Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Wydawałoby się, że krew jest dogłębnie poznanym płynem ustrojowym. Okazuje się jednak, że nawet i ona ujawnia od czasu do czasu pewne tajemnice. Ostatnio francuscy naukowcy opisali jej nowy składnik, element występujący w stanie fizjologicznym.

Mitochondria są organellami występującymi w większości komórek eukariotycznych. Są nazywane centrami energetycznymi, bo to w nich w wyniku oddychania komórkowego powstaje większość adenozynotrofosforanu (ATP). Mitochondria mają własny genom (mtDNA); mtDNA jest przekazywany w linii żeńskiej.

Naukowcy z INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) podkreślają, że niekiedy mitochondria są obserwowane pozakomórkowo w postaci fragmentów enkapsulowanych w pęcherzykach - egzosomach. Oprócz tego w pewnych bardzo specyficznych warunkach płytki są w stanie uwalniać mitochondria do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Zespół Alaina R. Thierry'ego zrewolucjonizował wiedzę nt. tej organelli, ujawniając, że w krwiobiegu występują całe funkcjonalne zewnątrzkomórkowe mitochondria.

Autorzy artykułu z FASEB Journal posłużyli się wcześniejszymi badaniami, w których wykazano, że osocze zdrowych ludzi zawiera do 50 tys. razy więcej mitochondrialnego niż jądrowego DNA. Akademicy dywagowali, że by było to możliwe, mtDNA musi być chronione przez strukturę o wystarczającej stabilności. By ją zidentyfikować, zbadano osocze ok. 100 osób.

Analiza ujawniła, że w krwiobiegu występują bardzo stabilne struktury zawierające pełny genom mitochondrialny. Francuzi badali ich wielkość oraz integralność mtDNA. Oglądali je także pod mikroskopem. Testy wykazały, że to funkcjonalne mitochondria (ich liczba wynosiła do 3,7 mln na ml osocza).

Gdy uwzględni się liczbę zewnątrzkomórkowych mitochondriów we krwi, rodzi się pytanie, czemu tego odkrycia nie dokonano wcześniej? Thierry zdaje się sugerować, że chodzi o metody, które wykorzystywał jego zespół.

Na czym polega rola zewnątrzkomórkowych mitochondriów? Francuzi uważają, że kluczem jest budowa mtDNA, która przypomina DNA bakteryjne. Jak tłumaczą, podobieństwo to może oznaczać zdolność wywoływania odpowiedzi immunologicznej bądź zapalnej. Naukowcy podejrzewają, że krążące mitochondria biorą udział w wielu fizjologicznych i/lub patologicznych procesach, wymagających komunikacji między komórkami.

Odkrycie Francuzów może się również przyczynić do poprawy diagnostyki, monitoringu i leczenia pewnych chorób. Obecnie akademicy skupiają się na ocenie przydatności zewnątrzkomórkowych mitochondriów jako biomarkerów w diagnostyce prenatalnej i onkologicznej.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekawy jestem co się dzieje z mitochondriami podczas apoptozy?

To jest dość skomplikowany proces eukariotów, pewnie wykorzystujący funkcje cytoszkieletu - których może brakować mitochondriom: będącymi udomowionymi prokariotami ... dalej poddanymi selekcji naturalnej.

Może zdarza im się przeżywać apoptozę - ich obecność w krwiobiegu nie musi wynikać z posiadania funkcji dla człowieka, może być produktem ubocznym, czy nawet wynikiem ich naturalnej selekcji.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 10.02.2020 o 15:19, Jarek Duda napisał:

Ciekawy jestem co się dzieje z mitochondriami podczas apoptozy?

Przypuszczalnie to co z resztą - są ładnie pakowane i zjadane przez makrofagi. Ciekawsze jest to, co może się z nimi stać podczas nekrozy.

W dniu 10.02.2020 o 15:19, Jarek Duda napisał:

To jest dość skomplikowany proces eukariotów, pewnie wykorzystujący funkcje cytoszkieletu - których może brakować mitochondriom

Mitochondria pełnią integralną rolę podczas apoptozy, są częścią mechanizmu. Nie ma organizmów eukariotycznych bez mitochondriów (z wyjątkiem kilku pasożytów wciąż posiadających genetyczne szczątki po nich), co oznacza że ostatni wspólny przodek eukariotów już je miał.

Mam podejrzenia, że jądro komórkowe wyewoluowało jak megawirus, który przejmował coraz więcej genów z infekowanych hostów (dzięki temu wirusy mogą infekować kadłubki bakterii z niesprawnym, np. po zniszczeniu przez UV własnym genomem). Być może pierwszy megawirus który postanowił, że lepsza będzie praca "na swoim" już posiadał odziedziczone symbionty po swoim hoście.
 

Co do funkcji biologicznej to przypuszczam że jest to fragment mechaniki odpowiadającej za transplantację mitochondriów z komórek macierzystych do docelowych komórek w ciele, coś takiego zachodzi na przykład w mięśniach, ale przypuszczam na podstawie bardzo silnych przesłanek że jest to ogólny mechanizm dostępny awaryjnie w całym organizmie.

Inną możliwością jest to, że one po prostu mają tam funkcjonować i "ładować"  krążące we krwi ADP w ATP zwiększając moc sygnalizacji (pozakomórkowe ATP jest cząsteczką sygnałową).

W dniu 10.02.2020 o 15:19, Jarek Duda napisał:

czy nawet wynikiem ich naturalnej selekcji.

mtDNA koduje jedynie enzymy oddechowe więc ciężko mówić o selekcji - bez dopływu białek syntetyzowanych przez geny w jądrze są to po prostu żywe trupy.

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chyba rzeczywiście przesadziłem z możliwością osobnej selekcji naturalnej, ale skoro są znajdowane w dużej ilości w krwiobiegu to chyba makrofagi ich nie zjadają (przynajmniej nie wystarczająco szybko).

Wg. https://en.wikipedia.org/wiki/Apoptosis : np. " After the shrinking, the plasma membrane blebs and folds around different organelles. " - to by się zgadzało (znajdują enkapsulowane), mogą też zostawać z nekrozy.

Dalej mogą być po prostu efektem ubocznym, z czasem trawione ... choć może rzeczywiście mogą też łączyć się z innymi komórkami - co pewnie wymagałoby specjalnych mechanizmów, dodatkowych białek w tej błonie - warto sprawdzić czy bardzo odbiega ona od zwykłej błony.

 

Co do ewolucji wirusów, na pierwszy rzut oka transpozony wydają się ich przodkiem ... na drugi ewolucja kapsydów wydaje się dość nieprawdopodobna z tej strony (?)

Nie mam pojęcia o megawirusach, ale ogólnie komórki nowotworowe przełączają się na osobną ewolucję jako kolonialne jednokomórkowce - czasem nawet zmieniając hosta jak w DFTD diabłów tasmańskich.

Do czego mogłaby doprowadzić ich dalsza ewolucja?

Nie wiem, ale megawirusy mają gigantyczne kapsy np. ~400nm, co wymaga dość nietypowych wyspecjalizowanych białek - choć może kapsydy oryginalnie powstały dla wymiany błony jakiegoś jednokomórkowca na coś bardziej praktycznego, wtedy małe wirusy mogłyby wyewoluować ze zmniejszania/optymalizacji dużych...

Share this post


Link to post
Share on other sites
56 minut temu, Jarek Duda napisał:

na drugi ewolucja kapsydów wydaje się dość nieprawdopodobna z tej strony (?)

Wirusy mogły startować jako prawie gołe dna. Mam też podejrzenie że w początku życia mogło być bardzo wiele twistów, i na przykład całe życie DNA mogło być wirusem który pasożytował na świecie RNA.

Godzinę temu, Jarek Duda napisał:

megawirusy mają gigantyczne kapsy np. ~400nm

Użyłem nazwy tylko dla ogólnej idei, to mogły być całkiem inne "megawirusy" z inną strukturą.
 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Transposony to trochę takie "gołe wirusy", raczej nie opuszczające hosta (?), bardzo skuteczne: ponoć stanowią ~44% naszego DNA: https://en.wikipedia.org/wiki/Transposable_element

Mają swoje enzymy pomocnicze, ale jakoś nie widzę dla nich możliwości ewolucji kapsydu (?)

Dużo łatwiej sobie wyobrazić wyjście z jednokomórkowca, który tak rozbudowuje białka powierzchniowe że w pewnym momencie przestaje potrzebować błony fosfolipidowej.

Ściana komórkowa jest trochę podobnym przykładem rozbudowy z cukrów - jednak zachowując błonę.

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obecnie wstępną diagnozę nowotworów mózgu wykonuje się na podstawie badań obrazowych, jednak diagnoza szczegółowa, określająca np. konkretny rodzaj nowotworu, wymaga wykonania biopsji. Możliwość nieinwazyjnego zdiagnozowania nowotworu, oznaczałaby olbrzymi postęp w walce z nowotworami mózgu.
      Grupa naukowców Farshad Nassiri, Ankur Chakravarthy i ich koledzy z University of Toronto, we współpracy z amerykańskimi kolegami, informują na łamach Nature Medicine o opracowaniu wysoce czułego testu z krwi, który pozwala dokładnie diagnozować i klasyfikować różne typy guzów mózgu. Test opiera się na najnowszych odkryciach naukowych, dzięki którym wiemy, że profile metylacji DNA w plazmie są wysoce specyficzne dla różnych guzów i pozwalają na odróżnienie od siebie guzów pochodzących od tych samych linii komórkowych.
      Gdybyśmy dysponowali lepszą i bardziej wiarygodną metodą diagnozowania i klasyfikowania podtypów guzów, moglibyśmy zmienić sposób opieki nad pacjentem, mówi doktor Gelareh Zadeh, szefowa chirurgii onkologicznej w Cancer Care Ontario. To zaś miałoby olbrzymi wpływ na planowanie i przebieg leczenia.
      Jeden z autorów, doktor Danel De Carvalho, specjalizuje się w badaniu wzorców metylacji DNA. Kierowane przez niego laboratorium już wcześniej opracowało metodę badania wzorców metylacji za pomocą płynnej biopsji. Teraz, na potrzeby najnowszych badań, naukowcy porównali dane ze szczegółowych analiz tkanek nowotworów mózgu 221 pacjentów, z badaniem swobodnie krążącego DNA nowotworowego (ctDNA) obecnego w osoczu tych osób. Dzięki temu byli w stanie połączyć konkretne podtypy guzów mózgu z ctDNA krążącym we krwi. Następnie na tej podstawie opracowali algorytm, który klasyfikuje nowotwory mózgu wyłącznie na podstawie ctDNA.
      Jak zauważa doktor Zadeh, wcześniej nie było możliwe diagnozowanie nowotworów mózgu na podstawie badań krwi ze względu na istnienie bariery mózg-krew. Jednak nasz test jak tak czuły,że wykrywa we krwi nawet minimalne sygnały świadczące o istnieniu nowotworu. Mamy teraz nową nieinwazyjną metodę, która pozwala na wykrywanie i klasyfikowanie guzów mózgu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od ponad 40 lat naukowcy przypuszczali, że w naszych organizmach istnieją „metabolony”, zgrupowania enzymów, ułatwiające przeprowadzanie różnych procesów w komórkach. Teraz naukowcom z Penn State jako pierwszym udało się zaobserwować metabolony. Odkrycie może doprowadzić do pojawienia się nowych terapii przeciwnowotworowych.
      Uczeni z Pennsylvania State University połączyli spektrometrię mas z nowatorską metodą obrazowania i obserwowali metabolony zaangażowane w tworzenie puryn. Nasze badania wskazują, że enzymy, nie są przypadkowo rozmieszczone w komórkach, ale występują w formie klastrów, czyli metabolonów, które spełniają konkretne funkcje metaboliczne. Nie tylko dowiedliśmy, że metabolony istnieją, ale odkryliśmy również, że ten konkretny metabolon występuje w pobliżu mitochondriów komórek nowotworowych, mówi profesor Stephen Benkovic.
      Uczeni poszukiwali metabolonu, nazwanego „purynosomem”, o którym sądzono, że przeprowadza syntezę puryn de novo. To proce, w którym powstają puryny, tworzące DNA i RNA. Poszukiwania prowadzono w komórkach HeLa. To linia komórkowa z komórek raka szyjki macicy, pobranych w 1951 roku od Henrietty Lacks. To jedne z najważniejszych linii komórkowych w badaniach medycznych. Uważane są za „nieśmiertelne”, gdyż mogą rozmnażać się w nieskończoność.
      Wykazaliśmy, że szlak biosyntezy puryn de novo (DNPB) jest przeprowadzany przez purynosomy składające się z co najmniej 9 enzymówi działających synergicznie, dzięki czemu ich całkowita aktywność wzrasta co najmniej 7-krotnie, wyjaśnia profesor Vidhi Pareek.
      Purynosomy, o średnicy mniejszej niż mikrometr, zostały zobrazowane za pomocą nowatorskiej technologii opracowanej przez profesora Nicholasa Winograda. Technika wykorzystuje spektrometrię mas jonów wtórnych z profilowaniem wiązką klastrów jonów (GCIB-SIMS) w celu wykrycia biomolekuł i pozwala na chemiczne obrazowanie pojedynczej komórki. To niezwykle istotne, gdyż mamy tu do czynienia z bardzo małą koncentracją molekuł w indywidualnych komórkach nowotworowych, wyjaśnia profesor Hua Tian.
      Profesor Winograd, który od 35 lat pracuje nad rozwojem nowych technik obrazowania, pozwalających na uzyskanie informacji o procesach chemicznych toczących się wewnątrz pojedynczej komórki, stwierdził: Teraz, pod koniec mojej kariery naukowej w końcu mogę zobaczyć, jak ta technika ujawnia obecność purynosomów i, być może w następnym etapie badań, będziemy mogli obserwować, który z leków przeciwnotoworowych wnika do purynosomów, gdzie może być najbardziej skuteczny.
      Bardzo ważnym spostrzeżeniem jest odkrycie, że niewielka odległość między purynosomami a mitochondriami wywołuje efekt tunelowania i ułatwia wykorzystanie substratów generowanych w mitochondriach w procese syntezy puryn.
      Nasze eksperymenty pokazały, że efektywność biosyntezy puryn de nowo jest zwiększona dzięki tunelowaniu, a obecność purynosomów w pobliżu mitochondriów jest bardzo ważna dla tego procesu. To odkrycie otwiera drzwi do badań nad nową klasą leków przeciwnowotworowych, na przykład molekuły, która oddalałaby purynosomy od mitochondriów, stwierdza Benkovic.
      Odkrycie szczegółowo opisano na łamach Science.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) i Wydziału Medycyny Indiana University poinformowali, że zwiększenie dostaw energii do uszkodzonego rdzenia kręgowego myszy może pomóc w ponownym wzroście aksonów i w odzyskaniu części funkcji motorycznych.
      Regeneracja aksonów w centralnym układzie nerwowym to proces bardzo wymagający pod względem energetycznym. Uraz zewnętrzny i wewnętrzne ograniczenia prowadzą do kryzysu energetycznego w uszkodzonych aksonach, przez co rodzi się pytanie, jak deficyty energii wpływają na możliwości regeneracyjne. W naszych badaniach zauważyliśmy, że zwiększenie aksonalnego transportu mitochondrialnego poprzez usunięcie syntafiliny prowadziło do przywrócenia, utraconej w wyniku urazu, polarności błony mitochondrialnej, napisali autorzy badań. Syntafilina jest białkiem wspomagającym przyleganie mitochondriów do cytoszkieletu wewnątrz aksonów. Już z wcześniejszych badań wiemy, że usunięcie syntafiliny powoduje, iż mitochondria poruszają się szybciej.
      Wykorzystaliśmy trzy modele mysie uszkodzenia centralnego układu nerwowego. Wykazaliśmy za ich pomocą, że u myszy pozbawionych syntafiliny dochodzi do lepszej regeneracji drogi korowo-rdzeniowej przebiegającej przez miejsce urazu kręgosłupa, przyspieszonego odrastania aksonów w miejscu urazu oraz szybszego kompensacyjnego rozprzestrzeniania się aksonów w nieuszkodzonych fragmentach drogi korowo-rdzeniowej. Co istotne, zregenerowane aksony drogi korowo-rdzeniowej tworzą funkcjonujące synapsy i wspomagają odzyskanie fukcji motorycznych, stwierdzają autorzy badań.
      Doktor Zu-Hang Sheng z NIH, jeden z głównych autorów studium, powiedział, że jego zespół jest pierwszym, który wykazał, że w wyniku uszkodzenia rdzenia kręgowego dochodzi do kryzysu energetycznego, który jest bezpośrednio powiązany z ograniczeniem zdolności aksonów do regeneracji.
      Molekuły ATP, odgrywające kluczową rolę w wewnątrzkomórkowym transporcie energii, są wytwarzane w mitochondriach. Gdy dochodzi do uszkodzenia aksonów, zwykle też uszkodzone zostają mitochondria, co poważnie zakłóca produkcję ATP w uszkodzonych nerwach. Naprawa nerwów wymaga znacznych ilości energii. Wysunęliśmy hipotezę, że pourazowe uszkodzenie mitochondriów znacznie ogranicza dostawy ATP i to właśnie ten kryzys energetyczny uniemożliwia odrastanie i naprawę aksonów, wyjaśnia Sheng. Dodatkowym problemem jest fakt, że w dojrzałych nerwach mitochondria są zakotwiczone w aksonach, przez co, gdy dochodzi do ich uszkodzenia, trudno jest wymienić je na nieuszkodzone, co tylko zwiększa kryzys energetyczny.
      Dlatego też Sheng i jego zespół, bazując na swoich wcześniejszych pracach z myszami pozbawionymi syntafiliny, zaczęli przypuszczać, że zwiększenie transportu mitochondriów pozwoli na zastąpienie uszkodzonych nieuszkodzonymi.
      Ich hipotezy wydają się sprawdzać, przynajmniej na myszach. U zwierząt pozbawionych syntafiliny zaobserwowano bowiem znacznie większe odrastanie aksonów w miejscu uszkodzenia, niż w grupie kontrolnej. Okazało się też, że prowadziło to do poprawy funkcji motorycznych.
      Na kolejnym etapie badań myszom podawano kreatynę, która zwiększa produkcję ATP. W obu grupach myszy – grupie pozbawionej syntafiliny oraz grupie kontrolnej – zaobserwowano zwiększoną regenerację aksonów po podaniu tego środka w porównaniu z grupą, która otrzymywała placebo. Jednak w grupie pozbawionej syntafiliny regeneracja była silniejsza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pasożyt Henneguya salminicola jest pierwszym znanym nam zwierzęciem, które nie oddycha. Okazało się, że gatunek ten – w przeciwieństwie do wszystkich innych znanych zwierząt – nie posiada mitochiondriów ani genomu mitochondrialnego (mitochondrialnego DNA), a to w nim znajdują się geny odpowiedzialne za oddychanie. O zaskakującym odkryciu donosi najnowszy numer PNAS.
      Szczegółowe analizy wykazały, że H. salminicola utracił nie tylko mtDNA, ale również niemal wszystkie geny zaangażowane w transkrypcję i replikację tego genomu. Naukowcy zidentyfikowali jednocześnie wiele genów kodujących proteiny zaangażowane w inne szlaki mitochondrialne. Zauważyli też, że geny odpowiedzialne za oddychanie tlenowe czy replikację mtDNA były albo nieobecne w ogóle, albo występowały jedynie w postaci pseudogenów.
      Uczeni postanowili zweryfikować swoje spostrzeżenia i w tym celu wykorzystali te same metody i narzędzia badawcze do sprawdzenia blisko spokrewnionego gatunku Myxobolus squamalis. Okazało się, że posiada on mitochondrialne DNA. Wyniki badań zostały zweryfikowane za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej, która potwierdziła obecność mitochondrialnego DNA u M. squamalis i jego brak u H. salminicola.
      Nasze odkrycie potwierdza, że adaptacja do środowiska beztlenowego nie jest unikatową cechą jednokomórkowych eukariotów, ale może również zachodzić u wielokomórkowych zwierząt pasożytniczych, czytamy w artykule A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Spożywanie piure ziemniaczanego podczas wydłużonego wysiłku, np. maratonów czy wyścigów rowerowych, podtrzymuje odpowiedni poziom glukozy we krwi tak samo dobrze, jak dostępne w handlu żele węglowodanowe.
      Badania pokazały, że spożywanie skoncentrowanych żeli węglowodanowych podczas wydłużonego wysiłku sprzyja dostępności węglowodanów w czasie ćwiczeń i poprawia osiągi. Celem naszego studium było rozszerzenie i zróżnicowanie opcji dostępnych dla sportowców, a także odroczenie zmęczenia smakiem - podkreśla prof. Nicholas Burd z Uniwersytetu Illinois.
      Ziemniaki są obiecującą alternatywą dla sportowców, bo stanowią tanie i gęste odżywczo [...] źródło węglowodanów. Ponadto to opcja wytrawna, a żele węglowodanowe są bardzo słodkie - dodają autorzy publikacji z Journal of Applied Physiology.
      Naukowcy zebrali grupę 12 ochotników. Wszyscy byli zdrowi i lubili uprawiać sport (średnio przejeżdżali na rowerze 267 km tygodniowo). Wszyscy trenowali od lat. Średnie szczytowe pochłaniane tlenu (VO2peak) wynosiło 60,7 ± 9,0 ml/kg/min. Podczas eksperymentów badani mieli jechać na rowerze przez 2 godziny na poziomie 60-85% VO2peak. Później następował test czasowy (ang. time trial, TT).
      Ochotników losowano do grupy spożywającej 1) wodę, 2) dostępny w handlu żel węglowodanowy lub 3) ekwiwalent węglowodanów z ziemniaków. Badanie miało charakter naprzemienny, co oznacza, że wszyscy badani brali udział we wszystkich scenariuszach.
      Amerykanie standaryzowali, co rowerzyści jedli w ciągu 24 godzin przed sesją, co miało odzwierciedlać typowe okoliczności związane z wyścigiem. Podczas ćwiczeń naukowcy monitorowali m.in. poziom glukozy i temperaturę głęboką ciała badanych, opróżnianie żołądka oraz objawy żołądkowo-jelitowe. Mierzyli również poziom mleczanu we krwi (jest on markerem intensywności wysiłku).
      Nie stwierdziliśmy różnic między osiagami rowerzystów, którzy w czasie eksperymentów pozyskiwali węglowodany z trawienia ziemniaków i żelu (przy zalecanej dawce ok. 60 g na godzinę). W obu grupach wystąpiła znacząca poprawa wykonania [...] - opowiada Burd.
      U osób spożywających ziemniaki i żel stężenie glukozy w osoczu wzrosło w podobnym stopniu. Podobnie zresztą jak tętno. Dzięki ziemniakom i żelowi ochotnicy byli szybsi w teście czasowym; wyniki TT w grupie ziemniaczanej i żelowej wynosiły, odpowiednio, 33,0 ± 4,5 min i 33,0 ± 4,2 min, w porównaniu do 39,5 ± 7,9 min dla wody.
      Okazało się jednak, że przy jedzeniu ziemniaków występowały silniejsze wzdęcia, ból i gazy niż w innych scenariuszach. Wg Burda, może to wynikać z faktu, że by dopasować ilość glukozy zapewnianej przez żele, trzeba zjeść większą objętość ziemniaków.
      Tak czy siak, przeciętne objawy ze strony przewodu pokarmowego były słabsze niż we wcześniejszych badaniach, co wskazuje, że oba scenariusze węglowodanowe były dobrze tolerowane przez większość badanych rowerzystów.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...