Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Do kontaktu pomiędzy Polinezyjczykami a Indianami doszło przed zasiedleniem Wyspy Wielkanocnej
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Humanistyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Komórki bakterii potrafią „zapamiętać” krótkotrwałe tymczasowe zmiany w samych sobie i otoczeniu. I mimo że zmiany te nie zostają zakodowane w genomie, mogą być przekazywane potomstwu przez wiele pokoleń. Odkrycie dokonane przez naukowców z Nortwestern University i University of Texas nie tylko rzuca wyzwanie naszemu rozumieniu biologii najprostszych organizmów oraz sposobom, w jaki przekazują i dziedziczą cechy fizyczne. Może również zostać wykorzystane w medycynie.
Podstawowe założenie z dziedziny biologii bakterii mówi, że dziedziczne zmiany fizyczne są u nich kodowane w DNA. Jednak, z perspektywy bardziej złożonych organizmów, wiemy, że informacja może być też przechowywana w sieci regulacyjnej genów. Chcieliśmy więc sprawdzić, czy istnieją cechy przekazywane przyszłym pokoleniom nie za pomocą DNA. Odkryliśmy, że czasowe zmiany w regulacji genów odciskają trwałe ślady, które zostają przekazane następnym pokoleniom, stwierdzają badacze.
Nauka przez kilkadziesiąt lat uważała, że cechy organizmu są przekazywane przede wszystkim, jeśli nie wyłącznie, w DNA. Jednak w 2001 roku, po ukończeniu Human Genome Project, założenie to trzeba było zmienić. Obecnie wiemy, że nie tylko zmiany w DNA wchodzą tutaj w grę. Niedawne badania wykazały na przykład, że dzieci holenderskich mężczyzn, którzy w życiu płodowym doświadczyli wraz z matkami głodu w czasie II wojny światowej, są bardziej narażone na otyłość jako dorośli. Wiemy, że przyczyną nie są tutaj zmiany genetyczne. Jednak u ludzi znalezienie podstawowej przyczyny takiego niegenetycznego dziedziczenia jest bardzo trudne.
Profesor Adilson Motter i jego zespół zaczęli się zastanawiać, czy nie łatwiej byłoby śledzić takie zmiany u prostszych organizmów. Przyjrzeli się więc Escherichii coli. W przypadku E. coli cały organizm to pojedyncza komórka. Ma ona mniej genów, około 4000, w porównaniu z ludzkimi 20 000. Brak jej też wewnątrzkomórkowych struktur będących podstawą trwałości DNA u drożdży oraz różnorodności rodzajów komórek u wyżej rozwiniętych organizmów. E. coli to dobrze zbadany organizm modelowy, do pewnego stopnia znamy też jej sieć regulacyjną genów (GRN), stwierdza współautor badań, Thomas Wytock.
Naukowcy wykorzystali model matematyczny GRN do czasowego wyłączania i włączania genów E. coli. Okazało się, że takie przejściowe zaburzenia mogą powodować trwałe zmiany, które są przekazywane przez wiele pokoleń. Teraz uczeni przygotowują się do eksperymentów laboratoryjnych, podczas których będą weryfikowali swoje odkrycie.
Jeśli mają rację i zmiany są kodowane raczej w GRN niż w DNA, powstaje pytanie o przekazywanie ich kolejnym pokoleniom. Autorzy badań zaproponowali hipotezę, zgodnie z którą odwracalne zmiany wywołują nieodwracalne zaburzenia w sieci regulacyjnej genów. Wyłączenie jednego genu, wpływa na gen sąsiadujący, to zaś wpływa na kolejny gen. Gdy pierwszy z genów ponownie zostanie włączony, trwa już reakcja łańcuchowa, która jest odporna na zmiany z zewnątrz. Naukowcy sądzą, że taki wpływ ma nie tylko dezaktywacja i aktywacja genów, ale również różne zmiany środowiskowe. Może to być zmiana temperatury, dostępności pożywienia czy kwasowości.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Sir David Attenborough przekazał Królewskim Ogrodom Botanicznym w Kew (RBG Kew) 31 nasion cennej rośliny - perełkowca Sophora toromiro z Wyspy Wielkanocnej. Wcześniej podarowała mu je dr Sonia Haoa Cardinalli, archeolożka z Rapa Nui. S. toromiro należy do rodziny bobowatych. Jest endemitem z Wyspy Wielkanocnej. Ma charakterystyczne różowo zabarwione drewno, które niegdyś wykorzystywano w rzeźbach. Obecnie roślinę uznaje się za gatunek wymarły na wolności (ang. extinct in the wild, EW).
Roślina wyginęła w wyniku działalności człowieka: wskutek wycinki oraz wprowadzenia na wyspę zwierząt hodowlanych w XVIII i XIX wieku. W stanie dzikim istniała do lat 60. XX wieku. Słynny Thor Heyerdahl, który odwiedził Rapa Nui w latach 50. XX wieku, zauważył tam tylko jednego perełkowca. Zebrał jego nasiona, które z czasem trafiły do Ogrodu Botanicznego w Göteborgu. Później w ogrodzie botanicznym w Menton na południu Francji udało się dzięki nim wyhodować nowe okazy.
Już pierwsi Europejczycy, którzy dotarli na Wyspę Wielkanocną, zwrócili uwagę, że niemal nie ma na niej większych drzew. Pierwsze naukowe próbki S. toromiro zostały zebrane w 1774 roku podczas podróży Cooka. Z ówczesnych zapisków dowiadujemy się, że na otwartej przestrzeni można spotkać z rzadka porozrzucane zgrupowania tej rośliny. W 1880 roku, już po wprowadzeniu zwierząt hodowlanych, odnotowano obecność martwych roślin z poobgryzaną przez owce korą, a XIX-wieczni turyści informowali, że S. toromiro uprawiana jest jeszcze w ogrodach. Pod koniec XIX wieku, w wyniku epidemii ospy oraz najazdów łowców niewolników, doszło do załamania struktury społecznej na wyspie i znacznego spadku jej populacji. Perełkowiec przestał być ozdobą ogrodów. Ostatnie drzewo w stanie dzikim rosło w kraterze Rano Kao, gdzie skały uniemożliwiały dostęp zwierzętom hodowlanym. Jak zanotował jeden z naukowców, drzewo było obserwowane przez krajowców, którzy z niecierpliwością czekali, aż będzie na tyle duże, by można je było ściąć na rzeźby. Padło ono pod ciosami siekier w 1960 roku.
Na początku XX wieku w Europie rosły S. toromiro. Wiemy, że w latach 1919–1920 gatunek ten uprawiano w Ogrodzie Botanicznym w Göteborgu; wykorzystano nasiona zebrane przez Carla Skottsberga. Z kolei w latach 20. XX wieku RBG Kew posiadało w swojej kolekcji drzewa z roślin przekazanych przez Catherine Routledge. Z czasem jednak europejskie kolekcje S. toromiro zostały utracone. Te, które obecnie istnieją na Starym Kontynencie, pochodzą z nasion zebranych przez Thora Heyerdahla w kraterze Rano Kao. W 1959 roku udało się z nich wykiełkować cztery rośliny, które zapoczątkowały europejskie kolekcje. Z czasem okazało się, że S. toromiro znajdują się też w ogrodach botanicznych w Nowej Zelandii, Australii i Chile. Najwcześniejsze próby reintrodukcji podjęto w roku 1965. Wszystkie jednak spaliły na panewce.
Obecnie zasoby S. toromiro charakteryzuje przede wszystkim brak informacji o pochodzeniu roślin. W większości światowych zbiorów znajdują się pojedyncze rośliny. Na świecie S. toromiro uprawia się obecnie w 13 miejscach, z czego jedynie w 4 – 1 w Niemczech, 2 w Chile i 1 w Australii – istnieje więcej niż 10 roślin. Prawdopodobnie jedynie uprawa z Australii pochodzi od więcej niż 1 rośliny założycielskiej.
Mimo że roślina została wytępiona, wciąż istnieje nadzieja na odrodzenie gatunku. Jak wspominaliśmy, perełkowce występują w ogrodach botanicznych na całym świecie. W Kew Gardens można oglądać ich hybrydy. Przeprowadzono też częściowo udane próby reintrodukcji, dzięki czemu na Rapa Nui rośnie nieco perełkowców. Kilka z nich znajdziemy w ogrodzie doktor Haoa Cardinalli.
Przekazanie nasion RBG Kew nie było prostym procesem. Najpierw musiały uzyskać odpowiedni certyfikat fitosanitarny, poświadczający, że są wolne od chorób i pasożytów. Pozwalał on na wwiezienie ich na teren Wielkiej Brytanii. Konieczna też była zgoda wyrażona przez szefową Wydziału Zdrowia Roślin i Kwarantanny Królewskich Ogrodów Botanicznych Joanny Bates. Przenoszenie materiału roślinnego z ogrodu i do niego jest bowiem ściśle monitorowane.
Teraz ogrodnicy z Kew wykiełkują część nasion, a następnie zasadzą je w Temperate House (to największa na świecie zachowana wiktoriańska szklarnia). Niektóre z nasion prawdopodobnie trafią do Millenium Seed Bank w Wakehurst, gdzie zostaną poddane procesom konserwacji i będą przechowywane w podziemnych sejfach.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niechęć do jedzenia mięsa może być motywowana nie tylko względami etycznymi czy medycznymi, ale może mieć również podłoże genetyczne, informują naukowcy z Wydziału Medycyny Northwestern University. Jak zauważa jeden z autorów badań, profesor Nabeel Yaseen, dotychczas nikt nie odpowiedział na pytanie, czy każdy człowiek jest w stanie powstrzymać się od jedzenia mięsa przez dłuższy czas. Z prowadzonych dotychczas badań wynika, że znaczna część ludzi, którzy uważają się za wegetarian, je mięso ryb, drobiu czy czerwone mięso. Dlatego też Yaseen i jego zespół uważają, że czynniki środowiskowe lub biologiczne mogą w wielu przypadkach odgrywać silniejszą rolę niż chęć trzymania się diety.
Wydaje się, że więcej osób chciałoby być wegetarianami niż naprawdę nimi jest. Sądzimy, że dzieje się tak, bo mamy coś wdrukowanego, czego nie bierzemy pod uwagę, stwierdzili autorzy badań. Postanowili więc skupić się na kwestii genetycznej. W tym celu przebadali genomy 5324 wegetarian – ludzi, którzy nie jedzą żadnego mięsa – a grupę kontrolną stanowiło 329 455 osób. Wszyscy badani należeli do rasy białej (kaukaskiej). Naukowcy chcieli mieć bowiem homogeniczną próbkę badanych, bez potrzeby uwzględniania różnic pomiędzy rasami.
Analizy wykazały, że istnieją trzy geny silnie powiązane z wegetarianizmem oraz 31 genów, które mogą mieć związek z niejedzeniem mięsa. Część z tych genów – w tym dwa (NPC1 i RMC1) ze wspomnianych trzech – jest powiązanych z metabolizmem tłuszczów i/lub funkcjonowaniem mózgu. Jedną z zasadniczych różnic pomiędzy pokarmem roślinnym a zwierzęcym są złożone lipidy. Być może to właśnie lipidy obecne w mięsie są tym, czego niektórzy ludzie potrzebują. A być może ludzie, którzy posiadają geny promujące wegetarianizm, potrafią samodzielnie syntetyzować te lipidy. Jednak w tej chwili to czysta spekulacja i potrzeba więcej badań, by lepiej zrozumieć fizjologię wegetarianizmu, mówi Yaseen.
Przez wieki główną motywacją dla stosowania diety wegetariańskiej były względy religijne i moralne. W ostatnich dziesięcioleciach nauka dostarczyła dowodów, że dieta taka jest zdrowsza niż dieta oparta na mięsie, zatem wiele osób zaczęło przechodzić na wegetarianizm z powodów zdrowotnych. Mimo to wegetarianie stanowią mniejszość wśród ludzi. Szacuje się na przykład, że w USA mięsa nie je 3–4 procent populacji. W Wielkiej Brytanii jest to 2,3% dorosłych i 1,9% dzieci.
Yaseen uważa, że jedną z przyczyn stojących za wyborami dietetycznymi – oprócz kwestii kulturowych, przyzwyczajeń, wychowania czy smaku – mogą być kwestie związane z metabolizmem. Na przykład próbowane po raz pierwszy kawa czy alkohol nie smakują większość osób. Z czasem jednak ludzie zaczynają doceniać to, jak się po nich czują i z ochotą po oba napoje sięgają. Myślę, że z mięsem może być podobnie. Być może posiada ono pewien składnik, ja uważam, że chodzi o tłuszcze, który powoduje, iż zaczynamy go pożądać, dodaje uczony.
Badacze stwierdzili, że o ile względy religijne i moralne odgrywają dużą rolę przy przejściu na wegetarianizm, to o sukcesie tego postanowienia – długotrwałym trzymaniu się diety wegetariańskiej – decydują względy genetyczne. Mamy nadzieję, że przyszłe badania lepiej opiszą różnice pomiędzy wegetarianami a nie wegetarianami. To pozwoliłoby z jednej strony na opracowanie spersonalizowanych diet, z drugiej zaś na stworzenie lepszych substytutów mięsa, dodają.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas pandemii SARS-CoV-2 widzieliśmy olbrzymie spektrum manifestacji klinicznych zarażenia wirusem, od infekcji bezobjawowych po zgony. Naukowcy z Instytutu Pasteura, francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych we współpracy ze specjalistami z całego świata przyjrzeli się przyczynom różnic w reakcji układu odpornościowego na SARS-CoV-2 wśród różnych populacji. Wykazali, że utajona infekcja cytomegalowirusem oraz czynniki genetyczne miały swój udział w manifestacjach reakcji organizmu na koronawirusa.
Wiemy, że głównym czynnikiem ryzyka zgonu jest zaawansowany wiek. Dodatkowymi są płeć męska, choroby współistniejące i czynniki genetyczne oraz immunologiczne. Naukowcy badający wpływ różnych czynników na odpowiedź organizmu na SARS-CoV-2 pobrali próbki krwi od 222 zdrowych ochotników zamieszkujących region od Afryki Środkowej i Europy Zachodniej po Azję Wschodnią. Wykorzystali technikę sekwencjonowania RNA do określenia, w jaki sposób 22 różne rodzaje komórek krwi reaguja na obecność koronawirusa. Następnie połączyli tak uzyskane informacje z wynikami badań układu odpornościowego i genomu osób, od których pobrano krew.
Naukowcy zidentyfikowali około 900 genów, których reakcja na obecność wirusa była różna u różncyh populacji. Za pomocą statystycznych analiz genetycznych uczeni wykazali, że różnice te wynikają z różnic w składzie krwi. Proporcje poszczególnych typów komórek są różne u różnych populacji. Wiadomo jednak, że na skład krwi mają też wpływ czynniki zewnętrze. Jednym z nich jest infekcja cytomegalowirusem. W Afryce Środkowej jest on obecny u 99% populacji, w Azji Wschodniej u 50% ludzi, a w Europie jego nosicielem jest 32% mieszkańców. Z badań wynika, że utajona infekcja tym wirusem ma wpływ na reakcję organizmu na SARS-CoV-2.
Ponadto zidentyfikowano około 1200 genów, których ekspresja w warunkach zarażenia SARS-CoV-2 jest różna w różnych populacjach i jest kontrolowana przez czynniki genetyczne i zależy od częstotliwości alleli regulujących te geny. Na ten czynnik miała wpływ presja selekcyjna z przeszłości. Wiemy, że czynniki zakaźne miały olbrzymi wpływ na przeżycie człowieka i wywierały silną presję selekcyjną, która ukształtowała różnice genetyczne na poziomie całych populacji. Wykazaliśmy, że presja selekcyjna z przeszłości wpłynęła na odpowiedź immunologiczną na SARS-CoV-2. Jest to widoczne szczególnie u osób pochodzących z Azji Wschodniej. Około 25 000 lat temu koronawirusy wywarły silną presję selekcyjna na te populacje, mówi Maxime Rotival.
Na przebieg infekcji miały też wpływ geny odziedziczone po neandertalczykach. Stanowią one ok. 2% genomu mieszkańców kontynentów innych niż Afryka i mamy coraz więcej dowodów na to, że wpływają one na naszą obecność odporność na infekcję. Nie tylko zresztą na nią. Mają też wpływ na to, czy palimy papierosy i pijemy alkohol. Teraz naukowcy zidentyfikowali dziesiątki genów, które zmieniają reakcję na infekcję, a ich obecność to skutek krzyżowania się H. sapiens z neandertalczykiem.
Wykazaliśmy istnienie związku pomiędzy dawnymi wydarzeniami mającymi wpływ na ewolucję, jak selekcja naturalna czy krzyżowanie się z neandertalczykami, a obecnymi różnicami populacyjnymi w reakcji na infekcję, dodaje profesor Lluis Quintana-Murci.
Szczegóły badań zostały opisane w artykule Dissecting human population variation in single-cell responses to SARS-CoV-2 opublikowanym na łamach Nature.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dżuma trapi ludzkość od 5000 lat. W tym czasie wywołująca ją Yersinia pestis ulegała wielokrotnym zmianom, zyskując i tracąc geny. Około 1500 lat temu, niedługo przed jedną z największych pandemii – dżumą Justyniana – Y. pestis stała się bardziej niebezpieczna. Teraz dowiadujemy się, że ostatnio bakteria dodatkowo zyskała na zjadliwości. Pomiędzy wielkimi pandemiami średniowiecza, a pandemią, która w XIX i XX wieku zabiła około 15 milionów ludzi, Y. pestis została wzbogacona o nowy niebezpieczny element genetyczny.
Naukowcy z Uniwersytetu Chrystiana Albrechta w Kilonii i Instytutu Biologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka przeanalizowali genom Y. pestis od neolitu po czasy współczesne. Mieli dostęp m.in. do szkieletów 42 osób, które zostały pochowane pomiędzy XI a XVI wiekiem na dwóch duńskich cmentarzach parafialnych.
Wcześniejsze badania pokazały, że na początkowych etapach ewolucji patogen nie posiadał genów potrzebnych do efektywnej transmisji za pośrednictwem pcheł. Taka transmisja jest typowa dla współczesnej dżumy dymieniczej. W wyniku ewolucji Y. pestis znacząco zwiększyła swoją wirulencję, co przyczyniło się do wybuchu jednych z najbardziej śmiercionośnych pandemii w historii ludzkości, mówi doktor Joanna Bonczarowska z Instytutu Klinicznej Biologii Molekularnej na Uniwersytecie w Kilonii. Podczas naszych badań wykazaliśmy, że przed XIX wiekiem żaden ze znanych szczepów Y. pestis nie posiadał elementu genetycznego znanego jako profag YpfΦ, dodaje uczona. Profag, jest to nieczynna postać bakteriofaga, fragment DNA wirusa, który został włączony do materiału genetycznego zaatakowanej przez niego bakterii.
Te szczepy Y. pestis, które mają w swoim materiale genetycznym YpfΦ, są znacznie bardziej śmiercionośne, niż szczepy bez tego profaga. Nie można więc wykluczyć, że to jego obecność przyczyniła się do wysokiej śmiertelności podczas pandemii z XIX/XX wieku.
Naukowcy z Kilonii chcieli szczegółowo poznać mechanizm zwiększonej wirulencji Y. pestis z profagiem YpfΦ. W tym celu przyjrzeli się wszystkim białkom kodowanym przez tę bakterię. Okazało się, że jedno z nich jest bardzo podobne do toksyn znanych z innych patogenów.
Struktura tego białka jest podobna do enterotoksyny wytwarzanej przez Vibrio cholerae (ZOT - zonula occludens toxin), która ułatwia wymianę szkodliwych substancji pomiędzy zainfekowanymi komórkami i uszkadza błonę śluzową oraz nabłonek, dodaje Bonczarowska. Uczona wraz z zespołem będą w najbliższym czasie badali wspomniane białko, gdyż jego obecność prawdopodobnie wyjaśnia zjadliwość współczesnych szczepów Y. pestis.
Badacze zwracają uwagę, że szybka ewolucja patogenu zwiększa ryzyko pandemii. Nabywanie nowych elementów genetycznych może spowodować, że pojawią się nowe objawy. To zaś może prowadzić do problemów z postawieniem diagnozy i opóźnienia właściwego leczenia, które jest kluczowe dla przeżycia. Co więcej, niektóre szczepy Y. pestis już wykazują oporność na różne antybiotyki, co dodatkowo zwiększa zagrożenie, stwierdza doktor Daniel Unterweger, który stał na czele grupy badawczej. Naukowcy przypominają, że u innych bakterii również odkryto elementy podobne do YpfΦ, co może wskazywać na ich zwiększoną wirulencję.
Zrozumienie, w jaki sposób patogen zwiększał swoją szkodliwość w przeszłości, a czasem robił to skokowo, pomoże nam w wykrywaniu nowych jego odmian i w zapobieganiu przyszłym pandemiom, wyjaśnia cel badań profesor Ben Krause-Kyora z Instytutu Klinicznej Biologii Molekularnej.
Dżuma to wciąż jedna z najbardziej niebezpiecznych chorób. Śmiertelność w przypadku szybko nieleczonej choroby wynosi od 30% (dżuma dymienicza) do 100% (odmiana płucna). Obecnie najczęściej występuje w Demokratycznej Republice Konga, Peru i na Madagaskarze. Zdarzają się jednak zachorowania w krajach wysoko uprzemysłowionych. Na przykład w USA w 2020 roku zanotowano 9 zachorowań, z czego zmarły 2 osoby.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.