszcze upublicznione.
      Moult mówi, że eksperyment ten – uczony unika słowa „zawody” – znakomicie przysłużył się badaniom na tym polu, pozwolił na uporządkowanie metod i odrzucenie wielu nieprawdziwych twierdzeń. Tutaj naprawdę możemy przekonać się, która metoda jest obiecująca, która działa, a którą należy odrzucić, stwierdza.
      W 2018 roku na CASP13 po raz pierwszy pojawił się AlphaFold. To algorytm sztucznej inteligencji bazujący na słynnym DeepMind, który pokonał mistrza go Lee Sedola, przełamując kolejną ważną barierę dla sztucznej inteligencji.
      Już w 2018 roku AlphaFold zyskał sobie uznanie specjalistów. Jednak wówczas korzystał z bardzo podobnych technik, co inne programy. Najpierw wykorzystywał metody głębokiego uczenia się oraz dane strukturalne i genetyczne do określenia odległości pomiędzy parami aminokwasów w proteinie, a następnie – już bez użycia SI – wypracowywał „konsensus” dotyczący ostatecznego wyglądu proteiny. Twórcy AlphaFolda próbowali to udoskonalać korzystając z takiego właśnie modelu, ale natrafili na przeszkody nie do pokonania.
      Zmienili więc taktykę i stworzyli sieć sztucznej inteligencji, która wykorzystywała też informacje o fizycznych i geometrycznych ograniczeniach w zawijaniu białek. Ponadto nowy model zamiast przewidywać zależności pomiędzy poszczególnymi aminokwasami miał do zrobienia coś znacznie trudniejszego – przewidzieć ostateczny kształt białka.
      CASP trwa kilka miesięcy. Biorące w nim udział zespoły regularnie otrzymują niezbędne informacje o proteinach lub ich fragmentach – w sumie jest ich około 100 – i mają określić ich strukturę. Wyniki pracy tych zespołów oceniają niezależni eksperci, którzy sprawdzają, na ile wyniki uzyskane na komputerach są zgodne z rzeczywistą strukturą białek określoną wcześniej metodami eksperymentalnymi. Oceniający nie wiedzą, czyją pracę oceniają. Wyniki są anonimizowane. Dane z AlphaFold były w bieżącym roku opisane jako „grupa 427”. Jednak niektóre z przewidywań dostarczonych przez tę grupę były tak dokładne, że wielu sędziów domyśliło się, kto jest autorem pracy. Zgadłem, że to AlphaFold. Większość zgadła, mówi Lupas.
      AlphaFold nie sprawował się równo. Raz radził sobie lepiej, raz gorzej. Ale niemal 2/3 jego przewidywań dorównywało wynikom uzyskanym metodami eksperymentalnymi. Czasami nie było wiadomo, czy różnica wynika z niedoskonałości AlphaFold czy metod eksperymentalnych. Jak mówi Moult, największą różnicę pomiędzy AlphaFold a metodami eksperymentalnymi było widać, gdy rzeczywisty wygląd proteiny określano za pomocą rezonansu jądrowego. Jednak różnica ta może wynikać ze sposobu obróbki surowych danych uzyskanych tą metodą. AlphaFold słabo sobie radził też w określaniu indywidualnych struktur w grupach protein, gdzie kształt białka mógł być zaburzany obecnością innego białka.
      Ogólnie rzecz biorąc średnia wydajność modeli biorących udział w tegorocznym CASP była lepsza niż przed dwoma laty, a za większość postępu odpowiadał AlphaFold. Na przykład tam, gdzie proteiny określano jako średnio trudne najlepsze modele uzyskiwały 75 na 100 możliwych punktów, a AlphaFold uzyskał tam 90 punktów. Przekroczenie granicy 90 punktów uznaje się za dorównanie metodom eksperymentalnym.
      Mohammed AlQuraishi, biolog obliczeniowy z Columbia University, który też brał udział w CASP chwali osiągnięcie AlphaFold: myślę, że trzeba uczciwie powiedzieć, iż osiągnięcie to wstrząśnie dziedziną badania struktur białek. Sądzę, że wielu specjalistów przestanie się tym zajmować, gdyż główny problem został rozwiązany. To olbrzymi przełom, jedno z najważniejszych osiągnięć naukowych, jakie widziałem w swoim życiu.
      O tym, jak wielkie możliwości ma AlphaFold i jak olbrzymia rewolucja może nadchodzić niech świadczy przykład badań, jakie prowadził zespół Andreia Lupasa. Niemcy od dawna próbowali określić strukturę białka pewnej bakterii. Za pomocą krystalografii rentgenowskiej uzyskali surowe dane, jednak ich przełożenie na odpowiednią strukturę wymagało pewnych informacji o kształcie proteiny. Wszelkie próby rozwiązania zagadnienia spaliły na panewce. Spędziliśmy dekadę próbując wszystkiego. Model opracowany przez group 427 dostarczył nam tę strukturę w ciągu pół godziny, mówi Lupas.
      Demis Hassabis, współzałożyciel i szef firmy DeepMind, która obecnie należy do Google'a, mówi, że jego firma dopiero zaczyna rozumieć, czego biolodzy chcą od AlphaFold.
      AlphaFold już zresztą przydaje się w praktyce. Na początku 2020 roku algorytm opisał strukturę kilku białek wirusa SARS-CoV-2. Później okazało się, że przewidywania dotyczące białka Orf3a zgadzają się z wynikami uzyskanymi eksperymentalnie.
      Rozpowszechnienie się AlphaFold raczej nie doprowadzi do zamknięcia laboratoriów. Jednak dzięki niemu do określenia struktury protein wystarczą gorszej jakości, a więc i łatwiejsze do uzyskania, dane. Możemy się też spodziewać olbrzymiej liczby odkryć, gdyż już w tej chwili dysponujemy olbrzymią liczbą danych, które program będzie mógł wykorzystać. Dodatkową korzyścią jest fakt, że będzie można prowadzić bardziej zaawansowane badania. Nowa generacja biologów molekularnych będzie mogła zadać bardziej złożone pytania. Będą mogli skupić się bardziej na myśleniu niż na prowadzeniu eksperymentów, mówi Lupas.
      Naukowcy mają nadzieję, że dzięki AlphaFold poznamy funkcje tysięcy białek tworzących ludzkie DNA, a to z kolei pozwoli nam poznać przyczyny wielu chorób.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Analizy badań EPIC-Oxford sugerują, że weganie, wegetarianie oraz osoby, które z mięsa jedzą wyłącznie mięso ryb, są bardziej narażeni na złamania kości niż osoby jedzące mięso. Ryzyko takie jest szczególnie widoczne w przypadku wegan, którzy narażeni są na zwiększone prawdopodobieństwo złamania wszelkich kości, w tym kości nóg czy kręgosłupa. Ponadto weganie, wegetarianie i osoby jedzące tylko mięso ryb są szczególnie narażeni na złamania biodra.
      We wszystkich wymienionych przypadkach ryzyko złamań było mniejsze, gdy uczestnicy badań mieli większą masę ciała i przyjmowali więcej wapnia oraz białka. To sugeruje, że zwiększone ryzyko złamań w porównaniu z osobami jedzącymi mięso jest spowodowane faktem, iż osoby nie jedzące mięsa są zwykle szczuplejsze, zatem ich kości nie są tak dobrze chronione przez mięśnie i tłuszcz, a poza tym przyjmują mniej białka i wapnia, co negatywnie wpływa na wytrzymałość kości. Nie zauważono także, by osoby nie jedzące mięsa lub jedzące tylko ryby były narażone na większe ryzyko złamań nadgarstka, kostki lub ramienia.
      Główna autorka badań, doktor Tammy Tong z Oxford University mówi: To pierwsze tak szeroko zakrojone badania na temat ryzyka złamań u osób stosujących różną dietę. Okryliśmy, że w przypadku wegan ryzyko złamań kości jest wyższe o niemal 20 przypadków na 1000 osób w przeciągu 10 lat w porównaniu z osobami jedzącymi mięso. Najwyższe ryzyko występuje w przypadku złamań biodra. Tutaj jest ono u wegan 2,3 raza wyższe niż u jedzących mięso, co odpowiada 15 dodatkowym przypadkom na 1000 osób na 10 lat.
      Badania EPIC-Oxford prowadzone były w latach 1993–2001 na niemal 55 000 brytyjskich kobiet i mężczyzn. Autorzy najnowszych badań śledzili losy tych osób roku 2016. W tym czasie doszło do niemal 4000 złamań kości.
      O ile zwiększenie ryzyka dla całej badanej grupy nie jest zbyt wysokie, w końcu to około 20 dodatkowych przypadków na 1000 osób w ciągu 10 lat, to szczególną uwagę należałoby zwrócić na osoby starsze. Wtedy to ryzyko złamań rośnie, a same złamania są bardziej niebezpieczne. Dlatego tego weganie i wegetarianie powinni zwracać szczególną uwagę na zdrowie kości. Jest mało prawdopodobne, by bez przyjmowania suplementów weganie mieli w diecie odpowiednią ilość wapnia, mówi doktor Tong. Uczona zwraca też uwagę, że obecnie sytuacja wegetarian może być lepsza, gdyż w latach 90. producenci mleka rzadziej wzbogacali go wapniem.
      Heather Russel, dietetyk z brytyjskiego Vegan Society mówi: Z pewnością możliwe jest zadbanie o kości w dobrze zaplanowanej wegańskiej diecie. Ale ludzie potrzebują informacji, by dokonywać odpowiednich wyborów.
      Szczegóły badań opublikowano w BMC Medicine.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pewna szczególnie bolesna i inwazyjna forma endometriozy być może będzie leczona za pomocą terapii epigenetycznej, donoszą naukowcy z Michigan State University. Uczeni skupili się na rodzaju endometriozy, który występuje u kobiet z mutacją genu ARID1A. Gdy dochodzi do tej mutacji ma miejsce gwałtowna aktywizacja tzw. super wzmacniaczy transkrypcji (super enhacers). W wyniku ich działania komórki wyściółki macicy (endometrium) wydostają się poza macicę, powodując olbrzymi ból.
      Na łamach Cell Reports opisano badania, podczas których profesor Ron Chandler, doktor Mike Wilson oraz Jake Reske testowali lek, który bierze na cel super wzmacniacze i powstrzymuje rozprzestrzenianie się komórek poza macicę. Taki lek może być znacznie skuteczniejszy niż stosowane obecnie leczenie hormonalne, chirurgiczne czy podawanie środków przeciwbólowych.
      Endometrioza, szczególnie jej rodzaj związany z mutacją ARID1A wiąże się m.in. z olbrzymim długotrwały bólem i często prowadzi do niepłodności. Negatywnie wpływa ona na jakość życia kobiety, jej zdolność do podjęcia pracy i posiadania dzieci. Nie jest łatwa w leczeniu i może uodpornić się na terapię hormonalną. Odkryliśmy, że leki biorące na cel super wzmaczniacze transkrypcji mogą być nowym sposobem leczenia tej bardzo inwazyjnej choroby, mówi Chandler.
      Badany przez nich lek bierze na cel proteinę P300, hamując działanie super wzmacniaczy i w ten sposób niwelując skutki mutacji ARID1A. Zdaniem Wilsona ten sam lek może znaleźć zastosowanie także w leczeniu innych form endometriozy.
      Naukowcy już planują badania innych leków epigenetycznych, które mogą brać za cel P300.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...